Введение к работе
Актуальность темы. Эксплуатационная надежность подшипников и затраты на их изготовление в значительной степени определяются шлифовальной обработкой колец подшипников, в ходе которой в основном формируются точность размеров и качество поверхностного слоя. В работах Д.Г. Евсеева, A3. Королева, Е.Н. Маслова, С.Г. Редько, А.Н. Резникова, А.Н. Сальникова и других ученых установлены основные закономерности формирования физико-механических свойств поверхностного слоя при шлифовании. Особенностью изготовления колец является сочетание напряженных режимов резания, малых припусков и требований обеспечения высокой точности и стабильности свойств поверхностей качения. Управление такого рода технологическими процессами на современном уровне требует совершенствования активного контроля и внедрения системы мониторинга технологических процессов.
Вопросы управления шлифованием на основе методов активного контроля размеров рассмотрены в работах С.С. Волосова, З.Ш. Гейлера, В.Н. Михелькевича, М.М. Тверского, В.Д. Эльянова и других исследователей.
Организация мониторинга технологического процесса рассматривалась в работах Н.К. Салениекса, АВ. Пуша, В.Л. Заковоротного и других ученых. В работах Б.МБржозовского, АА Игнатьева рассмотрен мониторинг процесса шлифования, направленный на обеспечение стабильной обработки деталей подшипников с заданным качеством.
Однако в настоящее время недостаточно полно определен набор функциональных возможностей приборов активного контроля (АК), не рассмотрено включение приборов АК в систему мониторинга.
Актуальными задачами являются разработка алгоритма управления процессом шлифования средствами активного контроля с несколькими информативными параметрами и методики мониторинга технологического процесса по результатам активного контроля и контроля неоднородности поверхностного слоя, а также экспериментальное исследование процессов в станке при шлифовании и проверка метода управления шлифованием на основе активного контроля, интегрированного в систему мониторинга.
Цель работы - совершенствование средств активного контроля шлифовальной обработки колец подшипников на основе увеличения числа информативных параметров и интегрирования средств активного контроля в систему мониторинга технологического процесса для повышения качества обработки и производительности технологического оборудования.
туанве модшировоннсчкшеба-
Методы и средства исследований направлены на обоснование метода активного контроля процесса шлифования колец подшипников с дополнительными информационными параметрами. Теоретические исследования основаны на методах теории автоматического управления и динамики
станков, включая математическое и компью'
тельных процессов в динамической системе шлифовального станка и динамики съема припуска. Экспериментальные исследования проводились с использованием модернизированного прибора активного контроля, специально изготовленного измерительного комплекса для синхронной записи текущего припуска и огибающей вибрации жесткой опоры, системы автоматизированного вихретокового контроля ПВК-2М, приборов ВШВ-003М2 для измерения вибрации узлов шлифовальных станков. Обработка результатов измерений осуществлялась с помощью программного обеспечения MathLab и Excel. Эксперименты проводились в производственных условиях в ОАО «Саратовский подшипниковый завод». Научная новизна работы заключается в следующем: 1. Разработан метод управления процессом шлифования дорожек качения колец подшипников на основе активного контроля по скорости съема припуска и уровню вибраций жесткой опоры кольца, интегрированного в систему мониторинга технологического процесса, включающую автоматизированный вихретоковый контроль поверхностей качения и контроль виброакустических характеристик станка
Построена модель процессов в динамической системе станка в виде передаточной функции, учитывающая колебательные процессы в упругой системе и износ абразивного круга и позволяющая осуществить компьютерное моделирование спектра вибраций и съема текущего припуска.
Обоснован принцип построения прибора активного многопарамет-рового контроля шлифованием с ограничением подачи по скорости съема припуска и уровню вибраций, основанный на идентификации процесса обработки по характеристикам спектра колебаний, огибающей вибрации и кривой съема припуска.
Практическая ценность и реализация результатов работы. Обоснован выбор дополнительных параметров для усовершенствованного микропроцессорного прибора активного контроля, разработана функциональная схема прибора, модернизирован алгоритм управления процессом шлифования колец подшипников и усовершенствована методика мониторинга технологического процесса, включающего информацию с прибора активного контроля. Результаты работы использованы в рамках программы разработки и внедрения специальных технических средств совершенствования системы обеспечения качества, действующей в ОАО «Саратовский подшипниковый завод». Результаты исследований положены в основу разработки микропроцессорных приборов активного контроля в НПЦ «СТО-МА» ФГУП НПП «Алмаз» (г.Саратов) и совершенствования системы мониторинга в соответствии с Комплексным планом развития ОАО «Саратовский подшипниковый завод» на 2004 г.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской конференции «Компьютерные технологии в науке, проектирование и производстве (Н. Новгород, 2000 г.), Международных науч-
но-технических конференциях «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы »(Волжский, 2002-2003 гг.), Всероссийской конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2003 г.), а также на заседагамх кафедры «Автоматизация и управление технологическими процессами» СГТУ в 2001-2004 гг.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит га введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 153 наименований и 2 приложений. Содержит 151 страницу основного текста, 50 рисунков, 5 таблиц.
