Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Автоматизированные системы управления и прогрессивные информационные технологии

Диссертационная работа:

Сергеев Антон Викторович. Повышение стабильности и точности формы малож#стких осесимметричных деталей пут#м автоматического управления положением инструмента : Дис. ... канд. техн. наук : 05.13.06 Тольятти, 2005 164 с. РГБ ОД, 61:05-5/2375

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

h Анализ известных методов механической обработки и повышения эксплуа
тационной надёжности маложёстких деталей
1Л Актуальность проблемы сохранения точности
геометрических параметров маложёстких деталей 8

1.2 Формирование остаточных напряжений в поверхностном

слое деталей при механической обработке 10

  1. Технология механической обработки маложёстких деталей 14

  2. Анализ влияния технологического процесса

** на стабильность формы маложёстких деталей 18

1.5 Методы механической обработки деталей типа тел

вращения с использованием систем автоматического управления 25

Цели и задачи работы 37

2. Теоретические аспекты формирования и релаксации остаточных
напряжений при механической обработке 38

2.1 Основные факторы, влияющие

на формирование остаточных напряжений 38

2.2 Разработка математической модели процесса релаксации

остаточных напряжений в деталях после механической обработки 41

2.3 Влияние остаточных напряжений на

точность форм маложестких деталей 54

2.4 Аналитическое исследование распределения остаточных напряжений

в деталях после механической обработки (машинный эксперимент) 60

  1. Физические основы стабилизации остаточных поверхностных напряжений в деталях при механической обработке 67

  2. Разработка динамических моделей процесса

*Р механической обработки маложестких деталей 69

Выводы по главе 2 76

3. Аналитическое исследование влияния системы

управления на процесс механической обработки 77

3.1 Общие подходы при построении систем автоматического

управления параметрами механической обработки 77

3.2 Динамические структуры и передаточные функции объекта управления -
технологической системы обработки маложёстких деталей ..80

3.3 Исследование влияния автоматического управления

подсистемой «резец-суппорт» на процесс токарной обработки 87

Выводы по главе 3 95

4. Техническое оснащение процессов управления параметрами
механической обработки и стабилизации остаточных напряжений 97

  1. Установка малых перемещений инструмента 97

  2. Установка для экспериментального разрушающего метода определения остаточных напряжений в деталях типа «вал» 109

  3. Приспособление для измерения искривления

оси заготовки индуктивным датчиком 118

5. Экспериментальное исследование влияния автоматического
управления на точность и стабильность форм

маложёстких осесимметричных деталей 123

  1. Экспериментальное исследование распределения остаточных напряжений в нежёстких заготовках после обработки резанием 123

  2. Экспериментальное исследование влияния автоматического управления на точность токарной обработки и сохранение достигнутой точности форм и размеров маложёстких деталей 130

  3. Экспериментальное определение деформации

маложёсткой детали при постоянном напряжении 139

Заключение 142

Список использованных источников 143

Приложения 153

Введение к работе:

Вопросы повышения точности, качества обработки, производительности всегда остаются актуальными для машиностроения. Постоянно возрастает производство мощных, быстроходных и высокоточных машин и механизмов. Совершенствование прочностных расчётов, оптимизация конструкций деталей создание новых машиностроительных материалов, снижение металлоемкости машин и приборов одновременно с растущими требованиями к их эксплуатационным параметрам приводит к возрастающему выпуску высокоточных маложёстких деталей (МЖД), одним из видов которых являются валы с большим отношением длины к диаметру — l/d>%.

Малая жёсткость таких деталей создаёт серьёзные технологические трудности при их изготовлении. Обработка резанием осложняется упругими деформациями заготовок и низкой виброустойчивостью технологической системы СПИЗ. Остаточные напряжение, формирующиеся в поверхностном слое детали при обработке резанием, также оказывают серьёзное влияние на надёжность работы МЖД.

Анализ производственного опыта и существующих методов изготовления МЖД показал, что пути решения этой проблемы связаны со снижением режимов резания, многопроходной обработкой, дополнительной термической обработкой, введением операций доводки. В этом случае процесс изготовления МЖД трудоёмкий и неэкономичный.

Достижения современной науки показывают, что основными путями интенсификации процессов обработки резанием являются: применение систем автоматического управления, создание высокопроизводительного оборудование с числовым программным управлением. Однако вопрос о длительном сохранении точности деталей в процессе эксплуатации проработан недостаточно. Поэтому, создание систем автоматического управления, снижающих уровень остаточных напряжений и обеспечивающих равномерное их распределение является перспективным направлением.

Работа состоит из пяти глав.

В первой главе проведён обзор существующих методов изготовления МЖД и методов снижения уровня остаточных напряжений. Выявлены недостатки существующих методов обработки и намечены пути повышения качества обработки и сохранения точности, достигнутой при обработке резанием. Сформулированы цели и задачи работы.

Во второй главе проведено математическое описание процесса релаксации
остаточных напряжений, выведена формула, определяющая зависимость вели
чины коробления деталей от уровня и неравномерности остаточных напряже
ний. Разработана математическая модель технологической системы СПИЗ с ус
тановкой для управления положением инструмента в процессе токарной обра-
lit ботки.

В третьей главе проведено теоретическое исследование влияния автоматического управления на процесс токарной обработки МЖД. Аналитически исследована система автоматического управления.

В четвёртой главе приведено описание конструкции установки малых пе
ремещений инструмента для управления параметрами токарной обработки.
Приведена функциональная схема системы автоматического управления, опи
сание её работы в целом и принцип действия важнейших её элементов: сервок-
лапана, индуктивного датчика перемещений и механизма малых переменіении
инструмента с оригинальными гидроприводами. Разработана лабораторная ус-
^ тановка для разрушающего контроля остаточных напряжений методом элек-

трохимической обработки заготовок. Также разработано приспособление для точного контроля кривизны оси нежёстких валов,

В пятой главе приведены результаты экспериментальных исследований.
Проводились исследования распределения остаточных напряжений в поверхно
стном слое нежёстких заготовок, релаксации остаточных напряжений и влия
ния автоматического управления процессом токарной обработки маложёстких
'* заготовок на сохранение точности размеров и формы деталей, достигнутой при

обработке резанием.

Принятые обозначения и сокращения

dt D- диаметр, м, мм;

rt R - радиус, м, мм;

/, L - длина, м, мм;

h — глубина, толщина, м, мм;

Q площадь, м , мм ;

F-сила, Н;

Е - модуль упругости, Па;

J- момент инерции, м4;

/ — податливость, м/И;

а - напряжение, Па;

т— касательное напряжение, Па;

/- изгибиая деформация;

є— относительная деформация;

к— коэффициент жёсткости, Н/м;

fi - коэффициент демпфирования, Нс/мм;

у і - угол наклона условной плоскости сдвига;

У2 — угол заострения режущей кромки резца;

гР - радиус скруглення режущей кромки резца, м, мм;

у — передний угол инструмента;

а — задний угол инструмента;

<р — угол инструмента в плане;

п — частота вращения заготовки, детали, об/мин;

V— скорость резания, м/мин, м/с;

S- подача, мм/об, м/об;

th припуск, глубина резания, м, мм;

а - толщина срезаемого слоя, м> мм;

Ъ - ширина срезаемого слоя, м,'мм;

, — усадка стружки;

в- температура;

к - коэффициент теплопроводности; к

Cq- удельная объёмная теплоёмкость;

Ai - температура фазовых превращений на диаграмме "железо-углерод";

Р - давление, Па;

Т— постоянная времени;

р - оператор d/dt;

со - циклическая частота;

х, у, z - координаты;

АФЧХ - амплитуднофазочастотная характеристика;

САУ — система автоматического управления;

УМПИ - установка малых перемещений инструмента;

МЖД - маложёсткая деталь;

СПИЗ — станок — приспособление ~ инструмент — заготовка;

УС —упругая система;

Подобные работы
Васин Максим Павлович
Повышение стабильности параметров точности шлифованных поверхностей качения колец подшипников на основе многопараметрового активного контроля
Кабанов Александр Викторович
Повышение работоспособности режущего инструмента на основе автоматического управления технологическим процессом вакуумно-плазменного упрочнения
Грибков Андрей Армович
Повышение надежности твердосплавного инструмента на основе оптимизации и управления дозированием порошковых компонентов
Кирилина Анастасия Николаевна
Повышение эффективности управления процессом лазерного термического упрочнения лезвийного инструмента на основе математических моделей
Вишенкова Ольга Викторовна
Повышение эффективности управления технологическим процессом обработки резанием путем увеличения плотности потока энергии в инструменте
Корнилович Станислав Антонович
Повышение качества технологического процесса ремонта сельскохозяйственной техники на основе анализа его точности и стабильности
Рашоян Ирина Игоревна
Повышение точности формы сложнопрофильных поверхностей деталей при круглом врезном шлифовании прерывистыми кругами
Кудояров Ринат Габдулхакович
Повышение точности формы и качества поверхности деталей при алмазном хонинговании на мехатронных станках
Чепурин Максим Владимирович
Особенности циклического формоизменения при прошивке заготовок в косовалковых станах разных типов с учетом положения направляющего инструмента в очаге деформации
Вострова Анна Александровна
Инструменты повышения эффективности привлечения материальных ресурсов на предприятиях машиностроения

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net