Введение
Глава 1 Обоснование постановки задачи повышения точности и производительности механической обработки труднообрабатываемых и трудноконтролируемых деталей 12
1.1 Задача исследований и разработка необходимых решений 12
1.2 Обзор существующего в мире станочного оборудования активного контроля для металлообрабатывающих станков и комплексов 13
Глава 2 Концепция повышения точности и производительности трудноконтролируемых и труднообрабатываемых деталей с использованием СОАК ВПИ 17
2.1 Цели и задачи создания и исследования 17
2.2 Станочное оборудование активного контроля в процессе обработки заготовки 19
2.2.1 Формирование управляющего сигнала СОАК ВПИ в процессе обработки заготовки 19
2.2.2 Построение математической модели 26
2.2.3 Уравнения, связывающие параметры системы и параметры решения 32
2.2.4 Методика практического использования 34
2.2.5 Пример расчета 34
2.2.6 Выводы 35
2.3 Станочное оборудование активного контроля после обработки 36
2.3.1 Формирование управляющего сигнала 36
2.3.2 Построение математической модели 43
2.3.3 Методика практического использования 46
2.3.4 Выводы 47
2.4 Станочное оборудование активного контроля для многоцелевых станков 48
2.4.1 Формирование управляющего сигнала 48
2.4.2 Построение математической модели 55
2.4.3 Методика практического использования 57
2.4.4 Пример расчета 57
2.4.5 Выводы 58
2.5 Общие выводы 59
Глава 3 Параметрический анализ уравнений движения элементов СОАК ВПИ 61
3.1 Постановка задачи 61
3.2 Объект исследований 61
3.3 Результаты исследований 64
3.3.1 Влияние на устойчивость СОАК ВПИ зазора вибратора 66
3.3.2 Влияние на устойчивость СОАК ВПИ коэффициента сопротивления (затухания) 67
3.3.3 Влияние на устойчивость СОАК ВПИ частоты возмущающей силы электромагнита 68
3.3.4 Влияние изменения момента инерции на устойчивость СОАК ВПИ 69
3.3.5 Исследование переходного процесса СОАК ВПИ 70
3.4 Общие выводы 73
Глава 4 Технологические и метрологические возможности станочного оборудования активного контроля виброконтактного принципа измерения 75
4.1 Постановка задачи 75
4.2 Достижение заданной точности и качества изготовляемых деталей 76
4.2.1 Задача исследований 76
4.2.2 Оптимизация методов разделения погрешностей обработки 79
4.2.3 Практическая реализация 80
4.2.4 Использование результатов исследований в обеспечении заданной точности 91
4.2.4.1 Управление технологическим процессом подналадкой с использованием СОАК ВПИ 92
4.2.4.2 Управление технологическим процессом корректировкой точности обработки на многоцелевых станках с использованием СОАК ВПИ 104
4.2.4.3 Общие выводы 115
4.2.5 Технологическая эффективность достижений заданной точности и качества изготовляемых деталей 115
4.2.5.1 Показатели технической эффективности 115
4.2.5.2 Возможности устранения погрешностей обработки 116
4.2.5.3 Выводы 118
4.3 Создание компенсационных схем СОАК на основе виброконтактного принципа измерения 119
4.3.1 Использование компенсационных схем измерения на обрабатывающих модулях 119
4.3.2 Сокращение размерных цепей измерения 123
4.3.3 Следящие системы управляющего контроля 126
4.3.4 Практическая реализация компенсационных схем 128
4.3.4.1 Конструктивные решения компенсационных схем с первичными преобразователями виброконтактного принципа измерения для различных металлорежущих станков 128
Плоское шлифование 128
Бесцентровое шлифование 130
Обработка на многоцелевых станках 132
4.3.4.2 Результаты исследований и промышленных внедрений компенсационных схем измерения 133
4.3.4.3 Выводы 135
4.4 Создание автоматической информационной системы 136
Выводы 140
4.5 Определение и исследование точностных возможностей металлорежущих станков 141
4.5.1 Диагностирование оборудования непосредственно при выполнении производственных операций 142
4.5.2 Диагностирование режущего инструмента и выявление поломок 147
4.5.3 Диагностирование элементов станка и самого технологического процесса 150
4.5.4 Проверка параметров заготовок и деталей 150
4.5.5 Выводы 151
Глава 5 Методы расчета условий эксплуатации СОАК ВПИ 153
5.1 Постановка задачи 153
5.2 Основные требования к функционированию СОАК 154
5.3 СОАК виброконтактного принципа измерения как оператор динамической системы 154
5.3.1 Постановка задачи 154
5.3.2 Предмет анализа 155
5.3.3 Выводы 159
5.4 Расчет динамических характеристик 159
5.4.1 Расчет переходных процессов 160
5.4.2 Оценка динамических характеристик виброконтактной системы управляющего контроля 163
5.4.3 Оценка динамических характеристик двухконтактной системы управляющей системы 165
5.4.4 Выводы 168
5.5 Контроль прерывистых поверхностей – характерный динамический режим измерения и управления 168
5.5.1 Постановка проблемы 168
5.5.2 Реализация сигнала управления технологическим процессом с наибольшей точностью регулирования 169
5.5.3 Динамичность процесса измерения прерывистых поверхностей 171
5.5.4 Измерительно – управляющая система при обработке деталей с большой прерывистостью 174
5.6 Исследование влияния динамики технологического процесса обработки на работу СОАК ВПИ 177
5.6.1 Задача и методика исследований 177
5.6.2 Оценка значимости полученных коэффициентов регрессии 180
5.6.3 Объект испытаний, оборудование и приборы 180
5.6.4 Результаты и выводы 180
5.6.5 Общие выводы 185
5.7 Исследование влияния динамики станочных факторов на работоспособность СОАК ВПИ 186
5.7.1 Объект исследований 186
5.7.2 Результаты исследований 186
5.7.3 Общие выводы 189
5.8 Погрешности активного (управляющего) контроля при использовании СОАК виброконтактного принципа измерения 189
5.8.1 Погрешности СОАК ВПИ, возникающие в процессе изготовления деталей 190
5.8.1.1 Измерительные модули для многоцелевых станков 191
5.8.1.2 Автотолераторы для металлорежущих станков 194
5.8.2 Погрешности СОАК подналадочных систем металлорежущих станков 197
5.8.3 Выводы 198
5.9 Общие выводы 199
Заключение 200
Список сокращений 202
Список литературы
