Полнофакторные модели точности выполняемых размеров многоинструментной обработки на станках-автоматах токарной группы

Автор: Юсубов Низами Дамир Оглы, Аббасова Хейран Муршид Гызы

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Технология

Статья в выпуске: 1 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

В данной статье показано современное состояние разработки теории проектирования многоинструментной обработки на станках-автоматах токарной группы. Отмечено, что существующие модели погрешности обработки учитывают лишь плоско-параллельные перемещения подсистем технологической системы вдоль координатных осей декартовой системы координат X, Y, Z. Такой подход к моделированию процесса образования погрешностей обработки допустим для деталей, имеющих габаритные размеры одного порядка по всем координатным направлениям. Однако на практике нередки случаи, когда обрабатываются детали с габаритными размерами, существенно различающимися в разных направлениях. В этих случаях существенный вклад в погрешность обработки могут вносить повороты обрабатываемой заготовки, особенно по направлениям преобладающих габаритных размеров. Поэтому указана необходимость учета угловых перемещений заготовки под действием сил резания в этих моделях. С этой целью были разработаны полнофакторная матричная модель искажения и поля рассеяния выполняемых размеров многоинструментной двухсуппортной обработки. В этих моделях учитывается комплексная характеристика податливости технологической системы, то есть, кроме собственных упругих свойств системы (плоско-параллельных перемещений технологических подсистем, их угловых перемещений вокруг базовых точек), еще и параметры наладки, для которой эта податливость рассматривается. Поэтому для формирования комплексной характеристики податливости подсистемы были проведены эксперименты по определению податливостей подсистемы технологической системы. Наличие фактических матричных характеристик податливости для реального станка позволяет оценить практическую применимость разработанных полнофакторных матричных моделей точности обработки. В результате появится возможность выявлять степень влияния на точность обработки комплекса технологических факторов, включая структуру многоинструментной наладки, деформационных свойств подсистем технологической системы, режимов резания.

Еще

Матричная модель точности, полнофакторная модель, плоско-параллельные перемещения, угловые перемещения, матрицы координатных податливостей, матрицы угловых податливостей, поле рассеяния

Короткий адрес: https://sciup.org/147231738

IDR: 147231738   |   DOI: 10.14529/engin190106

Список литературы Полнофакторные модели точности выполняемых размеров многоинструментной обработки на станках-автоматах токарной группы

  • Кошин А.А., Юсубов Н.Д. Элементы матричной теории точности многоинструментной обработки в пространственных наладках // Вестник машиностроения. 2013. № 9. С. 13-17.
  • Yusubov N.D. Matrix Models of the Accuracy in Multitool Two-Support Setup // Russian Engineering Research, 2009, vol. 29, iss. 3, pp. 268-271. DOI: 10.3103/S1068798X09030125
  • Pimenov D.Y., Guzeev V.I., Koshin A.A. Elastic displacement of a technological system in face milling with tool wear // Russian Engineering Research, 2011, vol. 31, iss. 11, pp. 1105-1109. DOI: 10.3103/S1068798X11110219
  • Guzeev V.I., Pimenov D.Y. Cutting force in face milling with tool wear // Russian Engineering Research, 2011, vol. 31, iss. 10, pp. 989-993. DOI: 10.3103/S1068798X11090139
  • Pimenov D.Y., Guzeev V.I., Mikolajczyk T., Patra K. A study of the influence of processing parameters and tool wear on elastic displacements of the technological system under face milling // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2017, vol. 92, iss. 9-12, pp. 4473-4486. DOI: 10.1007/s00170-017-0516-6
  • Pimenov D.Yu., Guzeev V.I., Krolczyk G., Mia Mozammel, Wojciechowski S. Modeling flatness deviation in face milling considering angular movement of the machine tool system components and tool flank wear // Precision Engineering, 2018, vol. 54, pp. 327-337.
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2018.07.001
  • Hirsch A. Werkzeugmaschinen: Anforderungen, Auslegung, Ausführungsbeispiele. Wiesbaden, Springer Vieweg, 2016. 441 p.
  • DOI: 10.1007/978-3-658-14249-0_2
  • Brecher C., Epple A., Neues S., Fey M. Optimal process parameters for parallel turning operations on shared cutting surfaces // International Journal of Machine Tools and Manufactur., 2015, vol. 95, pp. 13-19.
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2015.05.003
  • Tyler T.C., Troutman J.R., Schmitz T.L. A coupled dynamics, multiple degree of freedom process damping model, Part 1: Turning // Precision Engineering, 2016, vol. 46, pp. 65-72.
  • DOI: 10.1016/j.precisioneng.2016.03.017
  • Budak E., Ozturk E. Dynamics and stability of parallel turning operations // CIRP Ann. Manuf. Technol., 2011, vol. 60, iss.1, pp. 383-386.
  • DOI: 10.1016/j.cirp.2011.03.028
  • Azvar M., Budak E. Multi-dimensional chatter stability for enhanced productivity in different parallel turning strategies // International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2017, vol. 123, рр. 116-128.
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2017.08.005
  • Ozturk E., Comak A., Budak E. Tuning of tool dynamics for increased stability of parallel (simultaneous) turning processes // Journal of Sound and Vibration, 2016, vol. 360, pp. 17-30.
  • DOI: 10.1016/j.jsv.2015.09.009
  • Ardashev, D.V. Diagnostics of grinding by modal analysis // Russian Engineering Research, 2015, vol. 35, iss. 3, pp. 218-220.
  • DOI: 10.3103/S1068798X15030053
  • Ардашев Д.В. Динамическая характеристика шлифовального круга // Технология машиностроения. 2010. № 5. С. 18-20.
  • A.A. Dyakonov, A.Kh. Nurkenov, I.V. Shmidt, A.S. Degtyareva, A.S. Ovsienko, A.D. Kazanskii. Static rigidity of numerically controlled lathes // Russian Engineering Research, 2017, vol. 37, iss. 7, pp. 622-625.
  • DOI: 10.3103/S1068798X17070103
  • Sopeltzev A.V., Dyakonov A.A., Patra K. Dynamic model of material deforming under microgrinding // Procedia Engineering, 2015, vol. 129, pp. 127-133.
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2015.12.020
  • Nguyen H.T., Wang H., Hu S.J. High-definition metrology enabled surface variation control by reducing cutter-spindle deflection // 9th ASME International Manufacturing Science and Engineering Conference (MSEC2014), Univ. Detroit, Michigan: Amer SOC Mechanical Engineers, 2014, Article Number: V001T04A038.
  • DOI: 10.1115/MSEC2014-4017
  • Takasugi K., Morimoto Y., Kaneko Y., Suzuki N., Asakawa N. Improvement of machining accuracy for 3D surface machining with CNC lathe // Journal of Advanced Mechanical Design Systems and Manufacturing, 2018, vol. 12, iss. 4.
  • DOI: 10.1299/jamdsm.2018yamdsm0089
  • Yang J.X., Asian D., Altintas Y. A feedrate scheduling algorithm to constrain tool tip position and tool orientation errors of five-axis CNC machining under cutting load disturbances // CIRP journal of Manufacturing Science and Technology, 2018, vol. 23, pp. 78-90.
  • DOI: 10.1016/j.cirpj.2018.08.005
  • Takasugi K., Morimoto Y., Nakagaki K., Kaneko Y. Development of CAM system for 3D surface machining with CNC lathe // Journal of Advanced Mechanical Design Systems and Manufacturing, 2014, vol. 8, iss. 4, SI, Article Number: 14-00098.
  • DOI: 10.1299/jamdsm.2014jamdsm0059
  • Chang Z.Y., Chen Z.Z.C., Wan N., Sun H.B. A new mathematical method of modeling parts in virtual CNC lathing and its application on accurate tool path generation // International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2018, vol. 95, iss. 1-4, pp. 243-256.
  • DOI: 10.1007/s00170-017-1202-4
  • Yang J.X., Altintas Y. A generalized on-line estimation and control of five-axis contouring errors of CNC machine tools // International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2015, vol. 88, pp. 9-23.
  • DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2014.08.0034
  • Zeqiri F., Alkan M., Kaya B., Toros S. Experimental Research and Mathematical Modeling of Parameters Effecting on Cutting Force and SurfaceRoughness in CNC Turning Process // 9th International Conference on Tribology (Balkantrib' 17). IOP Conference Series-Materials Science and Engineering. Turkey, IOP Publishing LTD., 2018, vol. 295, UNSP 012011.
  • DOI: 10.1088/1757-899X/295/1/012011
Еще
Статья научная