Повышение точности 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ на основе разработанных методов измерения геометрических отклонений тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат технических наук Никуличев, Игорь Викторович

• Никуличев, Игорь Викторович
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Никуличев, Игорь Викторович

Содержание

Введение

Глава 1. Анализ особенностей конструкции 5-ти координатных

станков с ЧПУ

1.1. Применение 5-координатных станков

1.2. Основные структуры 5-ти координатных станков с ЧПУ

1.2.1. Станки группы 5КСТ2,о

1.2.2. Станки группы 5КСТ]д

1.2.3. Станки группы 5КСТ0,2

1.3. Постановка задачи

Глава 2. Методики и средства измерений первичных отклонений звеньев механизмов несущей системы станков

2.1. Основные понятия, применяемые для измерения отклонений

2.2. Виды и методики измерений первичных отклонений

2.2.1. Методика определения отклонений позиционирования

2.2.2. Методика определения отклонений от прямолинейности

2.2.3. Методика определения угловых отклонений подвижного узла

2.2.4. Методика определения осевого и радиального биения поворотных столов станков

2.2.5. Методика определения отклонений от перпендикулярности движений подвижного узла

2.2.6. Методика измерения отклонений «непересечения» осей В и С

2.2.7. Методика измерения отклонений от взаимной перпендикулярности поворотных осей В и С

Краткие выводы по главе

Глава 3. Исследование влияния системы охлаждения на

точность позиционирования 5-координатного станка МС-300

3.1. Параметры оценки точности позиционирования

3.2. Влияние температурных деформаций по линейным осям

3.2.1. Координатах

2

3.2.2. Координата Y

3.2.3. Координата Z

3.3. Влияние температурных деформаций по угловым осям

3.3.1. Координата С

3.3.2. Координата В

Краткие выводы по главе

Глава 4. Исследование и оценка жесткости по отклику на

силовое ступенчатое воздействие

4.1. Понятие жесткости для 5-координатных станков

4.2. Устройства и методики измерения жесткости

4.3. Результаты исследования статической жесткости станка

4.3.1. Статическая жесткость по линейным осям

4.3.2. Статическая (крутильная) жесткость поворотного стола

4.4. Анализ результатов измерения статической жесткости

4.5. Методика и результаты измерения динамической жесткости

Краткие выводы по главе

Глава 5. Исследование отклонений воспроизведения

эталонной траектории

5.1. Понятие эталонной траектории

5.2. Способы и средства измерения отклонений

5.3. Результаты исследования процедуры измерения отклонений

воспроизведения плоских траекторий прибором Renishaw QC-10

Краткие выводы по главе

Заключение

Общие выводы по работе

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение точности 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ на основе разработанных методов измерения геометрических отклонений»

Введение

Станкостроение относится к числу базовых отраслей машиностроения, от технического состояния которого во многом зависит уровень развития всей экономики страны. Развитие станкостроения также является одним из важнейших факторов обеспечения модернизации промышленности в целом.

Как отмечают эксперты [1], современное станкостроение в связи с возросшими требованиями потребителей сместилось от производства отдельных специализированных к многоцелевым станкам, совмещающим максимально возможное число операций, к созданию гибких, программно-управляемых обрабатывающих центров с возможностью последующей автоматизации производства. Это не просто многоцелевые станки с ЧПУ сверлильно-фрезерной группы (сверление, фрезерование, растачивание и нарезание резьбы) или токарной группы (все виды токарной обработки), а комплексные многокоординатные станки с ЧПУ (complex multi-axis machines), позволяющие с одного ус-танова заготовки проводить все виды фрезерных, токарных, сверлильных, расточных, шлифовальных, хонинговальных и др. работ. При этом на одном станке последовательно осуществляются предварительные (черновые), получистовые и чистовые операции. По-существу получается, что один станок заменяет целый гибкий участок станков с ЧПУ. Эта концепция развития станкостроения получает в настоящее время реальное воплощение в станках для автомобильной и космической промышленности [2-3].

Современные станки ведущих зарубежных компаний обеспечивают большую производительность при высокой точности. Такой подход значительно расширяет возможности серийного образца без его серьезной реконструкции, избавляя от необходимости приобретать специальные станки. Большое внимание западные станкостроительные концерны уделяют совершенствованию не только механической части, но и электронной, а также улучшению эргономики и дизайна.Покупатели станков ориентируются на такие характеристики, как производительность и точность изготовления деталей при наимень-

4

ших затратах (табл.1). Станки должны обладать возможностью установки на них систем электронного управления, цифровой индикации, объединения нескольких станков в технологические линии.

Таблица 1.Приоритеты американских заказчиков станков.

По данным ufastanki.ru.

Технические и экономические приоритеты аме- Показатель при-

риканских заказчиков обрабатывающих центров оритетности, %

1 Надежность 96,9

2 Эксплуатационные характеристики 96,9

3 Точность обработки 93,6

4 Наличие запасных частей 91,9

5 Возможность своевременного решения возникших проблем 91,3

6 Наличие системы заводского обслуживания станков и технической поддержки 89,7

7 Легкость работы на станке и удобство доступа к нему 82,6

8 Возможности системы ЧПУ 82,2

9 Наличие в данном регионе сервисной службы поставщика и системы технической поддержки 80,7

10 Простота эксплуатации станка 79,6

11 Полная документация, поставляемая вместе со станками 75,5

12 Время цикла обработки и скорость проведения операции 73,5

13 Возможность телефонной связи с поставщиком 72,:3

14 Длительная гарантия на поставляемый станок 70,5

15 Возможность обучения операторов работе на станке у поставщика 68,4

16 Необходимость размещения станка в термоконстантном помещении 64,9

17 Стоимость запасных частей 59,9

18 Финансовая устойчивость поставщика 57,7

19 Стоимость станка 56,9

20 Установка станка силами поставщика 55,2

Первую пятерку западных импортеров составляют традиционно сильные в этом секторе производители Японии, Германии, Китая, Италии, Южной Кореи. Чуть отстает от корейских производителей Тайвань. Завершают список лидеров США и Швейцария [1]. Можно конкретно назвать мировых производителей станкостроения: Yamazaki Mazak, Trumpf, Gildemeister AG, Amada и др. А отдельно выделить фирмы Siemens и GE Fanuc, чьи доходы значительно превышают доходы упомянутых выше фирм. Что касается России, то сегодня в станкостроительной отрасли насчитывается около 300 предприятий [4]. Для многих станкостроительных заводов одним из основных рынков сбыта служит автомобилестроение.

Среди производителей станков выделяются лишь несколько предприятий, для которых станкостроение— основной вид деятельности. К ним относятся лидеры отрасли — ОАО «Стерлитамак МТЕ» в Башкирии, Рязанский станкостроительный завод, ОАО «Саста» (г. Сасово, Рязанская обл.), Санкт-Петербургский завод прецизионного станкостроения, Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков, Нижегородский завод фрезерных станков, Астраханский станкостроительный завод.

Большинство остальных предприятий отрасли одновременно с выпуском станков производят авиационную или сельскохозяйственную технику, комплектующие детали и узлы для промышленности. К таким предприятиям можно отнести Боткинский завод (Удмуртия), завод «Сельмаш» (Киров), Тульский станкоремонтный завод [5].

Возвращаясь к станкостроению, как к отрасли производства и развития промышленности, можно отметить, что в последнее время, все больше предпочтений отдается 5-координатным станкам с ЧПУ. Это связано с широкими технологическими возможностями станков данного типа: они позволяют проводить черновые и чистовые операции за один установ, наилучшим образом обрабатывать сложные детали (колеса турбин, гребные винты и сборные лопасти), пресс-формы или детали из труднообрабатываемых материалов. Такие

станки становятся незаменимыми в военной, авиационной, космической и ав-

6

томобильной промышленностях, наряду с гибочными или автоматическими линиями.

Однако, повышение требований к качеству изготовления деталей для ответственных изделий, а также техническое совершенствование материалов требует постоянного контроля точности, как отдельных элементов конструкций, так и составных узлов в целом. Как результат, предъявляются повышенные нормы точности к оборудованию, на котором происходит обработка деталей, и, в первую очередь, к металлорежущим станкам.

Соответственно, обеспечение необходимой «объёмной» точности 5-ти координатных станков при их изготовлении и эксплуатации является важной задачей, решению которой в последнее время посвящается все больше теоретических и экспериментальных исследований. Актуальными становятся вопросы отладки, юстировки и диагностики многокоординатных центров. Наибольший вклад в решение данных задач внесли: Проников A.C., Knapp W., Zhang G., В. Bringmann В. Однако, в этих работах не уделяется должного внимания всему многообразию возможных методик измерений точности станков и их усовершенствованию, а также влиянию возмущающих факторов (вес узлов станка, температура) на точность 5-ти координатных машин с ЧПУ.

На основании вышесказанного, тема диссертационной работы является актуальной при непрерывно растущей потребности в отслеживании, выявлении и решении проблем, оказывающих воздействие на изменение точности многокоординатных станков с ЧПУ.

Целью данной работы является оовышение точности 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ на основе разработки новых (метод измерения отклонения непересечения поворотных осей, оценка статической и динамической жесткости, уменьшение влияния системы охлаждения) и существующих методов измерения геометрических отклонений.

В качестве объекта исследования в данной работе были использованы 5-

координатные многоцелевые станки модели МС-300. Применительно к станкам

этой группы, по разработанным методикам, проводились необходимые измере-

7

ния, с последующим внесением соответствующих коррекций и компенсаций в его систему ЧПУ. Все эти мероприятия позволили повысить точностные характеристики исследуемого станков.

Предметом исследования в работе являлось улучшение точностных характеристик станков, а также изучение возможности их коррекции в случае необходимости с помощью системы ЧПУ.

Научная новизна работы заключается в:

• создании новых методов экспериментальных исследований и анализа погрешностей несущей системы станка на стадии калибровки (в том числе, отклонений от непересечения осей угловых координат его узлов), позволивших повысить точность 5-координатных станков с ЧПУ;

• разработке алгоритмов и программ коррекции работы системы ЧПУ станка на основе полученной информации о первичных отклонениях (от перпендикулярности, параллельности, позиционирования и прямолинейности) исполнительных органов станка, что позволило повысить объемную точность станка в несколько раз (до заданных значений);

• выявлении на основе проведенных на 5-координатном станке экспериментов, количественных взаимосвязей условий работы его системы охлаждения и случайных составляющих погрешностей позиционирования станка по линейным и угловым координатам;

• разработке методов анализа статической и динамической жесткости несущей системы многокоординатных станков, позволяющих оценивать качество сборки и уровня совершенства конструкции станка в целом.

Практическая значимость работы состоит в разработке методов и устройств диагностирования, юстировки и отладки, а также в выявлении влияния действий возмущающих факторов на первичные отклонения (отклонения перпендикулярности, параллельности, позиционирования, непересечения осей) исполнительных органов станков.

В основу данной диссертационной работы положены результаты научно-исследовательских работ, проведенных в ОАО "Национальный институт авиационных технологий" (НИАТ).

Работа, в значительной степени, выполнена по экспериментальным данным, что способствует накоплению информации и опыта для последующей оценки первичных отклонений 5-координатных станков

Основные положения работы опубликованы в 7 печатных работах, докладывались на 2 научно-технических и научно-практических конференциях.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация в машиностроении», Никуличев, Игорь Викторович

Общие выводы по работе

Анализ особенностей построения, систематизация методов и средств измерений первичных отклонений звеньев механизмов и исследование геометрической точности, статической и динамической жесткости, а также отклонений воспроизведения эталонной окружности на 5-координатных многоцелевых станках с ЧПУ позволяет сделать следующие выводы по работе:

1. В диссертационной работе решена научно-техническая задача, имеющая важное практическое и методическое значение для станкостроения, заключающаяся в повышении "объемной точности" 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ на основе разработанных в диссертации приспособлений и устройств нагружения станка, а также методов измерения первичных отклонений с целью их устранения.

2. Накопленный опыт измерений первичных отклонений (отклонение от перпендикулярности, плоскостности, прямолинейности) на этапе сборки позволил минимизировать их влияние (около 10% от всех первичных отклонений станка). После сборки первичные отклонения измерялись на стадии проведения калибровки станка с последующим внесением соответствующих изменений в ПО системы ЧПУ. Таким образом геометрическую "объемную" точность станка удалось повысить в несколько раз (до заданных значений по нормам точности геометрических отклонений). В качестве примера можно привести отклонения от перпендикулярности траектории (направления) перемещения шпиндельной бабки к направлению перемещения салазок (до ввода коррекции/после):

- в плоскости Х02 - 20/3,5 мкм;

- в плоскости УОЪ - 40/5 мкм.

3. Для разработанной классификации видов первичных отклонений предложены методы измерения геометрической точности, которые упрощают процедуры измерения, существенно уменьшают время, затраченное на них. Разработано устройство и методы измерения отклонений от пересечения осей поворотных координат, которые позволяют существенно повысить точность изме

121 рений, снизить трудоёмкость и уменьшить время проведения измерительных операций для всех 5-координатных станков с ЧПУ.

4. Экспериментально подтверждено предположение, что регулярное (детерминированное) включение холодильной системы, работающей в релейном режиме, вызывает случайные отклонения позиционирования. На основе проведенных исследований сокращен диапазон регулирования температуры с 2° до 0,2°, что позволило существенно уменьшить (на 20 - 70%) случайную составляющую отклонения позиционирования по линейным и угловым координатам и привело к улучшению общей точности станка. Также установлено, что оставшуюся систематическую (функциональную) составляющую отклонения позиционирования можно устранить путем ввода коррекции в систему ЧПУ станка.

5. Разработанные методы измерения статической и динамической жесткости несущей системы многокоординатных станков с ЧПУ показала свою работоспособность. Она может применяться:

- для оценки уровня совершенства конструкции несущей системы многокоординатной машины с ЧПУ;

- для оценки качества сборки станка в целом;

- для анализа причин невозможности достижения заданной статической жесткости несущей системы многокоординатной машины с ЧПУ.

6. Для оперативной оценки предварительной статической и динамической жесткости несущей системы станка предложено использовать следующие вычисляемые параметры: кст - интегральная статическая жесткость; кд - коэффициент динамичности; те - время релаксации; - основная собственная частота переходного процесса. Сравнивая несущие системы станков по указанным четырём параметрам можно утверждать, что чем меньше каждый из 3-х первых параметров (кст, кд и т), тем выше жесткость несущей системы и лучше демпфирующие свойства. Знание основной собственной частоты Госн является важным при эксплуатации станка для выполнения условия, чтобы частоты внешних возмущающих воздействий не были близки к

7. Проанализирован процесс измерения отклонения воспроизведения эталонной окружности, в частности, процесс разложения интегрального отклонения на простые составляющие и дальнейшие способы их устранения. Выявлены способы сравнения первичных отклонений, полученных в системе станка с ЧПУ, охваченной обратной связью датчиков, с отклонениями, которые показывают реальную динамику перемещений узлов станка.

Проведенные эксперименты дали возможность установить, что при увеличении динамического коэффициента усиления для регулятора скорости (до значения 2.5) происходит уменьшение амплитуды вибраций, что ведет к уменьшению отклонения воспроизведения эталонной окружности.

8. Даны рекомендации по измерению отклонений геометрической точности, которые должны осуществляться при установленном тепловом режиме 5-координатного многоцелевого станка:

- для измерения отклонения позиционирования по угловым координатам необходимо проводить измерения через 2 часа после включения;

- для измерения отклонения воспроизведения эталонной траектории необходимо проводить измерения через 1 час после включения.

Результаты диссертационной работы применяются при производстве 5-координатных станков на предприятиях ОАО НИАТ.

Заключение

В работе проведены исследования первичных отклонений на примере 5-координатного многоцелевого станка с ЧПУ МС-300. Стоит отметить, что все методики и приспособления, разработанные и реализованные на станках ОАО НИАТ для существенного повышения точности измерений, снижения трудоемкости операций и уменьшения времени исследований, применимы не только для любых модификаций 5-координатных станков, но и для станков с иным количеством рабочих координат.

Геометрическая "объемную" точность станка по различным методикам измерений была повышена в несколько раз (до заданных значений по нормам точности, приложение 1).

Исследования влияния квазистатических деформаций несущей системы многоцелевых комплексов от действия веса подвижных узлов и температуры показывают, что в эти деформации являются функцией многих переменных, что существенно усложняет алгоритм коррекции и повышает требования к системе управления.

Методика введения коррекции может существенно облегчить процесс калибровки станка.

Однако, на практике, этого может быть не достаточно. В таком случае приходится проводить дополнительные исследования несущей системы, подвижных узлов и компонентов станка с целью выявления и устранения заводских (изготовительных) или сборочных дефектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Никуличев, Игорь Викторович, 2013 год

Литература

1. Станкостроение в России: состояние, тенденции, перспективы, 21.04.2009. http://www.equipnet.ru/articles/power-industry/power-industry_348.html

2. López de Lacalle L. N., Lamikiz A. (Eds.) Machine Tools for High Performance Machining . Springer-Verlag . 2009. 442 p.

3. Technologielösung für die Serienfertigung Honen auf horizontalen Bearbeitungszentren. // [сайт]. [Электронный ресурс]. URL: http://www.mag-ias.com/de/mag/technologien/technologieintegration-honen.html#c 12698 (дата обращения: 04.07.2012).

4. Machinepedia - http://machinepedia.org/index.php/CTaHKOCTpoeHHe_PoccHH

5. Станкостроение России. 2006. http://geo.lseptember.ru/2006/22/23.htm

6. Сосонкин В. Л., Мартинов Г. М. Системы числового программного управления. Учебное пособие для вузов. Изд. Логос, 2005 г., 296 стр. ISBN 598704-012-4

7. ИнСтанкоСервис. Фрезерные станки серии Orion 5D. 05.02.2012. http://www.instankoservis.ua/frezernye-stanki/pjatikoordinatnye-stanki.html

8. Многоцелевые станки с ЧПУ. http://ufastanki.ru/sarticles/0/59

9. Вайнштейн, И. В.; Сироткин, P.O.; Серков H.A.: Станки для высокоскоростной обработки деталей и перспективы их развития в машиностроении. //Авиационная промышленность - 2006 г. № 3 с. 49-55.

10. Технология машиностроения. Часть 8. 29.09.2012. http://www.j.star-roads.ru/archive/2012/09/4ba2bb71 с 11 d5102e 181 a2ed28ec52a4/

11. ГОСТ 30027-93. Модули гибкие производственные и станки многоцелевые сверлильно-фрезерно-расточные. Нормы точности. http://protect.gost.ru/document.aspx?control=7&id= 134041

12. Многокоординатный обрабатывающий центр модели МС-300. http://niat.ru/design/page_rus.php?id=33.

13. High-speed machining systems. FSP 300X 5 Axis. http://www.mooretool.com/

14. Pyramid Nano CNC-Bearbeitungszentrum Nanoprazision durch hydrostatische Achsen Hohe Zerspanungsleistung. http://www.kern-microtechnic. com/

15. Обрабатывающий центр токарный с ЧПУ модели 800VHT. http://www.stanok-mte.ru/index_ru.php

16. Hennes, N.; Staimer, D.: Application of PKM in Aerospace Manufacturing -High Per formance Machining Centers ECOSPEED, ECOSPEED-F and ECOLINER. The 4th Chemnitz Parallel Kinematic Seminar 2004, April 20-21. Conference Proceedings. Zwickau: Verlag Wissenschaftliche Scripten, 2004, pp. 557-567.

17. High Performance 5-Axis Machining Center ECOSPEED, http://www.dstechnologie.de/v3/sitemanager/prospektdownload/file/27_DE.pdf

18. Breakthrough 5-Axis Technology Dramatically Improves Production of Eurofighter Large Parts. WolfTracks Vol.8, Issue 1-2001.

19. W.L. Ralph, Martin Loftus. The application of an inclined end mill machining strategy on 3-axis machining centres // International Journal of Machine Tools and Manufacture - 1993 (03). - Issue 2, Volume 33. - P. 115-133

20. X.B. Chen, A. Geddam. Accuracy improvement of three-axis CNC machining centers by quasi-static error compensation // Journal of Manufacturing Systems - 1997. - Issue 5, Volume 16. - P. 323-336

21. A.C. Okafor, Yalcin M. Ertekin. Derivation of machine tool error models and error compensation procedure for three axes vertical machining center using rigid body kinematics // - 2000 (06). - Mechatronics for Safety, Security and Dependability in a New Era - Issue 8. - P. 365-370

22. G. Zhang, et al., "Error Compensation of Coordinate Measuring Machines", Annals of the CIRP 34/1/1985, pp. 445-448.

23. Kevin McCarthy. ACCURACY IN POSITIONING SYSTEMS./ Reprinted from The Motion Control Technology Conference Proceedings, March 19-21, 1991. (Kevin McCarthy, President New England Affiliated Technologies).

24. H. Schwenke, W. Knapp, H. Haitjema, A. Weckenmann, R. Schmitt and F. Delbressine. «Geometric error measurement and compensation of machines—An update». CIRP Annals - Manufacturing Technology, Volume 57, Issue 2, 2008, Pages 660-675.

25. Серков H.A.: Основные направления повышения точности металлорежущих станков.//Проблемы машиностроения и автоматизации - 2010. - № 2,- С. 26-35.

26. Кузнецов В.А., Ялунина Г.В. Общая метрология. - М.:ИПК Издательство стандартов, 2001. - 272 с.

27. РМГ 29-99 «Государственная система обеспечения единства измерений. Метрология. Основные термины и определения» (взамен ГОСТ 16263-70 и МИ 2247-93).

28. Серков Н.А.: Первичные отклонения звеньев механизмов с поступательными и вращательными парами.//Проблемы машиностроения и надежности машин-2011. - №2.-С.

29. Методы измерений. http://www.Supportl7.com.

30. G. Zhang, et al., "Error Compensation of Coordinate Measuring Machines", Annals of the CIRP 34/1/1985, pp. 445-448.

31. O. Svoboda // Precision Engineering /30/ (2006) /132-144.

32. Automated Precision inc. XD Laser, http://www.apisensor.com/xd-laser

33. Bringmann B. and Knapp W. Model-based"Chase-the-Ball" Calibration of a 5-Axes Machining Center. Annals of the CIRP, 2006.

34. CytecSistem main. Zylindertechnik GmbH. http://www.cytecsystems.de/cytecsystems/english/index.htm.

35. Charles Wang. Laser vector measurement technique for the determination and compensation of volumetric positioning errors. Part I: Basic theory.// Rev. Sci. Instrum., Vol. 71, No. 10, October 2000. http://www.optodyne.com

36. Otherreferats - http://otherreferats.allbest.ru/manufacture/00184856_0.html

37. Библиофонд - http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=16234

38. Решетов Д. H., Портман В. Т. Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986. 336 с.

39. Чернянский П. М. Основы проектирования точных станков. Теория и расчет: Учебное пособие. М.: КНОРУС, 2010. 240 с.

40. Вайнштейн И. В., Серков Н. А., Сироткин Р. О. Экспериментальное исследование статической жёсткости 5-ти координатного фрезерного станка с параллельной кинематикой // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2007. № 5. С. 102-109.

41. Вайнштейн И. В., Серков Н. А., Сироткин Р. О., Мерзляков А. А. Экспериментальные исследования жесткости 5-ти координатного станка с параллельной кинематикой // СТИН. 2009. № 1. С. 6-11.

42. Серков Н. А., Мерзляков А. А., Сироткин Р. О., Орлова Г. Н. Устройство для измерения статической жесткости несущей системы машин-автоматов / Сб. научных трудов и инженерных разработок научной конференции «Ориентированные фундаментальные исследования - новые модели сотрудничества в инновационных процессах»; Под ред. Член-корр. РАН, академика РИА Б.В. Гусева. М.: Экспо дизайн - Холдинг, 2008. С. 195-198.

43. Мерзляков А. А., Серков Н. А., Сироткин Р. О. Экспериментальные исследования динамических свойств станка с параллельной кинематикой // Проблемы машиностроения и надёжности машин. 2008. № 1. С. 98-102.

44. Станки, современные технологии и инструменты для механообработки http://www.stankoinform.ru/article/HSC-feed.htm

45. Создание ЧПУ программ - http://www.bzt-cnc.ru/dannie_cnc.html

46. http://slovari.yandex.ru/~KHHrH/HonaTHHKOB/OnTHManw^ траектория/

47. Научно-технический вестник - http://www.vntr.ru/ftpgetfile.php?id=584

48. http://www.sensoren.ru/catalogue/datchiki_uglovih_peremeschenii_enkoderi/

49. Руководство по эксплуатации прибора оценки точности отработки окружности. QC 10 ballbar user guide. Ballbar 5 YPS software. Version 5.06. Reni-shaw pic.

50. Renishaw - http://www.renishaw.ru/ru/system-software-for-qcl0--6817

127

51. Tony Schmitza and John Ziegert Dynamic evaluation of spatial CNC contouring accuracy. Precision Engineering Volume 24, Issue 2, April 2000.

52. Серков H.A., Мерзляков A.A., Никуличев И.В. Исследование и оценка жесткости многокоординатных машин с ЧПУ по отклику на силовое ступенчатое воздействие. - В кн. Сб. докладов международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении», Москва. - 2012. - С. 406-411.

53. Серков Н. А., Мерзляков, А. А. Никуличев И. В. Исследование и оценка статической и динамической жесткости многокоординатных машин с ЧПУ. -В кн. Сб. трудов X Международного научно-технического форума «ИННОВАЦИЯ, Экология и РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ (ИнЭРТ-2012)», — Ростов н/Д: ИЦ ДГТУ. - 2012. — С. 345-350, [Электронный ресурс] http://static.dstu.edu.ru/inert-2012.shtml (дата обращения: 19.11.2012).

54. Серков H.A., Шлесберг И.С., Никуличев И.В. Особенности построения 5-ти координатных станков с ЧПУ. - В кн. Научные труды Международной научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы и современные технологии в машиностроении» - М.: Машиностроение. - 2010. - С. 95-102.

55. Серков H.A., Никуличев И.В. Методы и средства измерения первичных отклонений звеньев механизмов несущей системы много координатных станков с ЧПУ // Проблемы машиностроения и автоматизации - 2012. - № 2. - С. 4351.

56. Никуличев И.В., Серков H.A. Влияние системы охлаждения на точность позиционирования многоцелевого станка модели МС-ЗООМ // Вестник МГТУ «Станкин» - 2012 (22). - № 3. - С. 77-82.

57. И.В.Никуличев, Н.А.Серков, А.В.Коваленко, И.С.Шлесберг. Влияние охлаждения на точность позиционирования многокоординатного станка МС-300 // Авиационная промышленность - 2013. - №1. - С. 33-38.

58. Никуличев И. В., Шлесберг И. С., Серков Н. А. Исследование жесткости станков с чпу по отклику на силовое воздействие // Научное обозрение -2013. -№1. -С.124-128.

Приложение 1. Результаты контроля параметров

5-координатного станка МС-300

Номер по- Наименование проверки Допуск по тех- Достигнутые

верки ническим условиям, мкм значения, мкм

ГЕОМЕТРИЧЕСКАЯ ТОЧНОСТЬ СТАНКА

4.3.2 Плоскостность рабочей поверхности планшайбы поворотного стола, (выпуклость не допускается) 8 4.8 (вогнутость)

4.3.3 Прямолинейность траектории перемещения салазок в плоскости в плоскости УХ стойки в плоскости ХУ в плоскости YZ лпиндельной бабки в плоскости XZ в плоскости YZ 5 4.5 0.5 2.8 4.75 3.0 2.0

4.3.4, Постоянство углового положения 2.5 " 2.3"

4.3.5 салазок (X) вокруг оси X вокруг оси У вокруг оси Z стойки (У): вокруг оси X вокруг оси У вокруг оси Z бабкивокруг оси X вокруг оси У 1.3"-2.6"(в за-висимосги от У) 1.7" 3.8" 2" 1" 2.1" 1.7"

4.3.6 Радиальное биение конического отверстия шпинделя

1) у торца шпинделя 4 3

2) на расстоянии Ь = 150мм 8 5

4.3.7 Осевое биение шпинделя 3 1

4.3.8 Радиальное биение поверхности центрирующего отверстия планшайбы поворотного стола. 8 5

4.3.9 Радиальное биение оси вращения планшайбы поворотного стола 8 4

4.3.10 Торцевое биение рабочей поверхности планшайбы поворотного стола 8 6

4.3.11 Параллельность рабочей поверхности планшайбы поворотного стола траектории перемещения салазок стойки 8 5 5

4.3.12 Перпендикулярность траектории перемещения шпиндельной бабки к направлению перемещения салазок (плоскость XOZ) к направлению стойки (пл. YOZ). 8 3.5 5

4.3.13 Перпендикулярность траектории пе- 8 6

ремещения стойки к направлению пе-

ремещения салазок (плоскость ХОУ).

4.3.14 Параллельность оси вращения шпин- 6 мкм на длине 4.5

деля направлению перемещения 300 мм.

шпиндельной бабки

4.3.15 Перпендикулярность оси вращения 10 мкм на длине

шпинделя к направлению перемеще- 300 мм

ния салазок (ось X) 3

и стойки (ось У). 8

4.3.16 Непересечение осей вращения план- 10 6

шайбы поворотного стола (ось С) и

его корпуса (ось В).

4.3.17 Точность линейного позиционирова- 1)6, 1) А = 4,2,

ния салазок (X) 2) 1.6, 2) Вшах = 1,6,

стойки (У) 3)4, 3) АТ = 3,4,

шпиндельной бабки (Ъ): 4)2. А| = 3,6,

4) Я! = 1,8,

1)точность двухстороннего позицио- итттгчгмэ я т_гтд сг Д • Я | = 2,2.

А л Л 2 2)максимальная зона нечувствитель- 1) А = 6,5,

ности, Вшах; 2) Вшах = 0,7,

3)точность одностороннего позицио- 3) А| = 5.5,

нирования, АТ, А],; А| = 5.7

4)повторяемость одностороннего по- 4) ЯТ =3.2,

зиционирования, ЯТ, ВЦ. ГЦ =2.6.

(аналогично, для пунктов 4.3.18. и

4.3.19) 1) А = 6.2,

2) Вшах = 1.8,

3) АТ = 4.9,

А| = 5.7,

4) ЯТ = 3.6,

Я| = 4.8.

4.3.18 Точность углового позиционирования 1) 6", 1) А = 4.0",

планшайбы поворотного стола (С): 2) 1.5", 2) Вшах = 1.0",

3) 5", 3) АТ = 3.6",

4) 2". А| = 2.4",

4) ЯТ = 3.5",

Я| = 2.3".

4.3.19 Точность углового позиционирования 1) 6", 1) А = 6.2",

корпуса поворотного стола (В): 2) 1.5", 2) Вшах =1.0",

3) 5", 3) АТ = 5.1",

4) 2". А| = 5.9",

4) ЯТ = 1.6",

Я|=1.0".

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ОАО Н И А Т

¡тшшшшшшшшяяшяшшяшшшшяшшшшшшшшшшшяшшшшшшшшшшшл

127051 Москва, Петровка, 24

№ /3 02 " Тел: [phone]; факс [phone]

УТВЕРЖДАЮ:

Генеральный директор ОАО «Национальный институт авиационных технологий», доктор техн. РАН

ин О.С.

м.п.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационной работы Никуличева Игоря Викторовича

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационной работы Никуличева Игоря Викторовича «Повышение точности 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ на основе разработанных методов измерения геометрических отклонений», представляемой на соискание ученой степени кандидата технических наук, внедрены и использованы на 5-координатных станках МС-300, применяемых в опытном производстве ОАО НИАТ.

Научные результаты Никуличева И.В. актуальны, имеют большое практическое значение и внедрены в виде новых методик экспериментальных исследований и анализа погрешностей несущей системы станка на стадии калибровки (в том числе, отклонений от непересечения осей угловых координат его узлов), позволивших повысить точность 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ.

Использование результатов диссертационной работы позволило повысить эффективность измерений первичных отклонений звеньев механизмов несущей системы 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ в условиях опытного и мелкосерийного производства ОАО НИАТ, сократить время подготовки и проведения юстировки и отладки. Работы по повышению точностных

ихунов В.В.

характеристик 5-координатных многоцелевых станков с ЧПУ проводились из собственных средств ОАО НИАТ по плану развития научно-технической базы института.

Первый заместитель Генерального директора, д.т.н.

Начальник научно-исследовательского сектора центра технологий и оборудования механической обработки, к.т.н.

Финансовый директор

(^ЖсёЗ^оЬ Коваленко А.В.

Денисова Е.А.

\ I