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
Приборы и методы измерения механических величин

Диссертационная работа:

Белолапотков Денис Андреевич. Средства измерений и технология активного контроля размеров деталей машиностроения : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.01, 05.02.08 / Белолапотков Денис Андреевич; [Место защиты: Пенз. гос. ун-т].- Пенза, 2008.- 140 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1144

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Содержание 2

Введение 5

Глава 1. Обзор и анализ методов и средств межоперационного
и активного контроля деталей приборостроения 10

  1. Обзор и анализ методов и средств межоперационного контроля деталей приборостроения 10

  2. Обзор и анализ методов и средств активного контроля деталей приборостроения 15

  3. Обзор и анализ устройств активного виброакустического контроля 21

  4. Анализ основных узлов устройств активного виброакустического контроля 32

  5. Выводы по главе 1 33

Глава 2. Результаты экспериментальных исследований
виброакустического сигнала 35

  1. Анализ результатов экспериментальных исследований виброакустического сигнала на основе трехмерных АЧХ 35

  2. Выбор оптимального диапазона измерений износа инструмента 42

  3. Анализ результатов экспериментальных исследований виброакустического сигнала для различных режимов работы станка в оптимальном диапазоне измерений 44

  1. Исследование зависимости амплитуды вибраций системы СПИД от износа инструмента 51

  2. Выводы по главе II 52

Глава 3. Анализ погрешностей средств измерения размеров
деталей приборостроения 57

  1. Общий анализ погрешностей устройств многотактного интегрирования 57

  2. Анализ частных составляющих погрешностей основных узлов устройств контроля размеров на основе метода многотактного интегрирования 62

3.2.1. Анализ аддитивных погрешностей ОУ 62

3.2.2 Анализ мультипликативной погрешности измерения ОУ 64

3.2.3 Анализ нелинейной составляющей погрешности
устройств многотактного интегрирования 68

3.2.4. Анализ частных составляющих погрешностей
источников опорного напряжения 71

3.2.5 Анализ частных составляющих погрешностей источников
опорного тока 80

3.3 Выводы по главе III 84

Глава 4. Разработка методов многотактного интегрирования и
соответствующих средств измерения 86

4.1 Сравнительный анализ методов многотактного
интегрирования 86

4.3 Разработка метода двухтактного весового интегрирования
параллельного интегрирования с синхронизацией начала первых
двух частных тактов и реализующих его устройств 95

4.4. Возможность использования смешанного метода
трехтактного весового интегрирования для подавления напряжения
трех некоррелированных помех 103

4.5. Использование контроля износа инструмента на станках с
ЧПУ методом касания 106

4.5 Выводы по главе 4 113

Заключение 115

Список литературы 117

Приложение 1 128

Приложение 2 136

Введение к работе:

Актуальность темы. Для успешного экономического развития РФ необходимо решить задачу повышения эффективности производства при одновременном улучшении качества выпускаемой продукции.

Особое значение эта задача приобретает сегодня в области производства деталей ответственного назначения, требующих 100 %-го межоперационного контроля. Однако в ряде случаев образцы таких деталей поступают на сборку с производственными дефектами, вызванными недостаточной эффективностью средств контроля. Одной из основных причин этого является низкий уровень механизации и автоматизации контрольных операций.

В связи с этим в настоящее время в машиностроении ставится задача максимального использования специализированных станков и агрегатов, систем активного контроля и управления технологическими процессами и широкого внедрения автоматических средств прямого и косвенного контроля качества изделий.

В этих условиях разработка, внедрение и эксплуатация высокопроизводительных методов обработки деталей и способов их контроля являются актуальными задачами.

Наибольший интерес среди средств измерений (СИ) контроля качества представляют виброакустические устройства, воспринимающие сигналы колебаний станка и инструмента.

В области теории колебаний наиболее известны работы отечественных и зарубежных ученых В. И. Арнольда, А. А. Андронова, Н. Н. Богомолова, А. Н. Крылова, Ю. И. Иориша, С. Э. Хайкина, А. Пуанкаре, Ван дер Поля и др.

Вибродатчики позволяют преобразовывать звуковые колебания в напряжение, что имеет большое значение при использовании устройств активного контроля.

Большой вклад в решение вопросов, связанных с разработкой методов и средств измерений напряжений, внесли работы В. М. Шляндина, Л. И. Волгина, В. С. Гутникова, Е. А. Ломтева, И. Р. Добровинского, К. Л. Куликовского, Э. К. Шахова, Г. П. Шлыкова и др.

Данная работа посвящена проблеме исследования и разработки методов и средств технологической диагностики состояния режущего инструмента с целью повышения эффективности технологических процессов при изготовлении деталей ответственного назначения в условиях массового производства.

Цель исследований состоит в развитии методов многотактного и весового интегрирования для совершенствования средств измерения и контроля состояния режущего инструмента и размеров деталей в машиностроении.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

  1. Анализ физических процессов, связанных с резанием, и выявление информационных составляющих в измерительных сигналах для разработки методов контроля режущего инструмента. Разработка алгоритмов фильтрации и компенсации виброакустических и электрических помех.

  2. Выявление на основе теории и экспериментальных исследований аналитических зависимостей между износом инструмента и частотно-временными информационными сигналами.

3. Разработка виброакустического метода активного контроля со
стояния режущего инструмента и реализующих его устройств на основе

АЦП многотактного и весового последовательного, параллельного и смешанного интегрирования.

4. Разработка способа контроля размеров деталей на станках с ЧПУ, основанного на предварительном активном контроле износа инструмента в процессе точения и последующем измерении точного значения износа инструмента на основе сравнения координат касания рабочего и образцового резцов.

Методы исследования

Теоретические исследования базируются на положениях теории электрических цепей, теории графов Мэзона, теории погрешностей, методах математического анализа.

Научная новизна работы состоит в следующем:

  1. На основе теоретических и экспериментальных исследований определён информативный диапазон частот вибрации инструмента и получены аналитические зависимости виброакустического сигнала от режимов резания и износа инструмента, что позволяет повысить точность измерения размеров деталей машиностроения.

  2. Разработаны простые и удобные для инженерных расчетов методики синтеза графов Мэзона, соответствующих функциям связи параметров СИ, и анализа погрешностей приборов и их узлов.

  3. Предложен новый метод подавления двух и более некоррелированных между собой напряжений помех на основе многотактного и весового последовательного, параллельного и смешанного интегрирования, обеспечивающий повышение уровня помехоподавления.

  4. Разработан способ межоперационного контроля размеров деталей на станках с ЧПУ, основанный на предварительном измерении напряжения вибрации системы станок-приспособление-инструмент-деталь в режиме

холостого хода станка для скорости пошагового контроля и последующем сдвиге порога срабатывания устройства сравнения для автоматической компенсации, что позволяет получить погрешность контроля, не превышающую шага станка с ЧПУ.

Достоверность полученных результатов основывается на данных натурных испытаний, согласованности расчетных и экспериментальных данных.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Способ компенсации влияния помех, вызванных работой станка и
его узлов, на результаты измерений приборами контроля состояния режу
щего инструмента и размеров деталей.

2. Способы подавления помех, вызванных вращением шпинделя
станка, методами и приборами последовательного, параллельного и сме
шанного многократного и весового интегрирования.

3. Комбинированный способ виброакустического контроля размеров
деталей на станках с ЧПУ и способ контроля состояния режущего инстру
мента методом замещения, основанный на компенсации виброакустиче
ских помех холостого хода станка.

Практическое значение и реализация результатов работы.

  1. Экспериментальные и теоретические исследования получили практическое применение в разработанных приборах виброакустического контроля на основе многотактного интегрирования.

  2. Предложенные в работе методы компенсации вибрации холостого хода станка использованы при разработке прибора «Износ-ЗМП», погрешность контроля которого 5 мкм, быстродействие - 5 изм./с, количество кон-

тролируемых инструментов - 7 (для токарно-винторезных станков марок ДИП-300, 1К62, 16К20, 1В62Г).

3. Предложены технические решения, имеющие погрешность контроля состояния режущего инструмента и размеров детали на станках ЧПУ, равную 2...5 мкм.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научных конференциях «Континуальные логико-алгебраические исчисления и нейроматематика в науке, технике и экономике» (Ульяновск, 2002, 2004, 2006 гг.); на международных научно-технических конференциях «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» («Измерение-2004», «Измерение-2006», Пенза, 2004, 2006 гг.); на всероссийских научных конференциях молодых ученых (Новосибирск, 2004, 2006 гг.); на XVII, XVIII, XX международных симпозиумах «Новые технологии в образовании, науке и экономике», 2007, 2008 гг.; научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Пензенского государственного университета, 2005-2008 гг.

Структура и объем работы. Диссертация содержит 140 страниц и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего 140 наименований, 48 рисунков, 5 таблиц и двух приложений.

Подобные работы
Медведик Юрий Тимофеевич
Средства измерений и технологического контроля состояния режущего инструмента и размеров деталей приборостроения
Писарев Аркадий Петрович
Моделирование взаимодействия объекта и средства измерения для совершенствования тонометров и термометров
Кузнецова Елизавета Петровна
Разработка методики и средств измерения давления под движителями сельскохозяйственной техники
Измайлов Акрам Мехти оглы
Прецизионный частотно-временной датчик скорости звука и гидрологические средства измерения на его основе
Дулов Олег Александрович
Методы и средства измерения шумовых и малосигнальных параметров мощных биполярных транзисторов для целей контроля их качества
Бабаев Сергей Сергеевич
Разработка координатного метода и средства измерения угла и параметров отклолнений формы конических поверхностей деталей машин
Бирюков Сергей Владимирович
Методы и средства измерения напряженности электрических полей, обеспечивающие уменьшение погрешности и расширение пространственного диапазона измерения
Кострикина Инна Анатольевна
Методы и средства измерений электрических параметров материалов для оценивания влажности
Нефедьев Дмитрий Иванович
Методы и средства измерения коэффициентов преобразования измерительных масштабных преобразователей в электроэнергетике
Лемаев Роман Андреевич
Широкополосные высоковольтные делители напряжений для средств измерений показателей качества электрической энергии

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