ГЛАВА 1. Погрешности обработки при высокоскоростном точении 6
ГЛАВА 2. Разработка способов и средств электронного («безгитарного») согласования формообразующих движений в станке 9
2.1. Согласование работы регулируемого и шагового приводов 10
2.2. Согласование работы двух регулируемых приводов 18
ГЛАВА 3. Устройства контроля и компенсация износа элементов
станка в процессе обработки 38
3.1. Существующие устройства контроля износа режущего
инструмента и погрешностей направляющих 38
3.2. Предлагаемая система компенсации износа инструмента и
направляющих 55
ГЛАВА 4. Исследование предложенной системы компенсации износа 67
Заключение 83
Список использованных источников 84
Приложение А 87
Реферат
Ключевые слова: формообразование, точность согласования, компенсация износа, электронные гитары, движения рабочих органов, высокоскоростная обработка (ВСО).
Актуальность темы исследования: обусловлена необходимостью повышения эффективности металлорежущих станков в современном машиностроение и его развитием. В настоящее время в машиностроении все большее внимание уделяется высокоскоростной обработке материалов, обеспечивающей высокую чистоту обрабатываемой поверхности и прецизионную обработку мелкоразмерных деталей. Здесь особенно важно обеспечить точность формообразующих перемещений. Поэтому из кинематических цепей исключаются механические элементы, а на их место ставятся более точные электронные элементы. Применяются электронные гитары, используются преобразователи частоты в напряжение, датчики импульсов и т. д.
Цель работы: разработка новых технических средств повышения точности формообразующих перемещении при высокоскоростном точении. Провести анализ погрешностей влияющих на точность формообразующих перемещений станка при ВСО, анализ существующих способов компенсации погрешностей. На его основе разработать новые устройства.
В ходе работы над магистерской диссертацией, было оформлено три заявки на получение патентов на разработанные полезные модели, по одной из которой был получен Патент РФ № 160852 «Устройство согласования формообразующих перемещений рабочих органов станков», по другой приоритетная справка № 022052 по заявке на патент № 2016114038 «Устройство компенсации износа элементов металлорежущего станка». Принято участие во Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Региональные программы и проекты в области интеллектуальной собственности глазами молодежи» в рамках IX Международного форума «Интеллектуальная собственность - XXI век», по результатам которой получен диплом проекта. Тезисы проекта опубликованы в каталоге проектов участников конференции. Полученные патент на полезную модель, приоритетная справка по заявке и диплом конференции приведены в Приложении А.
Магистерская диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения. Объем работы - 94 страниц, в том числе 40 рисунков, 4 таблицы. Список литературы содержит 23 источника.
Металлорежущие станки, в частности токарные, являются основным видом машиностроительного оборудования, предназначенным для производства современных машин, приборов, инструментов, технологической оснастки и других изделий.
Возрастающие требования к качеству и надежности выпускаемой продукции, точности обработки и производительности значительно повысили количество используемых на предприятиях высокоскоростных станков с числовым программным управлением, обладающих широкими технологическими возможностями. Одна из таких возможностей станков для высокоскоростного точения - исключение из технологического процесса операции шлифования, за счет прецизионной обработки деталей с высокой чистотой поверхности по Яа. Прецизионная обработка, в свою очередь, ведется в основном для мелкоразмерных деталей, которые имеют жесткие допуски, для обеспечения которых необходима высокая точность формообразующих перемещений станка, которая обуславливается точностью каждого движения в станке.
В ходе многочисленных исследований было выявлено, что наибольшее влияние на точность формообразования оказывают погрешности, обусловленные механическими передачами, износом инструмента и направляющих станка. Для их уменьшения созданы различные устройства диагностики, методы и системы компенсации. Но существующие устройства и системы не могут полностью исключить погрешности станков.
Таким образом, целью данной работы является разработка новых устройств и методов повышения точности высокоскоростной обработки на станках, которые позволили бы определить, устранить и компенсировать возникающие в процессе обработки погрешности, вызванные механическими передачами станка, износом инструмента и направляющих.
При выполнении данной работы был проведен анализ погрешностей влияющих на точность формообразующих перемещений станка при ВСО. По результатам анализа было разработано следующее:
- устройство согласования формообразующих перемещений рабочих органов станков (Патент РФ № 160852);
- устройство компенсации износа элементов металлорежущего станка, позволяющее проводить коррекцию в двух независимых направлениях (приоритетная справка № 022052 по заявке на получение патента №2016114038);
- устройство для компенсации износа направляющих и инструмента металлорежущего станка (заявка на получение патента от 14.09.2015 г).
Данные устройства значительно точнее уже существующих.
