Введение
1. Обзор состояния вопроса и постановка задачи исследований 12
1.1. Колебательные явления при обработке металлов резанием и обзор исследований динамических процессов в координатно-расточных станках 12
1.2. Влияние вибраций на производительность и качество обработки и пути повышения эффективности технологического процесса 23
1.3. Обзор и анализ конструкций направляющих качения координатно-расточных станков 34
1.4. Способы создания предварительного натяга в направляющих качения металлорежущих станков 38
1.5. Постановка задач исследования 42
2. Упругая система координатно-расточного станка с направляющими качения. Особенности конструкции и составление расчетной схемы 44
2.1. Экспериментальное исследование и анализ конст рукций двух вариантов устройств предваритель ного натяга 44
2.1.1. Анализ конструкции устройства с размерным замыканием стыка направляющих 44
2.1.2. Анализ конструкции устройства предварительного натяга с витыми пружинами в качестве упругого элемента 52
2.2. Исследование работоспособности направляющих ка чения по критериям точности и долговечности ... 58
2.2.1. Задачи и методика исследования долговеч ности чугунных направляющих качения 60
2.2.2. Анализ результатов исследования долговечности чугунных направляющих 64
2.3. Оптимизация величины предварительного натяга по критериям жесткости, точности и долговечности на правл яющих 67
2.3.1. Выбор величины предварительного натяга из условий требуемой жесткости направляю щих 68
2.3.2. Сопротивление движению, точность и чувствительность установочных перемещений на направляющих качения 72
2.3.3. Зависимость усилия предварительного натяга от нагрузочной способности направляющих и влияние усилия предварительного натяга на долговечность направляющих 74
2.4. Обоснование расчетной схемы и составление урав нений движения УС станка 77
2.4.1. Показатели динамического качества металлорежущих станков 77
2.4.2. Обоснование расчетной схемы УС станка... 78
2.4.3. Составление уравнений движения системы... 82
2.4.4. Структурная схема системы дифференциальных уравнений движения УС станка 84
2.5. Анализ устойчивости динамической системы станка при резании 84
2.5.1. Методы анализа устойчивости динамической системы станка 86
2.5.2. Устойчивость динамической системы станка при резании и при работе "по следу" 87
2.5.3. Область устойчивости динамической системы станка 88
2.6. Выводы 90
3. Экспериментальное исследование влияния предваритель ного натяга на динамические параметры направляющих качения 92
3.1. Испытательный стенд и контрольно-измерительная аппаратура 92
3.1.1. Проведение статических исследований 95
3.1.2. Исследование динамических характеристик.. 95
3.2. Методика проведения экспериментальных исследова ний и планирование лабораторного эксперимента 97
3.2.1. Исследование жесткости и демпфирующей способности 97
3.2.2. Исследование жесткости стыка направляющих 103
3.2.3. Исследование демпфирующей способности роликовых направляющих 104
3.2.4. Расчет необходимого количества измерений при проведении экспериментальных исследований 106
3.3. Исследование зависимости контактной жесткости направляющих от усилия предварительного натяга.. 109
3.3.1. Исследование сближения в направляющих... 109
3.3.2. Контактная жесткость направляющих качения 115
3.4. Исследование влияния предварительного натяга на демпфирующую способность направляющих 119
3.4.1. Анализ влияния предварительного натяга на демпфирующую способность роликового стыка 120
3.4.2. Влияние предварительного натяга на изменение собственных частот колебаний ползуна 126
3.4.3. Анализ влияния количества тел качения в стыке на его демпфирующую способность... 130
3.5. Выводы 130
4. Исследование устойчивости динамической модели координатно-расточного станка 132
4.1. Определение параметров расчетной схемы УС координатно-расточного станка 133
4.1.1. Определение натуральных инерционных параметров узлов и деталей станка 133
4.1.2. Определение момента инерции стойки при изгибе 133
4.1.3. Определение жесткости стыков узлов станка 136
4.1.4. Определение диссипативных параметров системы 140
4.2. Алгоритм и программа расчета амплитудно-фазовых частотных характеристик ЭУС станка и устойчивости при резании 142
4.2.1. Расчет динамических характеристик эквивалентной упругой системы 142
4.2.2. Алгоритм расчета разомкнутой динамической системы станка 147
4.3. Влияние предварительного натяга в направляющих качения стола на амплитудно-частотные характеристики ЭУС станка 147
4.4. Влияние предварительного натяга в направляющих качения на устойчивость динамической системы станка при резании 153
4.4.1. Особенности процесса многолезвийной обработки 153
4.4.2. Динамическая характеристика процесса резания при фрезеровании 156
4.4.3. Динамическая характеристика разомкнутой системы и предельная глубина фрезерова ния 158
4.5. Выводы 162
5 Экспериментальное исследование влияния предварительного натяга в направляющих качения на производительность, точность и чистоту обработки при фрезеровании 163
5.1. Методика проведения экспериментальных исследова ний 163
5.1.1. Проведение экспериментальных исследований при обработке плоских поверхностей.. 165
5.1.2. Проведение экспериментальных исследований при обработке отверстий фрезерованием 167
5.1.3. Измерение абсолютных колебаний при фрезеровании 167
5.2. Комплекс измерительной и регистрирующей аппара туры 169
5.2.1. Аппаратура для измерения относительных колебаний.. 171
5.2.2. Аппаратура для измерения абсолютных колебаний узлов станка при фрезеровании... 172
5.3. Влияние величины предварительного натяга на уровень относительных колебаний узлов станка при фрезеровании 174
5.3.1. Результаты измерений относительных колебаний в станке модели 2450А 174
5.3.2. Относительные колебания узлов в станке мод .24К40СФ4 178
5.4. Влияние предварительного натяга на точность, чистоту обработки и производительность при фре зеровании 181
5.4.1. Влияние предварительного натяга на геометрические характеристики обработанных поверхностей 181
5.4.2. Зависимость предельной глубины фрезерования и производительности обработки от величины предварительного натяга 186
5.4.3. Повышение производительности фрезерова ния при создании в направляющих предварительного натяга 188
5.5. Выводы 190
Основныерезультаты работы 192
Список использованных источников 194
Приложение 206
