Введение к работе
Актуальность темы: Ускорение научно-технического прогресса, повышение технического уровня и эффективности технологических процессов невозможно без совершенствования структуры станочного оборудования. Высокая эффективность станочного оборудования достигается при максимальном использовании технологических возможностей станков Сувеличение устойчивости, точности). Большая роль в развитии станкостроения принадлежит автоматизации технологических процессов, созданию станков с автоматической системой управления и регулирования, что позволяет эффективно повышать качество, точность и производительность обработки. Это особенно важно при создании новых прецизионных станков, применяемых в оптической, электронной, компьютерной отраслях производства- С широким внедрением в производство новых особо тачных станков для обработки дисков памяти, металлооптики, оптических изделий и других высокоточных деталей сложного профиля, динамическое качество станка приобретает решающую роль в дальнейшем повышении точности и производительности обработки. Одним из направлений в решении задачи получения высоко точных деталей сложного профиля, отвечающих предъявляемым требованиям по точности и качеству, является разработка и оснащение станков автоматической системой управления и регулирования с целью повышения динамических характеристик станков, а следовательно увеличение точности и производительности обработки.
Прпт, riRfirvnfl: Повышение динамического качества С точность, устойчивость, производительность) станков путем построения системы управления показателями динамического качества станков при резании, разработка быстродействующего исполнительного механизма, с высокой граничной частотой, реализации системы управления и исполнительного механизма для процесса точения и исследование их эффективности.
Метопика исслелпяаний базируется на основных положениях динамики станков, теории автоматического управления, математического моделирования. Методика предусматривает проведение исследований статических и динамических характерис-
тик исполнительного механизма, исследование системы управления при резании на примере станков токарной группы. Результаты исследований получены с использованием аналого-вы-числительной машины и путем производственных испытаний на токарном станке и показали высокую эффективность предложенной системы управления.
Науиняя ыгти-эня. Предложена активная система управления показателями динамического качества станков с отрицательной обратюй связью, у которой в качестве исполнительного механизма использован пьезоэлектрический преобразователь, позволяющий отрабатывать заданные перемещения режущего инструмента с высокой точностью и высоким быстродействием, при этом жесткость технологической системы не снижается.
Пг>аутцчргтсдд -значимость- Оснащение токарного станка предложенной системой управления позволяет повысить качество обработанной поверхности. Применение быстродействующего механизма перемещений позволит обрабатывать детали сложного профиля с высокой производительностью. При выполнении работы были разработаны конструкции - трехкомпонентный динамометр, который позволяет без снижения жесткости динамической системы измерять составляющие силы резания с точностью до долей ньютона, токарный самоцентрирующий патрон, центрирующее устройство для обработки оптических разъединителей со световодами, резцедержатель. Реализация данных конструкций с системой автоматического управления позволяет расширить технологические возможности станков, повысить точность, качество обработки Спо уровню шероховатости). Использование быстродействующего исполнительного механизма с системой автоматического управления позволит обрабатывать такие детали, как поршни для двигателей внутреннего сгорания, при этом повышается качество обработки, производительность увеличивается до 10 раз Сза счет повышения скорости резания): профиль изготовляемых деталей может быть разнообразным: овальным, треугольным, прямоугольным, многогранным и т.д. с перепадом между максимальным и минимальным диаметром в несколько мили-метров; детали с таким профилем могут использоваться в различных конструкциях, например для передачи крутящего момен-
та. вместо шпицевого, шпоночного соединении. Расположение исполнительного механизма вдоль оси вращения даст возможность компенсировать неточность изготовления ходового винта при нарезании резьбы, в результате этого отпадает необходимость использовать в кинематике движения ходовой винт, а применять более жесткую, но менее точную зубчато-реечную передачу. Оснащение шпиндельного узла пьезоприводом с системой активного управления даст возможность в определенных пределах сделать шпиндельный узел абсолютно жестким. Возможность измерения сил действующих на шпиндель и управлять ими. позволит совместить ось вращения с геометрической осью детали, устранить биения обрабатываемой детали. Применение исполнительных механизмов с пьезоэлектрическими элементами в различном технологическом оборудовании позволит изготовлять изделия для оптической, электронной, вычислительной и лазерной техники. Конструкции защищены авторскими свидетельствами.
ррали-запия пабптн. Разработки по приводу системы управления, динамометру, центрируешее устройство, методики их применения переданы МСПО "Красный Пролетарий" для последующей реализации в перспективных моделях станков. Методика исследований используется на кафедре "Технология машиностроения" ВятПУ при проведении лабораторных работ по дисциплине "Динамика технологических систем".
Аппобания райптн- Основные положения работы докладывались и обсуждались на научно-практической конференции "Научный потенциал вузов - народному хозяйству" С Киров, 1987 г.3. на межобластной научно-технической конференции "Совершенствование конструкций и процессов изготовления режущего и измерительного инструментов и технологической оснастки" (Киров, 1988 г.), на 3-й Всесоюзной научно-технической конференции "Динамика станочных систем гибких автоматизированных производств" (Тольятти. 1988 г.). на республиканской конференции "Актуальные проблемы машиностроения" САлма-Ата. 1989 г.), на научно-технической конференции "Прогрессивная технология механосборочного производства" (Москва, 1989 г.).
Пубшкяпии По материалам диссертации опубликовано 14 печатных работ, в том числе 8 авторских свидетельств.
Г.тпуктупа м оА-ьрм nafim-H- Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, изложена на 118 страницах машинописного текста, содержит 65 рисунков. 4 таблицы, слис-кок литературы из 85 наименований. Общий объем диссертации 169 страниц.