ОСНОВННАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ МНОГОКООРДИНАТНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ (1261626)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Тема

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ

МНОГОКООРДИНАТНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ

Введение

В настоящее время остро стоит задача обновления оборудования в машиностроении. Повышение мощности, быстроходности и экономичности изготавливаемых машин требует опережающего повышения точности металлорежущих станков, на которых они изготавливаются.

Среди приоритетных направлений развития машиностроения, обеспечивающих резкое увеличение производительности при существенном повышении качества продукции, следует выделить:

1) Оснащение машиностроительного производства оборудованием с высокой степенью концентрации различных технологических операций на одном обрабатывающем центре с полной обработкой детали за один «установ». Основу такого оборудования составляют 5 координатные обрабатывающие центры. По данным JIMTOF с 2000 г. по 2006 г. число 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ выросло с 8,2% до 34,2% к объёму выпускаемых станков с ЧПУ. Эта тенденция сохраняется.

2) Оснащение машиностроительного производства прецизионным технологическим оборудованием микронного, субмикронного и нанометрического уровня точности (обрабатывающие центры класса точности П, В, А, С), в частности, для микрообработки.

Применительно к прецизионному оборудованию можно отметить, что его точность из года в год неуклонно повышается. Можно предположить, что в ближайшие 1-2 десятилетия станет нормой для серийно выпускаемых многоцелевых станков с ЧПУ точность позиционирования по одной координате на уровне 0,1 мкм. В настоящее время для станка мод. DHP 50 точность позиционирования по одной координате составляет 0,99 мкм.

Точность движения по траектории при 5-ти координатной обработке существенно отличается от точности позиционирования по одной координате. Фирма DIXI гарантирует точность позиционирования по одной координате для 4-х и 5-ти координатных станков мод. DHP 50 и мод. DHP 80 в пределах 0,99 мкм, а точность в объёме (3D) для 4-х координатного станка той же фирмы DIXI составляет уже 15 мкм, а для 5-ти координатных станков 25-35 мкм. У других изготовителей аналогичных станков данный показатель точности может превышать 100 мкм.

Развитие машиностроения (инновационного) связано с непрерывным повышением требований к точности многокоординатных машин (станков, КИМ, промышленных роботов, и другого многокоординатного технологического оборудования). Точность технологических машин в решающей степени определяет точность изготавливаемых на них изделий. Без преувеличения, можно отметить, что прецизионная обработка, особенно ультрапрецизионная, является технологическим ключом 21 века.

1. Точность многокоординатных станков

Точность станка - мера приближения действительных параметров точности к номинальным значениям. Требования к точности станков регламентируются государственными стандартами на нормы точности и техническими условиями на изготовление. Нормы точности на изготовление станков устанавливаются на основе статистических данных и требований к точности изготавливаемых на них изделий (деталей). Нормы точности определяют допуски на контролируемые параметры изготавливаемого станка. При определении точности станка измеряют показатели (параметры), а именно, отклонения формы и относительного положения линий и поверхностей станка и траекторий движения их рабочих органов (ГОСТ 22267-76. СТАНКИ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЕ. Схемы и способы измерений геометрических параметров). Первоначально, до появления числового программного управления, точность станка подразделялась на геометрическую и кинематическую. Геометрическая точность станка - это параметры, характеризующие:

• точность опорных поверхностей для базирования инструмента и заготовки (плоскостность рабочих столов, точность конусов для крепления инструмента и т. д.),

• точность движения рабочих органов в подшипниках и направляющих (точность вращения шпинделей, точность направления перемещений столов и суппортов и т.д.),

• точность взаимного расположения направляющих движения рабочих органов (параллельность и перпендикулярность направлений движения суппортов, столов, шпиндельных бабок и т.д.), (перпендикулярность направляющих, перпендикулярность осей вращения столов глобусных и т.д.),

• точность расположения направляющих относительно базовых поверхностей (параллельность и перпендикулярность оси шпинделя и направления перемещения суппортов опорной поверхности стола и т.д.),

• точность позиционирования рабочих органов по координатам (осям) движения станка.

Указанные параметры точности применительно к механической части получили название - первичных погрешностей. Для станков, предназначенных для обработки сложных пространственных поверхностей (винтовые поверхности – токарно-винторезные станки, эвольвентные поверхности – зуборезные станки и др.) специально для оценки отклонений траекторий движения рабочих органов кроме перечисленных выше параметров используются параметры, характеризующие кинематическую точность станка.

Проф. Д.Н. Решетов дал следующее определение кинематической точности: «Кинематическая точность характеризуется согласованностью взаимосвязанных относительных движений органов, несущих инструмент и заготовку, и точностью периодического деления и установки (точность цепи деления от шпинделя к ходовому винту, точность цепи обката в зуборезных станках и т.д.).

После того, как появилось числовое программное управление (1950-е годы), для оценки точности станка, оснащенного системой ЧПУ, наряду с указанными выше параметрами геометрической точности стали использовать параметры, оценивающие точность воспроизведения эталонной (заданной) траектории ГОСТ 30544-97 «Методы проверки точности и постоянства отработки круговой траектории». Это интегральный параметр точности станка с ЧПУ очень важен для оценки функциональных возможностей обработки пространственно-сложных поверхностей, т.к. он аккумулирует в себе наряду с указанными выше параметрами геометрической точности также отклонения в траектории, вызываемые силами, действующими в процессе движения (силы трения, силы инерции, силы веса и др.) в соответствии с жесткостными и демпфирующими свойствами несущей системы (НС) станка.

В дальнейшем под геометрической точностью многокоординатного станка будем понимать её точность на «холостом ходу», которая оценивается отклонениями: геометрических параметров, параметров кинематической точности и параметров воспроизведения эталонной траектории.

2.2. Основные факторы, влияющие на точность станка

Всё множество факторов, действующих на НС станка и вызывающих относительное смещение точки присоединения инструмента (ТПИ) и точки присоединения приспособления (ТПП), можно разделить на 3 основные группы, имеющие принципиально различную природу:

• Первичные ошибки (отклонения) звеньев механизмов, входящих в НС станка (отклонения изготовления и сборки деталей и узлов станка).

• Силы, действующие на детали и узлы станка.

• Температура деталей и узлов станка

Рис. 2.1. Основные факторы, влияющие на точность станка и механизм их воздействия на относительное смещение исполнительных органов

Здесь: - смещение, - коэффициент влияния i-го первичного отклонения на отклонение выходного звена, F – силы различной природы (тяжести, рабочих процессов (резание), трения, инерции, электромагнитных процессов и др.), Fс – статические (квазистатические), Fд – динамические, Wст –статический коэффициент влияния (статическая податливость), Wд –динамический коэффициент влияния (динамическая податливость), - температура детали и узлов НС станка, – коэффициент линейного расширения.

Принимая за основу представленную схему механизма воздействия основных факторов на относительное смещение ТПИ и ТПП несущей системы, и учитывая, что станок вносит лишь долю в общее отклонение, определяемое замкнутой системой «исполнительные органы – рабочий процесс», можно выявить логику развития способов и систем повышения точности траектории ИО многокоординатного станка с ЧПУ. Ниже последовательно рассмотрены основные методы и способы повышения точности обработки на металлорежущих станках.

2.3. Направления повышения точности станков

Непреложным является тот факт, что при многократном измерении одного и того же отклонения всегда наблюдаются случайная и функциональная её составляющие. Под случайной и функциональной составляющими отклонения применительно к процессу позиционирования по одной координате понимают следующее.

На рис. 1.3, а) представлены отклонения от заданного положения позиционирования в одной точке P (при двустороннем подходе), типичные для любого подвижного исполнительного органа станка.

а) б)

Рис. 2.2. Оценки точности позиционирования (при двустороннем подходе):

а) позиционирование в точке P (отклонение), б) позиционирование на множестве точек, расположенных на отрезке L

Здесь: – отклонение в точке позиционирования P, – среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования P, - среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования P при подходе к точке справа, - среднее математическое ожидание отклонения в точке позиционирования P при подходе к точке слева, - среднее квадратичное отклонение при подходе к точке P справа, - среднее квадратичное отклонение при подходе к точке P справа, .

Если рассматривать отклонения от заданного положения позиционирования на множестве точек исследуемого диапазона L положений (при двустороннем подходе), то мы получаем кривые точности позиционирования (рис. 1.3, б). Такая оценка точности позиционирования соответствует ГОСТ 27843-2006 и ISO-230-2 1997. Здесь: А – общая точность позиционирования, – общая функциональная составляющая, - функциональная составляющая при движении в прямом направлении, - функциональная составляющая при движении в обратном направлении, – случайная составляющая при движении в прямом направлении, – случайная составляющая при движении в обратном направлении, – общая случайная составляющая, – отклонение обратного хода при движении в обратном направлении, – отклонение обратного хода при движении в прямом направлении.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лекций