Введение к работе
Актуальность работы. Отличительной особенностью современного точного млшпюстроения, в частности, внчислктзльнса то.-шзкИц приборостроения, оптико-глсяанической лроьмл'лешюсти является потребность з особо точних изделиях (нпп:;*г:.:іір, Д'.ГСІШ паняти дШ, ция;шдри электрографических ?лашш, металлические серкала для лазерных и оптнчеекитс установок ы т.п.5 с гіезохо-*:атост1э обработанной поверхности 4ут .менее 0,025...0,1 шеи, отклонением ісрг.щ менее одной угловой секунди (і,0 мол на дли-:э 250 mj, постном отклонением форми (волкпотостьз) гленсо 0,5 угловое секунди ^0,1 мкм на длине 25 їм), определении:! характером понерхкостлііх иапрязоний. При обработке таких издедзГі г-озникает необходимость в обеспечении крайне низкого уровня спбраддй технологического оборудования, 'і. получить такую поверхность'вазиокио л:пь путем алгазиого точения на особо точних токарних станках,- характерной особенностью обработки на которых является то, что решающим фактором, определяющим Епбрспдн технологической системы СИД, является неуравновешенность сшш-деля с хаздой вновь закрепленной на нем для обработки деталью. Следовательно, -точность балансировки шпиндельного .узла является одни.'! лз важнейших факторов, необходимой: для достісления требуемого качества обработанной поверхности, а быстрота процесса балансировки прямо связана с производительностью работц на таких станках, В данной работа п исследовался один'из еоз-глолшых путей решения зтой" проблеш. .
Целью работы является разработка методики одноплоекост-ной балансировки шпинделей особо точних токарних станков с ісалдай вновь установленной для обработки деталью, а такяэ разработка и исследование балансировочного устройства для этой
І'ОЛИ.
Методика исследования базируется на основних положениях теории колебаний, динамики станков и теоріш балансировочной тахншш, а такла,учитывает особенности расчета и конструирования подшншшков на газовой сгязке. Она предусматривает: расчет и разработку экспериментального стенда, шгатирувдего шпиндельную группу особо точного токарного станка; исследование статических ':: динамических характеристик стенда; расчот, раз-работісу, изготовление и исследование специалышх датчиков для .
фиксации колебания, вызванных дисбалансом, изыорвтольных схем ,
балансировочного устройства и блока ввода информации в ЭВМ;',
исследование предложенных способов .балансировки на разработан
ном экспериментальном стенде.'.. -."' "'.''
Научная новизна работы, достоит в том, что: -обоснована требуемая точность балансировки шпинделей особо точных токарных станков в связи с параметрами точности обработанной поверхности и точностью изготовления рабочих поверхнос-< тей. аэростатических опор шпинделей этих станков;
- получены уравнения для расчета собственных частот системы
: "шпиндель-опоры" и критических скоростей шпинделя, причем все эти уравнения, лредставлены в удобном для практики виде: в них .используются легко измеряемые при статических испытаниях коэффициенты поступательной и поворотной жесткости опор шпинделя И'его масс-геометрические характернетики;
разработаны, изготовлены и исследованы два датчика абсолют- . них колебаний, позволяющие проводить балансировку с необходимой точностью и имеющие более высокие параметры, чем у аналогичных датчиков, серийно выпускаемых промышленностью;
разработан, изготовлен и испытан макет блока ввода информации- в ЭВМ, куда вошли все основные элементы будущего микропроцессорного балансировочного устройства;
разработаны два способа одноплоскостной балансировки шпинделей особо точных токарных станков, для каждого из которых спроектирована и изготовлена измерительная схема, исследованы их характеристики и р'азработанс математическое обеспечение -для ЭВМ.
Практическая полезность. Разработанные методика одноплоскостной балансировки и микропроцессорное балансировочное устройство будут применяться при балансировке шпинделей .особо точных токарных станков с каждой, установленной для-обработки деталью, что повысит эффективность использования таких станков, относящихся к классу«уникальных. Такое микропроцессорное' балансировочное устройство, изготовленное в виде отдельного блока, может также успешно применяться в тех.случаях, когда есть необходимость в высокоточной балансировке роторов в собственных опорах, например, при балансировке шлифовальных кругов непосредственно на станках. Кроме того, разработанная относительно простая методика определения собственных частот
системи "шпиндель-опоры":і критических скоростей шпинделей, в зависимости от их маес-геомётрических параметров, параметров опор, а также массы и размеров обрабатываемых деталей может применяться при динамическом расчете шпиндельных узлов станков на стадии проектирования или модернизации.
Реализация работы. Материалы проведённых исследований вошли составной частью в отчет по хоздоговорной работе РУДН с АО'"Красный пролетарий" * 26-87 и переданы в Отдел особо точных станков. Кроме того, разработанные датчик абсолютных колебаний, измерительная схема, методика балансировки; математическая модель и,программное обеспечение приняты за основу в микропроцессорном балансировочном устройстве, разрабатываемом в настоящее время в Лаборатории мэхатроники РУДН.
Апробация работы. Работа в целом и ее отдельные раздели ' докладывались на заседаниях кафедры технологии машиностроения^ металлорежущих станков и инструментов РУДН, на научных конференциях инженерного факультета РУДН в 1988-1992 годах.
Публикации. По результатам работы получено одно авторское свидетельство и две работы депонированы в ВИНИТИ. .
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и трех приложений; изложена на "/ЗО страницах машинописного текста, содержит 22 рисунков, 7 таблиц, список, использованной литературы из 238 наименований; общий объем работы составляет го 8 страниц.