ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ
МЕТОДОВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ СПЕЦИАЛЬНОГО
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЗГОТОВЛЕННОГО С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УНИФИЦИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ ........................ 12
1.1 Модульный принцип построения станков. .............................................. 12
1.2 Основные унифицированные модули, используемые в станкостроении
на примере модуля линейного перемещения станка .................................... 13
1.2.1 Линейные направляющие качения ..................................................... 14
1.2.2 Шариковая винтовая пара (ШВП)...................................................... 23
1.3 Контактная жесткость и пространственно-контактные деформации
стыков модульных конструкций .................................................................... 29
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ......................... 36
2.1 Объект исследования, принятые исходные данные и допущения ...... 36
2.2 Алгоритм решения задачи по обеспечению точности модуля
линейных перемещений.................................................................................. 37
2.3 Экспериментальные исследования. Средства измерения ....................... 39
2.2.1. Определение химического состава и микротвердости материалов. 39
2.2.2. Определение шероховатости, волнистости и параметров
макрогеометрии............................................................................................ 40
2.4. Стенд для экспериментальных исследований ........................................ 41
2.5 Методы выполнения экспериментов с применением стенда (модуль
линейных перемещений) ................................................................................ 49
2.5.1 Схема измерения пространственно-контактных деформаций плоских
стыков ........................................................................................................... 49
2.5.2 Методы определения волнистости деталей большой протяженности
....................................................................................................................... 52
2.5.3. Методы определения параметров шероховатости деталей.............. 53
2.5.4. Методы определения химического состава материалов деталей .... 54
2.5.5. Методы определения микротвердости материалов деталей ............ 54
3
2.6 Методы математической обработки результатов экспериментальных
исследований................................................................................................... 55
2.7 Теоретические исследования. Методы расчета стенда линейных
перемещений ................................................................................................... 55
2.7.1 Определение основных размеров деталей методом полной
взаимозаменяемости .................................................................................... 55
2.7.2 Методы расчета пространственно-контактных деформаций в
неподвижных стыках ................................................................................... 60
2.7.3 Определение дополнительных сил и крутящих моментов .............. 61
2.7.4 Определение точности перемещения................................................ 64
Выводы и результаты по 2 главе ....................................................................... 65
ГЛАВА 3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ РАЗМЕРНЫХ СВЯЗЕЙ ДЛЯ
МОДУЛЯ ЛИНЕЙНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ С УЧЕТОМ КОНТАКТНОЙ
ЖЕСТКОСТИ В СТЫКАХ................................................................................ 66
3.1 Определение основных размеров деталей методом полной
взаимозаменяемости размерных цепей без учета пространственноконтактных деформаций................................................................................. 67
3.2 Определение пространственно-контактных деформаций плоских стыков
модуля линейного перемещения .................................................................... 69
3.3 Определение основных размеров деталей методом полной
взаимозаменяемости размерных цепей с учетом пространственноконтактных деформаций................................................................................. 71
3.4. Методы расчета дополнительных усилий трения в гайке ШВП,
возникающих из-за погрешностей ................................................................. 72
3.5. Методы расчета точности перемещения................................................. 76
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТОЧНОСТИ СПЕЦИАЛЬНОГО
ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УНИФИЦИРОВАННЫХ
МОДУЛЕЙ ......................................................................................................... 78
4.1 Определение параметров поверхностного слоя деталей, используемых в
модуле линейного перемещения на базе ШВП ............................................. 78
4.1.1 Измерение параметров шероховатости.............................................. 78
4.1.2 Измерение параметров волнистости .................................................. 79
4
4.1.3 Измерение микротвердости деталей .................................................. 80
4.2 Определение химического состава деталей используемых в модуле
линейного перемещения на базе ШВП .......................................................... 83
4.3 Экспериментальные исследования пространственно-контактных
деформаций в плоских стыках модуля линейного перемещения................. 84
Выводы по главе 4.............................................................................................. 93
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ИССЛЕДОВАНИЙ............................................................................................. 94
5.1 Расчеты пространственно-контактных деформаций плоских стыков
модуля линейного перемещения .................................................................... 94
5.2 Математический анализ пространственно-контактных деформаций,
полученных в ходе экспериментов и расчетов............................................ 100
5.3 Расчеты размерных цепей методом полной взаимозаменяемости на
стенде модуля линейного перемещения на базе ШВП ............................... 108
5.4 Расчеты дополнительных усилий трения в гайке ШВП модуля
линейного перемещения ............................................................................... 112
5.5 Определение точности перемещения..................................................... 119
5.6 Рекомендации использования описанных методик при проектировании
и изготовлении оборудования из модулей линейных перемещений на
практике......................................................................................................... 121
5.7 Апробация данных методов расчета на рабочем оборудовании .......... 122
Выводы к 5 главе.............................................................................................. 127
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................ 128
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ............................................................. 128
Приложение А. АКТЫ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ .................................................................. 139
Приложение Б. ПАТЕНТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ
ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ .................................................................. 142
