Повышение точности токарной обработки автоматизированной коррекцией управляющих программ по трансформированной CAD-модели маложесткой заготовки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Темпель Юлия Александровна

• Темпель Юлия Александровна
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Темпель Юлия Александровна

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СРЕДСТВ И СПОСОБОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

1.1 Факторы, оказывающие влияние на точность механической обработки на станках с ЧПУ

1.2 Способы и средства автоматизированного управления технологическими процессами и обеспечения точности обрабатываемой поверхности заготовок малой жесткости

1.3 Цель и задачи исследования

2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ ПОСРЕДСТВОМ ПРОГРАММНОЙ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ

2.1 Построение математической модели формообразования поверхности детали

2.2 Компьютерная модель и алгоритм процесса учета погрешности формообразования поверхности детали кромкой режущего инструмента

2.3 Выводы по разделу

3 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА РЕАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК МАЛОЙ ЖЕСТКОСТИ ПУТЕМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА, ВКЛЮЧАЮЩЕЙ ВНЕСЕНИЕ КОРРЕКЦИЙ В САБ-МОДЕЛЬ С УЧЕТОМ ПОГРЕШНОСТЕЙ

3.1 Моделирование процесса резания и алгоритм его реализации путем автоматизированной технической подготовкой производства, включающей внесение коррекций в САБ-модель с учетом погрешностей, моделируемых в САПР

3.2 Алгоритм подготовки управляющей программы для станков с ЧПУ в системе «чертеж - трансформируемая САБ-модель - готовая деталь»

3.3 Выводы по разделу

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МЕТОДИКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Постановка задачи экспериментальных исследований. Описание объекта исследования

4.2 Обработка и анализ полученных результатов эксперимента

4.3 Выводы по разделу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение точности токарной обработки автоматизированной коррекцией управляющих программ по трансформированной CAD-модели маложесткой заготовки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящий момент времени машиностроение имеет высокие предпосылки развития, включая процессы автоматизации производства и проектирования маложестких деталей. Более половины деталей машин являются телами вращения. Среди них до 12% - детали малой жесткости. К маложестким деталям относятся такие детали вращения, которые из-за диспропорции в конструктивных параметрах испытывают значительные упругие и пластические деформации, приводящие к нестабильности процесса резания. Например, тонкостенные детали класса -втулка с отношением длины к диаметру равным 3 и выше и с толщиной стенки от 4 мм и менее, а также с учетом материала, относящегося к маркам нержавеющих (коррозионно-стойких) сталей. Поэтому существует необходимость в обеспечении высоких требований в отношении геометрической формы, взаимного расположения поверхностей, конструкторских размеров и качества обработки поверхности.

В связи с этим, повышение точности механической обработки и обеспечение качества обрабатываемой поверхности с одновременным снижением затрат - одна из актуальных тем в области автоматизации производства и технологии машиностроения.

Основная трудность при обработке рассматриваемых деталей связана с достижением требуемых параметров точности формы, размеров и качества поверхности. Низкая внутренняя жесткость и относительно низкая жесткость вала по сравнению с жесткими узлами станка вызывают вибрации при определенных условиях. Производственный опыт показывает, что применение на практике традиционных способов обработки и имеющихся автоматизированных средств недостаточно результативно для проектирования и разработки деталей малой жесткости. Причем их производство с использованием имеющихся методов и способов обеспечения качества обусловлены сопровождением высоких материальных затрат,

трудоемкостью и недостаточной производительностью. В соответствии с выше представленным, недостаточность современных прогрессивных технологий, позволяющих обеспечить такое управление ходом технологического процесса, которого было бы необходимо для повышения точности обработки с минимальными ресурсными затратами, является проблемой, которая требует решения.

Объект исследования - технологический процесс изготовления маложестких деталей на станках с числовым программным управлением.

Предмет исследования - средства и алгоритмы обеспечения точности формообразования поверхности маложестких деталей при реализации технологических процессов на станках с ЧПУ.

Целью работы является повышение точности процесса токарной обработки тел вращения на станках с ЧПУ на основе автоматизированной подготовки скорректированной управляющей программы по трансформируемой CAD-модели маложесткой заготовки, учитывающей погрешности, возникающие в зоне резания.

Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд следующих задач исследования:

1) анализ средств и способов автоматизированного управления технологическими процессами изготовления маложестких заготовок с целью повышения точности металлообработки;

2) разработка математической модели технологического процесса формообразования объекта для исследования взаимного перемещения и геометрического положения инструмента и обрабатываемой поверхности;

3) разработка алгоритма реализации процесса обработки заготовок малой жесткости путем автоматизированной технической подготовкой производства, включающей внесение коррекций в CAD-модель с учетом погрешностей, моделируемых в САПР, с применением CAD/CAM систем SolidWorks Simulation и Autodesk Inventor и обеспечивающей достижение требуемых параметров точности, заданных конструкторской документацией;

4) проведение экспериментальной проверки предлагаемой методики технической подготовки производства за счет автоматизированной коррекции управляющей программы по трансформированной CAD-модели маложесткой заготовки.

Методы исследования. Теоретическое основание изучения составили научные положения и выводы, которые сформулированы в работах российских и иностранных научных работников в теории резания металлов, технологии машиностроения, автоматизации и управления технологическими процессами. А также при выполнении работы использованы совокупность приемов вычислительной математики, математического моделирования, матричного анализа, методы оценки точности технологической операции - опытно-статистические методы при анализе результатов эксперимента.

Экспериментальные исследования проводились с использованием CAD/CAM систем SolidWorks Simulation, Autodesk Inventor и Siemens NX, токарного центра SMTCL CAK50135, токарного станка с ЧПУ TRENS-520 система Simens-840, токарного станка с ЧПУ MASTURN 1500 система Heidenhain, токарного станка с ЧПУ GOODWAY GS-3600 система FANUK-0i, координатно-измерительной машины. Обработка экспериментальных данных исследования выполнена с использованием статистических методов в программе Microsoft Excel.

Содержание диссертационной работы соответствует требованиям паспорта научной специальности 2.3.3. (05.13.06) Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность) в части областей исследования: п.1 «Автоматизация производства заготовок, изготовления деталей»; п. 4 «Теоретические основы и методы математического моделирования объектов управления»; п. 16 «Теоретические основы, методы и алгоритмы построения диалоговых подсистем, включенных в АСТПП».

Научная новизна диссертации включает в себя:

1) алгоритм автоматизированного формирования управляющих программ для станков с ЧПУ на основе трансформированной CAD-модели заготовки на этапе технической подготовки производства (п. 16 паспорта научной специальности 2.3.3), отличающийся тем, что имеется возможность оценить деформации до процесса металлообработки;

2) методика технической подготовки производства, включающая автоматизированную коррекцию управляющей программы по трансформируемой CAD-модели маложесткой заготовки (п. 1 паспорта научной специальности 2.3.3), отличающаяся тем, что не требуется оперативной коррекции режимов обработки и внесения конструктивных изменений в технологическое оборудование;

3) математическая модель технологического процесса формообразования объекта (п. 4 паспорта научной специальности 2.3.3), отличающаяся тем, что позволяет более точно учесть геометрию детали.

Результаты, выносимые на защиту:

1) алгоритм управления технической подготовкой производства маложестких деталей путем автоматизированной подготовки скорректированных управляющих программ по трансформированной CAD-модели и применения CAD/CAE/CAM-систем с учетом разработанного информационного обеспечения;

2) алгоритм расчета величины деформационных отклонений, возникающих от упругих силовых воздействий в процессе резания маложестких заготовок на основе проведенного математического моделирования формообразования поверхности, адекватность которого доказана на основе натурных экспериментов;

3) алгоритм подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ на основе трансформированной CAD-модели заготовки с учетом применения автоматизированных средств и CAE/CAM систем;

4) методика технической подготовки производства, включающая подготовку управляющих программ и автоматизированную коррекцию СЛО-модели заготовки при изготовлении маложестких деталей, с учетом выявленных деформационных отклонений.

Практическая значимость и реализация работы:

1) практическая методика технической подготовки производства, включающая предложенный алгоритм автоматизированного формирования управляющих программ для станков с ЧПУ на основе трансформируемой CAD-модели заготовки и алгоритм учета упругих перемещений маложестких заготовок при токарной обработке на станках с ЧПУ;

2) информационное обеспечение подсистемы АСТПП в виде конкретных величин пространственных отклонений от силовых упругих деформаций и их влияния на параметрическую СЛО-модель заготовки, которые позволяют автоматизировать коррекцию управляющей программы для минимизации погрешностей обработки.

3) результаты диссертационного исследования приняты к внедрению на ООО «Завод геологоразведочного оборудования и машин» (ООО «ГРОМ»), г. Тюмень (Приложение А). Изготовлены опытные образцы деталей по предлагаемой методике, получен экономический эффект, в виде сокращения издержек на брак на 1 2%.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на конференциях и конкурсах различного уровня при очном и заочном участии: Международная молодежная НПК «Реальность -сумма информационных технологий» (г. Курск, 2016 г.), Международная НПК молодых исследователей им. Д.И. Менделеева (г. Тюмень, 2016, 2017 г.), Конкурс «Вопросы развития науки - 2017» (г. Краснодар, 2017 г.), Международная НПК «Инновационное развитие горно-металлургического комплекса» (г. Алматы, 2017 г.), Международный научно-технический форум «Первые международные Косыгинские чтения» (г. Москва, 2017 г.), Всероссийский форум научной молодежи «Богатство России» (г. Москва, 2017г.), Международная НТК «Новые технологии-нефтегазовому региону»

(г. Тюмень, 2017 г., 2020 г.), Международная НТК «Современные направления и перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении» (1СМТМТЕ) (г. Севастополь, 2017 г., 2018 г.), Международная НПК «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: 1РБМ-2017» (г. Санкт-Петербург, 2017 г.), Международная НПК «Современное развитие России через призму научных исследований» (г. Санкт-Петербург, 2018 г.). Также основные положения по исследованию представлены на заседании научно-технического семинара «Ресурсосберегающие технологии в машиностроении», Ульяновский государственный технический университет (Протокол №400 от 29.11.2019 г.).

Публикации. Основные результаты исследования опубликованы в 29 работах, в том числе 5 - в изданиях из «Перечня...» ВАК, 2 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, четыре раздела, заключение, список литературы (88 источников) и четыре приложения. Объем диссертации составил 154 страницы с содержанием 13 таблиц, 35 рисунков.

1 АНАЛИЗ СРЕДСТВ И СПОСОБОВ

АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ МЕТАЛЛООБРАБОТКИ

Техническая подготовка производства (ТПП) традиционно состоит из прикладных научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских работ, конструкторской, технологической и организационной подготовок производства, а также включает опытные работы и освоение нового производства. Основное направление деятельности предприятий машиностроения на современном этапе автоматизации производственных и технологических процессов является обеспечение реализации выше перечисленных этапов ТПП с наименьшими ресурсными затратами с одновременным повышением производительности производства при освоении нового производства и обеспечения качества выполняемых работ.

Для целенаправленного воздействия на процессы технической подготовки производства в настоящее время на предприятиях применяются разнообразные системы автоматизированного управления (АСУ) и проектирования (САПР).

В условиях острой конкуренции машиностроительных предприятий и тенденцией многономенклатурного производства экономическая эффективность предприятия определяется в основном качеством технологического проектирования. Одним из инструментов обеспечения данной задачи является применение компьютерных технологий, реализующихся в виде программных продуктов, предназначенных для автоматизации управления производством, технологической и конструкторской подготовки производства, организационной подготовки, математического моделирования процессов и объектов машиностроения, моделирования, конструирования и проектирования изделий, а также управления инженерными данными, автоматизации документооборота.

На сегодняшний момент помимо многономенклатурного производства, машиностроение характеризуется ростом количества маложестких, тонкостенных деталей, которые сложно поддаются обработке из-за ряда факторов, действующих в процессе металлообработки.

При реализации механической обработки заготовок малой жесткости, возникающие силы резания, негативно сказываются на формообразование поверхности, поскольку возникают деформации. Поэтому образуются погрешности обработки, которые влияют на точность при соблюдении допуска формы, допуска взаимного расположения поверхностей и допуска на размер.

1.1 Факторы, оказывающие влияние на точность механической обработки на станках с ЧПУ

Внедрение станочного оборудования с ЧПУ сопровождается решением ряда задач, которые связаны с необходимостью повышения квалификации сотрудников, применением более современных и прогрессивных технологий, а также соблюдения принципов концентрации технологических операций и гибкости производства и так далее [1].

Кроме того, увеличение параметров производительности технологических процессов, качества и точности выпускаемой продукции для современного производства является одной из сложных задач, решение которой предполагает рассмотрение комплекса вопросов, связанных с точностью производственного оборудования [2].

А повышение точности металлообработки является одним из наиболее актуальных вопросов в технологии машиностроения и автоматизации производства, и одним из приоритетных направлений деятельности машиностроительного производства.

Представленная проблема может быть решена, если производство рассматривать как единое системообразуещее звено, включающее в себя следующие элементы: сотрудников, технологическое оснащение, оборудование, предметы труда, целенаправленное воздействие, проверку. Каждый из элементов вышеописанной системы направлен на уменьшение несоответствий, возникающих при реализации производственных процессов, и которые значительно оказывают воздействие на степень соответствия действительных размеров, формы, взаимного расположения поверхностей, установленным требованиям. Как следствие, совокупность данных факторов и их качественная реализация оказывает влияние на ожидание потребителей и их удовлетворенность, а в целом на конкурентоспособность предприятия машиностроения.

Основные факторы, которые значительным образом оказывают влияние на качество и точность обработки на станках с ЧПУ, представлены на рисунке 1.1 [1, 2, 3] в виде диаграммы причинно-следственных связей (Исикавы).

Многие отечественные авторы [например,4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11] считают критическим влияние погрешностей на обработку, вызванных силами резания, тепловыми явлениями, износом режущего инструмента, которые приводят к изменению формы и пространственного положения, как исполнительных органов станка, так и обрабатываемой заготовки [9, 12, 13].

Ниже представлены основные параметры, которые влияют на качество металлообработки.

Точность станочного оборудования

В данном случае под точностью станочного оборудования понимается степень приближения выполненного перемещения режущего инструмента относительно заготовки к его заданной траектории, которая определяется элементами управления и конструктивными особенностями станочного оборудования. Известно, что на точность элементов управления влияют

погрешности программирования (см.рис.1.1 (1)), а также влияние радиуса скругления при вершине режущей кромки инструмента (см.рис.1.1 (2)). Рассмотрение конструктивных особенностей станка позволяет выделить основные элементы, которые в больше степени влияют на точность обработки, среди них привод, механизмы подачи и позиционирования рабочих органов станка. Погрешность привода станка определяется точностью системы программного управления (см.рис.1.1 (3)) и конструкцией привода подач рабочих органов станка (см. рис. 1.1 (4)). Погрешность позиционирования рабочих органов станка возникает в результате нестабильности сил (см. рис.1.5 (5)) и моментов трения в направляющих при пуске и остановке станка (см. рис.1.1 (6)) [7,14,15].

Рисунок 1.1 - Основные факторы, которые оказывают влияние на качество и

точность обработки на станках с ЧПУ

На наибольшее значение суммарной погрешности среди выше представленных факторов оказывают эксплуатационный срок станка, который влияет на его износостойкие характеристики, образуемых силовым,

тепловым и вибрационным воздействием в процессе резания. Составляющие сил резания возникают при реализации воздействия режущего инструмента относительно предмета труд, и всегда влияют на качество поверхности. Составляющие сил резания ведут к деформационным отклонениям как элементов технологического оборудования, инструментальной техники, так и к деформациям заготовки. Главным направлением развития уменьшения образования погрешностей от перечисленных факторов - обеспечение жесткости базовых узлов станка [1,16,17].

Тепловые явления в станочном системе образуется и при стружке, и при внутреннем нагреве станка от его элементов, а также влияние внешних факторов: влажности и температуры воздуха помещения, где реализуется эксплуатация станка. Вышеперечисленное приводит к деформационным отклонениям от теплового воздействия на элементы технологической системы. Решение данной проблемы основано на применении смазочно-охлаждающих технологических сред и поддержании нормальных условий функционирования оборудования данного рода в производственных помещениях.

Вышеуказанные факторы, которые влияют на заготовку в итоге приводят в процессе эксплуатации изделия к изменениям микроструктуры и остаточных напряжениям, которые негативно сказываются на эксплуатации изделия в реальных условиях по назначению.

Качество режущего инструмента (РИ) как один из факторов, определяющих точность обработки на станках с ЧПУ

Поскольку одной из инноваций является применение станков с ЧПУ, как одного из средств автоматизации технологических операций, то к качеству режущего инструмента предъявляются высокие требования, как к главному инструменту, обеспечивающему точность обработки предметов труда. Значительное влияние в данном случае оказывают базирование поверхности элементов инструмента и поверхности, подлежащей обработки,

а также режущая часть режущего инструмента и, соответственно, его износ. Расчетная траектория зависит, в частности, от геометрии режущей части инструмента, в связи с этим неудовлетворительное качество режущего инструмента из-за его износа приводит к возрастанию сил резания, и как следствие, шероховатости поверхности, вибрационным воздействия, и погрешности обработки.

В значительной мере важную роль играет такой критерий, как стойкость инструмента.

Для соблюдения стойкости необходимо учитывать рекомендации режимов резания, которые устанавливаются производителем. Внимание требует уделить в большей степени прерывистой обработке с переменной нагрузкой, так как при ней возникает больше всего проблем. Данный вид обработки ориентирован на резание с непостоянной величиной нагрузки в сечении срезаемого слоя. Так как изменение нагрузки и сил резания приводят к вибрациям, увеличению шероховатости поверхности и сокращению точности размеров. Кроме того, происходит быстрое изнашивание режущей кромки инструмента и снижение его стойкости. Так же можно отметить, что снижение стойкости инструмента с такими факторами, как структура материала, внутренние напряжения и многое другое.

В соответствии с представленными факторами, можно сказать, что это всё приводит к сокращению выпускаемой продукции, надлежащего качества и производительности предприятия в целом.

Для решения данной проблемы необходимо рассматривать производственный процесс и его совершенствование, а также разработка и внедрение новых средств и методов, инструментов из твердых сплавов, а так же рассмотрение показателей качества режущего инструмента, центральными из которых являются надежность и работоспособность.

Влияние технологии производства и особенностей выбора заготовки на качество обработки

Следующие факторы: закрепление предмета труда, его установка, технология машиностроения, материал заготовки, материал режущей части инструментальной техники, геометрические параметры предмета труда оказывают значительное влияние на производительность и качество металлообработки.

Параметры качества и производительности механической обработки непосредственно связаны с методами и средствами по обработке поверхностей, качеством материала, размерами и конфигурацией заготовки.

В большей степени влияние на неточности, которые возникают при механической обработке оказывают погрешности позиционирования предмета труда, включающие погрешности базирования (см. рис.1.1 (7)), и погрешность установа, которая возникает от колебания величины усилия закрепления (см. рис. 1.1(8)) и качества поверхностного слоя заготовки (см. рис.1.1 (9)) [2, 7,18]. Уменьшение воздействия данных погрешностей может быть реализовано за счет соответствующей настройкой станка, а также за счет предварительной обработки установочных поверхностей заготовки.

Для эффективного и результативного использования станочного оборудования с числовым программным управлением необходимо учитывать требования по выбору детали и ее способа обработки на рассматриваемых станках.

Во-первых, обработке на станке с ЧПУ, главным образом подлежат предметы труда, которые имеют сложные конструктивные параметры, и для обработки которых на универсальных станках потребовалось бы специальное приспособление, фасонный режущий инструмент. Во-вторых, необходимо учесть принцип механических операций при использовании станков с ЧПУ, то есть возможность выполнения нескольких технологических операций, как сложную операцию на одном рабочем месте. В-третьих, при реализации

технологического процесса необходимо обеспечить максимальное количество применяемого режущего инструмента. В-четвертых, наладку станка на размер производить до начала механообработки, а не непосредственно, в процессе работы станка.

Кроме того, припуски под обработку, если есть такая возможность должны быть минимальными, поскольку иначе необходимо проводить черновую обработку на универсальном оборудовании, что приводит к увеличению машинного времени и увеличивает сроки технической подготовки производства.

В связи с выше сказанным, несмотря на то, что станки с ЧПУ обеспечивают высокие технологические возможности и качество обработки, не следует пренебрегать рекомендациями по выбору заготовок, подлежащих обработке на данном оборудовании для наиболее эффективного и результативного его использования.

Условия эксплуатации станков с ЧПУ

Работоспособное состояние станочного оборудования во многом определяется условиями его эксплуатации. Условия эксплуатации обусловлены применением оптимизированных режимов обработки для конкретного типа деталей, соблюдением рекомендательных требований производителей при использовании такого рода станков. Среди таких требований оптимальная влажность и температура воздуха в производственном помещении, где установлено станочное оборудование. Также не стоит забывать и про случайный фактор возникновения погрешности обработки, связанный с компетентностью и квалификацией сотрудников.

В связи с выше сказанным, анализ факторов, которые оказывают значительное влияние на точность формообразования поверхности деталей при металлообработке на станках с ЧПУ, были выделены износ станочного оборудования и режущего инструмента, технология машиностроения,

условия соблюдения технологической дисциплины и требований эксплуатации станков с ЧПУ. Аналитической обзор позволяет выделить приоритетные направления развития для решения выше обозначенных проблем, и обеспечить точность поверхностей обрабатываемых заготовок на станках с ЧПУ, как одного из средств автоматизации технологических операций.

1.2 Способы и средства автоматизированного управления технологическими процессами и обеспечения точности обрабатываемой поверхности заготовок малой жесткости

Более половины деталей машин являются телами вращения. Среди них до 12% - детали малой жесткости. Они характеризуются диспропорцией в габаритных размерах и низкой жесткостью в определенных сечениях и направлениях. Поэтому существует необходимость в обеспечении высоких требований в отношении геометрической формы, взаимного расположения поверхностей, конструкторских размеров и качества обработки поверхности.

Основная трудность при обработке рассматриваемых деталей связана с достижением требуемых параметров точности формы, размеров и качества поверхности. Низкая внутренняя жесткость и относительно низкая жесткость вала по сравнению с жесткими узлами станка вызывают вибрации при определенных условиях.

В соответствии с анализом литературных источников и патентному поиску можно выделить несколько методов и способов обеспечения точности металлообработки маложестких деталей [19], на рисунке 1.2 представлены основные направления и представители, изучающие данную проблему.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Темпель Юлия Александровна, 2021 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Темпель Ю.А. К вопросу о технологических возможностях и особенностях обработки заготовок на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Международная научно-практическая конференция молодых исследователей им. Д. И. Менделеева: материалы конференции. - Тюмень: ТИУ, 2016 - 486 с.

2. Темпель Ю.А. Обзор факторов, влияющих на качество и точность механической обработки на станках с числовым программным управлением / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Т. 1 / отв. редактор А. Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2016. - 438 с.

3. Темпель Ю.А. Факторы, оказывающие влияние на качество и геометрическую точность деталей при обработке на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Инновационное развитие горно-металлургического комплекса: сб. тр. Международной научно-практической конференции. -Алматы, 2017. - С. 144-146.

4. Кузнецов А.С. Технологическое обеспечение точности при обработке на станках с ЧПУ / А.С. Кузнецов, А.А. Дроздов // Современные проблемы науки и образования (Пенза). [Электронный ресурс] - №2, 2015. -с. 165-170. - Режим доступа. - URL: http:// Elibrary.ru.

5. Максимов Ю.В. К вопросу об обеспечении точности обработки на станках с ЧПУ // Ю.В. Максимов, А.А. Бекаев, М.А. Надольский, А.В. Прохоров // Известия Московского государственного технического университета (МАМИ, Москва). [Электронный ресурс] - Том2, №2(14), 2012. - с. 129-130. - Режим доступа. - URL: http:// Elibrary.ru.

6. Лысенко А.Ф. К оценке погрешности обработки деталей при интеллектуальном управлении станком / А.Ф. Лысенко, А.И. Изюмов, О.В. Гончаров // Вестник донского государственного технического университета (Ростов-на-Дону). [Электронный ресурс] - Том 14, №3(78), 2014. - с. 96-102. - Режим доступа. - URL: http:// Elibrary.ru.

7. Неизвестных А.Г. Анализ точности обработки деталей на станках с ЧПУ / А.Г. Неизвестных, Е.Г. Крылов // Известия Волгоградского государственного технического университета (Волгоград). [Электронный ресурс] - Том 4, №9(47), 2008. - с. 89-91. - Режим доступа. -

URL: http:// Elibrary.ru.

8. Некрасов Р.Ю. Повышение эффективности управления обработкой на станках, оснащенных системами ЧПУ класса PCNC / Р.Ю. Некрасов, Н.А. Проскуряков, У.С. Путилова У.С., Б.В. Барбышев, Д.А. Харитонов // Материалы VI научно-технической интернет-конференции с международным участием «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении». - Тюмень; Изд-во ТюмГНГУ, 2012. - С. 116119.

9. Некрасов Р.Ю. Структура и принципы работы интеллектуальной системы управления обработкой на станках с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, А.И. Стариков, И.В. Соловьев, О.В. Бекарева // Технология и материалы. - №4, 2015. - с. 41-48.

10. Некрасов Р.Ю. Диагностика деформаций и перемещений в технологических системах токарных станков с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, Р.Н. Раемгулов, У.С. Путилова // Новые технологии - нефтегазовому региону. Материалы 4-ой научно - практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых.- Тюмень: Издательство "Вектор Бук", 2005. - C. 16.

11. Системный подход к ротационному резанию при получениипорошковых материалов / В.Г. Шаламов, С.Д. Сметанин //Металлообработка. - 2013. - № 2. - с. 23-26.

12. Некрасов Р.Ю. Оперативная коррекция траекторий перемещений формообразующего режущего инструмента при обработке на станках с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, Н.А. Проскуряков, А.В. Смирнов, Б.В. Барбышев // Сборник статей Международной научно-технической конференции «Актуальные вопросы промышленности и прикладных наук». - Ульяновск: УлГТУ, 2004. С.-168.

13. Некрасов Р.Ю. Моделирование технологических переходов обработки на станках с ЧПУ с использованием ПЭВМ / Р.Ю. Некрасов, Р.Н. Раемгулов // Информационные технологии в образовательном процессе. Матер. обл. науч.-метод. конф.-Тюмень: Изд-во «Вектор бук», 2002. - С. 194196.

14. Некрасов Р.Ю. Моделирование технологических переходов обработки на станках с ЧПУ с использованием ПЭВМ / Р.Ю. Некрасов, Р.Н. Раемгулов // Информационные технологии в образовательном процессе. Матер. обл. науч.-метод. конф.-Тюмень: Изд-во «Вектор бук», 2002. - С. 194196.

15. Некрасов Р.Ю. Технологическое обеспечение размерной точности обработки в производстве нефтегазового оборудования / Р.Ю. Некрасов, Н.Ф. Коленчин, Ю.И. Некрасов, У.С. Путилова // Информационные технологии в образовательном процессе. Матер. обл. науч.-метод. конф.-Тюмень: Изд-во «Вектор бук», 2002. - С. 194-196.

16. Темпель Ю.А. Elementare werkzeuge der qualitatssicherung / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель //Кристаллы творчества: материалы докладов студенческой академии наук. Т. 2 / ТИУ; под общ. ред. Т. В. Семеновой. -Тюмень: ТИУ, 2016. - 219 с.

17. Темпель Ю.А. Качество режущего инструмента как один из факторов, определяющих точность обработки на станках с числовым программным управлением / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Металлообрабатывающие комплексы и робототехнические системы -

перспективные направления научно-исследовательской деятельности молодых ученых и специалистов: Сборник научных статей II Международной научно-технической конференции, Том 2, / редкол.: Гречухин А.Н (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск, 2016. 270 с

18. Темпель Ю.А. Особенности и факторы, оказывающие влияние на точность механической обработки на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Новые технологии - нефтегазовому региону: материалы международной научно-практической конференции. Т.2. - Тюмень: ТИУ, 2016.

19. Темпель Ю.А. Способы повышения качества обрабатываемой поверхности детали на станках с ЧПУ // Сборник материалов Международной научно-практической конференции молодых исследователей им. Д.И. Менделеева посвященной 10-летию Института промышленных технологий и инжиниринга. - Тюмень, ТИУ. - 2018. - с. 123124.

20. Исследование точности при обработке валов в центрах на токарных станках /Ж.А. Мрожек, Г.Ф. Шатуров, Э.И. Ясюкович, Д.Г. Шатуров // Вестник БНТУ. Серия Металлургия. Металлообработка. Машиностроение. -2006. - № 3. - С. 30-34.

21. Способы регулирования точности при обработке нежестких валов на токарных станках с ЧПУ / А.Л. Плотников, Ю.Л. Чигиринский, А.А. Шмаров, Д.С. Клюйков // Изв. ВолгГТУ. Серия «Прогрессивные технологии в машиностроении». Вып. 8: межвуз. сб. науч. ст. - Волгоград: ВолгГТУ. -2012. - № 13 (100). - C. 39-43.

22. Плотников, А.Л. Approach to ensure the required accuracy non-rigid shaft turning on numerical controlled machines / А.Л. Плотников, Ю.Л. Чигиринский, А.А. Жданов // Scientific Enquiry in the Contemporary World: Theoretical Bas^s and Innovative Approach : research articles. Vol. 4. Technical Sciences / ed. by A. Burkov. - Titusville (FL, USA), 2012. - P. 6-9.

23. Григорьев А.С. Практические аспекты разработки модуля диагностики и контроля режущего инструмента в системе ЧПУ / А.С. Григорьев, П.А. Никишечкин // Вестник МГТУ СТАНКИН. - 2013. - №4(27). - с. 65-70.

24. Григорьев А.С. Инструментарий системы ЧПУ для диагностики и прогнозирования износа режущего инструмента в реальном времени при токарной обработке / А.С. григорьев // Вестник МГТУ СТАНКИН. - 2012. -№1. - с. 39-43.

25. Пегашкин, В.Ф. Влияние технологических параметров на погрешность формы деталей: учеб. пособие / В.Ф. Пегашкин, Е.В. Пегашкина. - Нижний Тагил: НТИ (ф) УГТУ-УПИ, 2007. - 104 с.

26. Karabulut, A. Determination of diametral error using finite elements and experimental method / A. Karabulut // METALURGIJA. - 2010. - Vol. 49. -Iss. 1. - Р. 57-60.

27. Pisarciuc, C. The use of statistical process control to improve the accuracy of turning / C. Pisarciuc // 20th innovative manufacturing engineering and energy conference (IMANEE 2016). Ser. Materials Science and Engineering. - IOP Publishing Ltd, 2016. - Vol. 161. DOI: 10.1088/1757-899X/161/1/012011.

28. Accuracy Control in the Machining of Low Rigidity Shafts. Industrial and service robotics / A. Swic, D. Wolos, J. Zubrzycki et al. // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 613. - P. 357. DOI: 10. 4028/www. scientific. net/AMM. 613.357.

29. Ивановский С.П. Повышение точности программного управления технологическим оборудованием на основе построения и идентификации кинематических моделей. Дисс...к.т.н., 2004 г.

30. Иващенко А.П. Анализ способов повышения стойкости материалов режущих инструментов / А.П. Иващенко // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований - №12, 2015 - с. 389-392.

31. Иващенко А.П. Методы и средства контроля состояния режущего инструмента / А.П. Иващенко // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - Издательский Дом «Академия Естествознания», Пенза. - 2015. - №12-3. - с. 393-396.

32. Finite element and experimental studies of diametral errors in cantilever bar turning / A.V. Phan, L. Baron, J.R.R. Mayer, G. Cloutier // Applied mathematical modeling. - 2003. - Vol. 27, iss. 3. - pp. 221-232.

33. Кудряшов Е.А. Поиск оптимальных решений при проектировании процессов механической обработки / Е.А. Кудряшов, И.М. Смирнов, А.Е. Лебединский // Системы. Методы. Технологии - Издательство: Братский государственный университет (Братск. - №3(23), 2014 - с. 94-98.

34. Патент № 2417140, МПК В23В25/06, опубл. 27.04.2011.

35. Тугенгольд А.К. Система управления станком, обеспечивающая повышенную точность обработки / А.К. Тугенгольд, Е.А. Лукьянов, В.А. Герасимов // СТИН. - 1999. - №8. - с. 21-26.

36. Петраков Ю.В. Перспективи розвитку шформацшних технологш в машинобудуванш Украши // Вюник нащонального техшчного ушверситету Украши «КП1». №63, 2011. - С.258-264.

37. Шелихов Е.С. Автоматизация технологической подготовки производства нежёстких валов / Е.С. Шелихов, А.М. Черноусова // Научно-технический вестник Поволжья. - 2015. - №4. - С.148-150.

38. Шелихов Е.С. Программный комплекс для расчёта и исследования погрешности токарной обработки нежёстких заготовок / Е.С. Шелихов, А.И.Сердюк, А.М.Черноусова // Программные продукты и системы. - 2015.-№1. - С. 145 - 148.

39. Шелихов Е.С. Исследование факторов, влияющих на значение бочкообразности при токарной обработке нежёстких заготовок / Е.С. Шелихов, А.М.Черноусова, О.С.Ануфриенко // Фундаментальные исследования. - 2015. - №7. - С. 788 - 792.

40. Мостовой В.Д., Бирюков В.П. Моделирование и обоснование эффективности двухконтурной системы управления процессом токарной обработки с использованием быстродействующего исполнительного механизма // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2017. № 2 (22). С. 205-221.

41. Мостовой В.Д., Бирюков В.П. Компенсация взаимосвязи контуров управления поперечной и продольной подач на основе редуцированной модели токарной обработки // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2018. № 1 (25). С. 185-196.

42. Васильевых С.Л., Саитов В.Е. Исследование ветроустойчивости продольного точения нежестких валов // Международный журнал экспериментального образования. - 2012. - № 11. - С. 29-30.

43. Балакшин Б.С. К вопросу о точности машин. Повышение производительности труда и точности обработки металлов. // Мосстанкин. М., Машгиз. - 1953.

44. Темпель Ю.А. Обзор основных направлений оптимизации режимов резания / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Международная научно-практическая конференция молодых исследователей им. Д. И. Менделеева: материалы конференции. - Тюмень: ТИУ, 2016 - 486 с.

45. Темпель Ю.А. Научные исследования в машиностроении / Ю.А. Темпель, Я.М. Кухарева // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Международной НПК студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Т. 1 / отв. редактор А. Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 240-243 с.

46. Темпель Ю.А. Разработка математической модели и ввод коррекций в работу оборудования с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, У.С. Путилова, А.И. Стариков, Ю.А. Темпель, И.В. Соловьёв // Известия высших учебных заведений: Нефть и газ. - 2017. - №3. - С. 128-134.

47. Tempel Yu.A. Numerical studies to determine spatial deviations of a workpiece that occur when machining on CNC machines / R.Yu. Nekrasov, I.V. Solovyov, A.I. Starikov, O.A. Tempel // MATEC Web Conf. ICMTMTE. 2017. Vol. 129. doi: 10.1051/matecconf/201712901072.

48. Tempel Yu.A. Fuzzy Controllers in the Adaptive Control System of a CNC Lathe / N. A. Proskuryakov, R.Yu. Nekrasov, A.I. Starikov, I. V. Solov'ev, B. V. Barbyshev // Russian Engineering Research. 2018. Vol. 38. No. 3. pp. 220222. doi: 10.3103/S1068798X18030188.

49. Темпель Ю.А. Математическое моделирование управления точностью обработки заготовок на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Международная научно-практическая конференция молодых исследователей им. Д. И. Менделеева: материалы конференции. - Тюмень: ТИУ, 2017 - с. 163-165.

50. Темпель Ю.А. Способ компенсации пространственных отклонений заготовки, возникающих в процессе обработки на станках с ЧПУ / И.В. Соловьев, Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Новые технологии - нефтегазовому региону: материалы Международной НПК студентов, аспирантов, молодых ученых - Тюмень: ТИУ, 2017. - 242-243 с.

51. Темпель Ю.А. Математическое моделирование формообразования поверхности детали при обработке на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, И.В. Соловьев, О.А. Темпель // Сборник трудов Всероссийского форума научной молодежи «Богатство России» , Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 4-6 декабря 2017 г. - с. 138-139.

52. Темпель Ю.А. Математическое и конечно-элементное моделирование трансформации трехмерной модели / Ю.А. Темпель, И.В Соловьев // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно -энергетическом комплексе: материалы Международной НПК студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Т. 1 / отв. редактор А. Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 259-263с.

53. Темпель Ю.А. Математическое моделирование формообразования поверхности детали при обработке на станках с ЧПУ / Ю.А. Темпель, Я.М. Кухарева // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Международной НПК студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Т. 1 / отв. редактор А. Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 242-246 с.

54. Темпель Ю.А. Математическая модель формообразования поверхности вала при обработке на станках с ЧПУ // Всероссийская научно-практическая конференция «Мой шаг в науку» : материалы Всероссийской научно-практической конференции / отв. редактор О.А. Крылов. - Тюмень: ТИУ, 2018. - с. 127 - 130.

55. Темпель Ю.А. Численное и математическое моделирование, как средства обеспечения качества поверхности детали // Новые технологии -нефтегазовому региону: материалы Международной научно-практической конференции - Тюмень: ТИУ. - 2018. - с. 129-131.

56. Темпель Ю.А. Конечно-элементное моделирование воздействия составляющих силы резания на объект, подлежащий металлообработке // Новые технологии - нефтегазовому региону: материалы Международной научно-практической конференции - Тюмень: ТИУ. - 2018. - с. 124-127.

57. Ю.А. Темпель Численные исследования по определению пространственных отклонений заготовки, возникающих при обработке на станках с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, А.И. Стариков, Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Актуальные проблемы современного машиностроения. Научно-технический и производственный журнал «Обработка металлов. Технология. Оборудование. Инструменты»: материалы пятой международной научно-практической конференции - 2018. Том 5. № 1-2. с. 9-14.

58. Соловьев И.В. Применение метода конечных элементов для управления размерной точностью обработки деталей на станках с ЧПУ / И.В. Соловьев, Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Международная научно-

техническая конференция «Инновации и перспективы развития горного машиностроения и электромеханики: IPDM-2017. Сборник трудов. -Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский горный университет, 2017. - 378 с.

59. Литвин Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений / Ф.Л. Литвин. -Издательство: «Наука», - Москва, 1968. - с. 584.

60. Темпель Ю.А. Концептуальная модель управления геометрической точностью деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, Ю.А. Темпель // Обработка металлов. Технология. Оборудование. Инструменты. - 2019. - Т.21, №3. - С. 6-16.

61. Темпель Ю.А. Повышение точности обработки на станках с числовым программным управлением на основе компьютерного моделирования деформаций трехмерной модели детали / Р.Ю. Некрасов, Ю.А. Темпель, В.Е. Овсянников // Современные наукоемкие технологии. -2021. - №2. - С. 76-81.

62. Темпель Ю.А. Автоматизированная коррекция управляющих программ для станков с ЧПУ по трансформируемой CAD-модели маложесткой заготовки в рамках технической подготовки производства / Р.Ю. Некрасов, Ю.А. Темпель // Вестник МГТУ «СТАНКИН». - 2021. -№1(56). - С.33-38.

63. Темпель Ю.А. Методика автоматизированного обеспечения параметров точности деталей при обработке на станках с ЧПУ / В.Е. Овсянников, Ю.А. Темпель, Р.Ю. Некрасов, В.И. Васильев // Журнал «Вестник ПНИПУ. ЭИТСУ». - 2021. - №37. - С. 168-183.

64. Некрасов Р.Ю., Темпель Ю.А., Темпель О.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ «Программа по численному исследованию погрешности формообразования поверхности детали производящей кромкой режущего инструмента» №2019666470, 10 декабря 2019 г.

65. Некрасов Р.Ю., Темпель Ю.А. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ «Определение геометрических параметров

трансформируемой компьютерной модели детали 1.0» №7992 ОФЭРНиО, 05 марта 2021 г.

66. Tempel Yu. A. Precision CNC machining and ways to achieve it / R.Yu. Nekrasov, Ul.S. Putilova // MATEC Web Conf. ICMTMTE. 2018. Vol. 224. doi: https://doi.org/10.1051/matecconf/201822401048

67. Темпель Ю.А. Подход к управлению размерной точностью обработки заготовок на станках с числовым программным управлением / И.В. Соловьев, Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Современные задачи инженерных наук: сборник научных трудов Симпозиума «Современные инженерные проблемы базовых отраслей промышленности» Международного научно-технического Форума «Первые международные Косыгинские чтения (11-12 октября 2017 года). - М.: ФГБОУ ВО «РГУ им. А.Н. Косыгина», 2017. - 349с.

68. Косилова А.Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении: справочник технолога / А.Г. Косилова. - М.: Машиностроение, 1976. - 288 с.

69. Муселемов Х.М. Применение метода конечных элементов при расчете трехслойных балок / Х.М. Муселемов, О.М. Устарханов, И.А. Ферзалиев // Наука в цифрах. - 2016. - № 1. - с. 14-16.

70. Козинский В.С. Применение метода конечных элементов и тонкостенных трехслойных деталей из ПКМ в машиностроении / В.С. Кознский, М.С. Огурцов // Актуальные направления научных исследований: от теории к практике : материалы VII Междунар. науч.-практ. конф. -Чебоксары: ЦНС «Интерактив плюс», 2016. - № 1 (7). - с. 200-202.

71. Щуров И.А. Моделирование процесса резания заготовок из композитных материалов с применением метода конечных элементов / И.А. Щуров, И.С. Болдырев // Вестник Южно-уральского государственного университета серия «Машиностроение» - №12, 2012. с. 143-149.

72. ГОСТ 18878-73. Резцы токарные проходные прямые с пластинами из твердого сплава. Конструкция и размеры - Взамен ГОСТ 6743-61; введ. 1974-07-01. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2002. - 15 с.

72. Темпель Ю.А. Обзор информационных систем в области управления качеством продукции машиностроительных предприятий / Ю.А. Темпель, О.А. Темпель // Реальность - сумма информационных технологий: Сборник научных статей Международной молодежной научно-практической конференции, / редкол.: Разумов М.С (отв. редактор); Юго-Западный гос. ун-т, Курск, 2016. 275 с.

73. Общие машиностроительные нормативы стойкости режущего инструмента // Научно-исследовательское бюро технических нормативов (НИБТН). - М.: Машиностроение, 1959. - 678 с.

74. Сгибнев А.В. Выбор параметров технологических операций механической обработки на основе учета коэффициента вариации стойкости инструмента / А.В. Сгибнев, П.В. Круглов // Наука и образование. - 2014. -№ ФС77 - 48211. - с. 16-28.

75. Темпель Ю.А. Статистические методы определения надежности технологических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ // Энергосбережение и инновационные технологии в топливно-энергетическом комплексе: материалы Международной НПК студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов. Т. 1 / отв. редактор А. Н. Халин. - Тюмень: ТИУ, 2018. - 238-240 с

76. Сгибнев А.В. К оценке надежности операции механической обработки // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 1994. № 2. С. 28-32.

77. Сгибнев А.В., Шашурин В.Д. Надежность технологических систем. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. 68 с.

78. Красовский Г.И. Планирование эксперимента / Г.И. Красовский, Г.Ф. Филаретов. - Минск: БГУ, 1982. - с. 156.

79. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента / А.А. Спиридонов, Н.Г. Васильев. - Свердловск: Изд-во УПИ, 1975. - с. 147.

80. Силич А.А. Надежность в технологических системах: методические указания для самостоятельной работы по дисциплине «Надежность в технологических системах», 2 часть. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2012. - 31с.

81. Зайцев С.А. Нормирование точности: Учебное пособие / С.А. Зайцев, А.Н. Толстов, А.Д. Куранов. - М.: Изд. центр «Академия», 2004. -с. 256.

82. ГОСТ 27.202-83. Надежность в технике. Технологические системы. Методы оценки надежности по параметрам качества изготовляемой продукции. - Введ. -1984-06-30. - М.: ИПК Изд-во стандартов, 2002. - с. 95.

83. Третьяк Л.Н. Обработка результатов наблюдений: учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2004. - с. 171.

84. Губин В.И., Осташков В.Н. Статистические методы обработки экспериментальных данных: Учеб. пособие для студентов технических вузов.— Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2007.— 202 с.

85. Белозеров Б.П. Определение точности механической обработки деталей статистическим методом: практическое руководство/ Б.П. Белозеров, В.Я. Дурновцев. - 2-е изд., перераб. - Северск: СТИ НИЯУ МИФИ, 2010. -25 с.

86. Гуськов А. Н., Роговой С.В., Фомин В.А. Исследование точности механической обработки: Методические указания. - М.: МИИТ.2007. - а 20.

87. Проничев Н.Д. Технологические методы обеспечения надежности двигателей летательных аппаратов: учеб. пособие / Н. Д. Проничев, А. П. Шулепов// Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П. Королева (нац. исслед. ун-т). - Самара, 2011.

88. Иванов В.И. Технологическое обеспечение точности и математическое моделирование процессов механообработки в машиностроении / В.А. Иванов, В.В. Новоселов, Ю.И. Некрасов, Ю.И. Шаходанов : учеб.пособие. - Тюмень, ТюмГНГУ, 2001. - 194 с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

ЗАВОД ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И МАШИН

(ООО "ГРОМ")

ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТ ЬЮ

у п. Дружбы, д. 130. г. Тюмень, Россия, 825031, а/я 1590 тел/факс [phone], 47-25-90 тел. [phone] е-тмЫ: [e-mail]

ОКПО 05246800. ОГРН 1157232000694 ИНН/КПП 7203257283Г720301001 р/с 40702810955990010219 • 'Запсибкомбанк" (ОАО) г. Тюмень

к/С 30101810100000000639, БИК 047130639

от

Акт

внедрения результатов диссертационной работы

Настоящим актом подтверждается, что в производство ООО «ГРОМ» внедрены и используются следующие результаты диссертационной работы аспиранта кафедры технологии машиностроения ФГБОУ ВО «Тюменский индустриальный университет», Ю.А. Темпель.

При обработке на токарном центре БМТСЬ САК50135 корпусных деталей и деталей типа тел вращения используется алгоритм управления геометрической точностью обработки на станках с ЧПУ, основанный на математическом и конечно-элементном моделировании.

Технология обработки включает систему автоматизированного проектирования и управления процессами механообработки с использованием разработки управляющих программ станков с ЧПУ по САЭ-модели детали с заложенными погрешностями, возникающими от силовых деформаций, учет которых производится за счет построенной математической модели формообразования поверхности и конечно-элементного анализа.

Использование в производстве предлагаемого подхода, позволило стабильно обеспечить качество деталей, сократить среднеквадратическое отклонение, разброс действительных размеров в 1,5 раза, снизить трудоемкость механообработки за счет исключения дополнительных проходов режущего инструмента при обеспечении требуемой точности и сократить долю вероятностного процента брака в 1,6 раза.

Начальник ТО

Д.А. Новиков

Приложение Б Отчет по патентному поиску

Информация о поиске

Объект поиска: изобретения в области повышения качества обрабатываемой поверхности и оптимизации процесса резания.

Цель поиска информации: отбор релевантных документов для определения уровня техники исследуемого объекта

Наименование информационной базы: патентная база Роспатента (www.fips.ru)

В таблице 1 представлены материалы, отобранные для последующего анализа.

Таблица А. 1 - Патентная документация

Наименование Патентообладатель Номер патента/авторского свидетельства, публикация патента/авторского свидетельства Описание

1 Повышение стойкости режущего инструмента

1.1 Износостойкие покрытия и способы их нанесения

Способ получения многослойного покрытия для режущего инструмента Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный технический университет" 2558307 27.07.2015 Изобретение относится к способам нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Проводят вакуумно-плазменное нанесение многослойного покрытия. Сначала наносят нижний слой из нитрида соединения титана, хрома и ниобия при их соотношении, мас.%: титан 79,0-85,0, хром 9,0-11,0, ниобий 6,0-10,0. Затем наносят верхний слой из нитрида циркония. Нанесение слоев покрытия осуществляют расположенными горизонтально в одной плоскости тремя катодами, первый из которых выполняют составным из титана и хрома, второй -из циркония и располагают противоположно первому, а третий изготавливают составным из титана и ниобия и располагают между ними, причем нижний слой наносят с использованием первого и третьего катодов, а верхний слой - с использованием второго катода. Обеспечивается повышение работоспособности режущего инструмента

Способ получения износостойких покрытий на Ульяновский политехнический институт 1473372 27.05.1999 Способ получения износостойких покрытий на режущем инструменте, включающий очистку обрабатываемой поверхности ускоренными ионами

режущем инструменте материала расходуемого катода в вакууме и нанесение износостойкого покрытия распылением материала расходуемого катода в вакуумном дуговом разряде в среде реакционного газа, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости инструмента, в процессе нанесения износостойкого покрытия дополнительно распыляют катод из нержавеющей стали.

Способ повышения износостойкост и изделий из твердых сплавов Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования 2590433 10.07.2016 Изобретение относится к технологиям, обеспечивающим повышение износостойкости режущего, штампового инструмента, а также конструкционных изделий из твердого сплава за счет изменения состава и структуры их поверхностных слоев, и может быть

"Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") использовано для увеличения стойкости изделий к механическому и коррозионно-механическому износам. Способ диффузионного насыщения изделия из твердого сплава в легкоплавком свинцово-висмутовом расплаве включает проведение предварительной кратковременной высокотемпературной цементации изделия и последующее диффузионное насыщение его поверхности в легкоплавком свинцово-висмутовом расплаве, содержащем титан в растворенном состоянии и в который вводят кобальт в порошковом или компактном виде. Упомянутую цементацию проводят при температуре 1150-1300°С в течение 10-20 мин. Легкоплавкий свинцово-висмутовый расплав для диффузионного насыщения содержит компоненты при следующем соотношении, мас. %: свинец 38-48, висмут 50-55, титан 1-5 и кобальт 1-2. Обеспечивается повышение износостойкости и эксплуатационного ресурса изделий из твердых сплавов в условиях воздействия на них высоких контактных напряжений, а также производительности технологического процесса

Способ получения износостойкой поверхности металлов и их сплавов (варианты) Общество с ограниченной ответственностью Научно - производственное предприятие "Лазерно- плазменные технологии" 2445378 20.03.2012 Изобретение относится к комбинированным лазерно -плазменно-ультразвуковым технологиям, направленным на преобразование структуры приповерхностного обрабатываемого слоя металлов и их сплавов, а именно к способу получения износостойкой поверхности металлов и их сплавов (варианты). Способ по первому варианту включает образование в непрерывном оптическом разряде приповерхностной лазерной плазмы в парах металла.

Приповерхностную плазму образуют, с по меньшей мере, одним легирующим элементом, или элементами, плотность мощности лазерного излучения определяют из

* пл

с V,, < и:

1= ?,где Р ■ мощности лазерного

условия: р плотность

излучения, приводящая к плавлению V"

поверхности, Р - ПЛОТНОСТЬ мощности лазерного излучения, приводящая к образованию эрозионной плазмы и разрушению поверхности, и одновременно с лазерной плазмой на обрабатываемую поверхность воздействуют ультразвуком. Согласно второму варианту на обрабатываемую поверхность воздействуют кроме лазерной плазмы и ультразвуком. В качестве легирующего элемента или элементов используют углерод, или азот, или бор, или хром. В результате получают высокодисперсную структуру покрытия, снижается уровень напряженно- деформационного состояния поверхностного слоя, что приводит к получению высокоизносостойкой поверхности._

Многослойное покрытие на твердосплавный инструмент для обработки титановых сплавов и способ его получения

Федеральное

государственное

учреждение

Российский

научный центр

"Курчатовский

институт"

2415198 27.03.2011

Изобретение относится к вакуумной ионно-плазменной технике,

предназначенной для нанесения многослойных наноструктурированных покрытий на твердосплавный инструмент для обработки титановых сплавов и используемой для модификации поверхности инструмента в инструментальном производстве. Покрытие состоит из последовательно нанесенных на поверхность

инструмента адгезионного слоя состава где X, ц и V - массовые доли соответствующих металлов, значения которых выбраны в пределах от 0 до 1, а переходного слоя

состава где а, в и у -

массовые доли соответствующих нитридов, значения которых выбраны в пределах от 0 до 1; а+Р+у=1, при этом переходный слой содержит, по крайней мере, один нитрид металла, входящего в состав адгезионного слоя и наноструктурированного износостойкого слоя, состоящего из повторяющегося комплекса

нанослоевх№^5С^+е2^, где х, 5 и е - массовые доли соответствующих нитридов в каждом нанослое, значения которых выбраны в пределах от 0 до 1; Х+5+е=1, при этом первый нанослой, контактирующий с переходным слоем,

имеет одинаковый с ним состав. Улучшается качество инструмента с покрытием за счет высокой адгезии слоев между собой

1.2 Разработка рациональных конструкций режущих инструментов и режущих пластин

Режущая пластина Всероссийский научно- исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов 2063843 20.07.1996 Изобретение относится к области машиностроения, а именно - к режущим пластинам, применяемым для обработки металлов резанием в токарных резцах. Для повышения износостойкости в режущей пластине, выполненной в виде многогранника с передней и задней поверхностями, режущими кромками, упрочняющей фаской и стружколомающей канавкой, имеющей криволинейную форму в виде впадин и выступов, последние выполнены в виде параллельных прямых зубьев с постоянным шагом, наклоненных в направлении плоскости симметрии пластины под углом 40°-140° к режущей кромке, а образующая зуба наклонена к передней поверхности под углом 5°-45°, причем угол наклона образующей увеличивается от режущей кромки и имеет наибольшую величину на 0,2-0,5 ширины стружколомающей канавки.

Сборный режущий инструмент Тюменский государственный нефтегазовый университет 2076017 27.03.1997 Изобретение относится к металлообработке. Предложена конструкция сборного инструмента, в которой режущая пластина с отверстием закреплена в угловом гнезде корпуса посредством стержня со шляпкой и нажимного устройства, расположенного под углом к, стержню. В выполненном в корпусе глухом отверстии, ось которого пересекается с осью стержня и ориентирована в сторону угла гнезда в корпусе, установлен сухарь, имеющий угловой вырез, с которым контактирует наклонная поверхность помещенной в корпусе соосно со стержнем втулки, поджимаемой в осевом направлении крепящей резьбовой гайкой, установленной на конце стержня.

Режущая пластина Тюменский государственный нефтегазовый университет 2201316 27.03.2003 Изобретение относится к области металлообработки. Режущая пластина выполнена на основе многогранника с опорной поверхностью и криволинейными режущими кромками, образованными пересечением передней поверхности с боковыми поверхностями, состоящими из двух участков, один из которых выполнен плоским. Для повышения работоспособности и повышения площади обработки, производимой одной пластиной, второй участок боковых поверхностей имеет режущую

кромку, проекция которой на плоскость, параллельную опорной поверхности, выполнена в виде дуги, проходящей через вершину образующего пластину многогранника. Причем центр указанной дуги, вершина многогранника и точка пересечения дуги со стороной многогранника расположены в вершинах равностороннего треугольника. Образующая участка боковой поверхности с дуговой режущей кромкой может быть расположена под углом к опорной поверхности и лежит на поверхности конуса, ось которого проходит через центр дуги перпендикулярно опорной поверхности, а вершина расположена со стороны опорной поверхности, противоположной передней поверхности

Металлорежущи й инструмент Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет 2254211 20.06.2005 Изобретение относится к области обработки металлов резанием, в том числе труднообрабатываемых сталей и сплавов. Металлорежущий инструмент содержит корпус с прикрепленной к нему с помощью прихвата и винта режущей пластиной, соединенной с источником постоянного тока, под которой расположен изолированный от корпуса полупроводниковый слой. Для повышения стойкости он снабжен токоподводящей пластиной, установленной под полупроводниковым слоем и изолированной от корпуса, при этом полупроводниковый слой выполнен из смеси дисульфида молибдена с жидким стеклом, а электрическая цепь замкнута через прихват, винт и корпус

Сборный режущий инструмент Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет 24655 20.08.2002 Сборный режущий инструмент, в корпусе которого режущая пластина закреплена в угловом гнезде посредством стержня со шляпкой, а в отверстии корпуса размещена втулка с наклонной к оси стержня торцевой поверхностью, обращенной в сторону угла гнезда, расположенная соосно со стержнем, и гайка, установленная на резьбе, выполненной на конце стержня, отличающийся тем, что в отверстии корпуса дополнительно установлена втулка с возможностью смещения к оси стержня и взаимодействия с ним, причем наклонные к оси торцевые поверхности каждой из втулок контактируют

Сборный инструмент Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет 2240207 20.11.2004 Изобретение относится к области металлообработки, резанию металлов. Инструмент содержит корпус, в котором режущая пластина с отверстием закреплена в угловом гнезде посредством стержня со шляпкой и гайки, установленной на резьбе на конце стержня и контактирующей с торцом втулки, установленной в ступенчатом отверстии корпуса. Для повышения надежности за счет гарантирования направления усилия зажима режущей пластины в угол гнезда корпуса ось стержня смещена относительно оси отверстия в режущей пластине в направлении вершины углового гнезда, ступенчатое отверстие выполнено с участком, имеющим коническую поверхность. При этом торец втулки, противоположный торцу, контактирующему с гайкой, выполнен сферическим для осуществления контакта с указанной конической поверхностью ступенчатого отверстия со стороны, противоположной вершине углового гнезда. При этом во втулке возле ее сферического торца выполнен центрирующий по внутреннему диаметру поясок, контактирующий со стержнем

Режущий инструмент Новгородский государственный университет 2086361 10.08.1997 Изобретение относится к машиностроению, в частности к обработке металлов резанием. В режущем инструменте, состоящим из державки с режущим элементом в виде пластины, пластина выполнена с вставкой, выходящей на заднюю вспомогательную поверхность режущей пластины. Вставка выполнена из материала с более высокой интенсивностью газовыделения в процессе резания по сравнению с основным материалом пластины и установлена перпендикулярно передней поверхности пластины. Ширина вставки меньше длины допустимого максимального износа задней поверхности инструмента и высота вставки меньше или равна высоте пластины, но больше величины допустимого критического износа по вспомогательной поверхности. Расстояние между вершиной инструмента и правой гранью вставки меньше или равно длине допустимого максимального износа задней поверхности инструмента. Вставка может быть расположена параллельно основной оси инструмента. Режущий инструмент позволяет повысить точность обработки за счет обеспечения

возможности контроля величины износа режущего инструмента в течение всего процесса резания.

Режущий инструмент Чернавский Ф.Г. 2069123 20.11.1996 Предложен режущий инструмент, содержащей режущую пластину, установленную на подвижном элементе и закрепленную посредством выступа на державке и паза на подвижном элементе, а также посредством опорного и компенсационного элементов. Целью: расширение области его применения, а также снижение трудоемкости изготовления компенсационного элемента. Это достигается тем, что между режущей пластиной и опорным элементом расположен промежуточный элемент, а компенсационный элемент расположен между промежуточным и опорным элементами, компенсационный элемент расположен параллельно боковой грани режущей пластины.

1.3 Способы повышения стойкости режущего инструмента

Способ повышения коррозионной стойкости режущего инструмента на основе стали Институт физики прочности и материаловедения СО РАН 2156831 27.09.2000 Способ повышения коррозионной стойкости режущего инструмента на основе стали включает осуществление имплантации ионов металлов, обладающих более высокой реакционной способностью к углероду в стали, чем железо, с последующей имплантацией ионами металла, осуществляющего пассивацию поверхности материала режущего инструмента. В качестве ионов металлов, обладающих более высокой реакционной способностью к углероду в сталях, чем железо, используют ионы Та, и/или V, и/или Т^ и/или и/или 2г с энергией 80-200 кэВ, дозой (1 -5)^1017ион/см2, а в качестве ионов металла, осуществляющего пассивацию поверхности материала режущего инструмента, используют ионы Сг и/или Мо с энергией 20 -80 кэВ, дозой (0,2-5) • 1017 ион/см2, причем энергия пассивирующих ионов должна быть меньше по крайней мере на 10 -20 кэВ, чем у ионов с высокой реакционной способностью к углероду в указанных выше пределах. Технический результат заключается в увеличении срока эксплуатации режущего инструмента

Способ повышения стойкости режущего инструмента Ульяновский государственный технический университет 2219282 20.12.2003 Изобретение относится к технике нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент и может быть использовано в металлообработке. Для повышения работоспособности режущего инструмента и качества обработки этим инструментом многослойное покрытие наносят

вакуумно-плазменным методом. В качестве нижнего слоя наносят нитрид титана в качестве промежуточного слоя - нитрид титана-циркония а в качестве верхнего слоя - нитрид титана Верхний слой нитрида титана наносят при низкой температуре конденсации, а нижний слой нитрида титана при высокой температуре конденсации. В трехслойном покрытии для фрезерования с высокими скоростями резания наносят слои равными 2 мкм при общей толщине покрытия 6 мкм. В трехслойном покрытии для фрезерования с низкими скоростями резания наносят слои равными 1,5 мкм при общей толщине покрытия 4,5 мкм

Способ упрочнения режущих деталей машин и инструментов Комбинат " Электрохимприбор» 2131468 10.06.1999 Изобретение относится к области машиностроения, в частности, изготовлению режущих деталей машин и режущего инструмента. Технический результат: расширение технологических возможностей изготовления режущих деталей машин и инструмента, обладающих эффектом самозатачивания, обеспечение ремонтопригодности. При изготовлении детали оставляют технологический припуск на "мягкой" поверхности режущих граней, сопрягающихся у лезвия, проводят химико-термическую обработку на толщину слоя, превышающую технологический припуск, выполняют упрочняющую термообработку (закалку и отпуск) сердцевины и диффузионного слоя, сошлифовывают (затачивают) часть толщины диффузионного слоя "мягкой" поверхности, снимая технологический припуск, подвергающейся большему износу, по мере накопления дефектов износа лезвия дошлифовывают (затачивают) "мягкую" поверхность, сохраняя запас диффузионного слоя. Технический результат: расширяются технологические возможности изготовления и упрочнения режущих деталей машин и инструмента с эффектом самозатачивания, обеспечивается их ремонтопригодность, повышается долговечность

Способ восстановления сменных многогранных твердосплавных пластин Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический 2263016 27.10.2005 Изобретение относится к области металлообработки, режущему инструменту, оснащенному позитивными режущими пластинами с креплением винтом через центральное отверстие. Способ включает шлифование по задним поверхностям пластины с сохранением большей части задней поверхности, предназначенной

университет для базирования по боковой поверхности гнезда корпуса инструмента. Для увеличения ресурса работы режущих пластин длину базирующей части задней поверхности выбирают из приведенного соотношения

1.4 Определение износа и стойкости режущего инструмента

Способ определения относительной стойкости лезвийного режущего инструмента ОАО "Машиностроитель ный завод "ЗиО-Подольск" 2237548 10.10.2004 Изобретение относится к области обработки металлов резанием, ускоренному определению в производственных условиях стойкости резцов и фрез из различных инструментальных материалов. Способ заключается в том, что заготовки из разных конструкционных материалов обрабатывают каждую отдельным лезвийным инструментом из исследуемых режущих материалов при одном выбранном из оптимальных для обработки этого материала значении переменного параметра, например скорости резания, и неизменных значениях всех остальных параметров и факторов в течение одинакового для всех заготовок времени, а оценку относительной стойкости лезвийных инструментов из исследуемых режущих материалов осуществляют отдельно для каждого конструкционного материала по результатам такой обработки. Для повышения надежности время обработки выбирают в пределах 30 -60 с и фиксируют степень износа каждого лезвийного инструмента после обработки измерением ширины видимого контакта сходящей стружки с передней гранью инструмента, а относительную стойкость инструментов из исследуемых режущих материалов в порядке ее увеличения оценивают по уменьшению измеренной ширины контакта стружки с передней гранью. Для полученных одинаковых или очень близких значений степени износа двух или более лезвийных инструментов из разных режущих материалов при обработке ими заготовок из одного конструкционного материала может быть проведена контрольная обработка заготовок из этого же конструкционного материала только лезвийными инструментами из указанных режущих материалов при большем значении скорости резания или другого определяющего параметра процесса резания, например толщины срезаемого слоя или величины подачи, и прочих неизменных условиях, а

затем осуществляют оценку относительной стойкости лезвийных инструментов из сравниваемых режущих материалов, подвергнутых указанной контрольной проверке.

1.5 Диагностика и прогнозирование ресурса режущего инструмента

Устройство контроля износа и прогнозировани я остаточной стойкости режущего инструмента для системы ЧПУ станка Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессиональног о Образования Московский Государственный Технологический Университет "Станкин" 2417140 27.04.2011 Устройство включает приемники входных сигналов и вычислитель со средствами входа и выхода, причем приемники входных сигналов подсоединены к средствам входа, а один из выходов подключен к программируемому логическому контроллеру системы ЧПУ станка. Приемники входных сигналов выполнены в форме трех тензометрических датчиков, которые подсоединены к соответствующим входам вычислителя и функционально обеспечивают измерение составляющих сил резания по осям Рх, Ру, Pz, причем средства входа и выхода вычислителя выполнены в виде трех входов и двух выходов, причем первый выход вычислителя функционально обеспечивает формирование команд для управления системой ЧПУ станка, а второй выход вычислителя функционально обеспечиваетвизуализацию информации, причем вычислитель выполнен с модулем сопряжения с тензометрическими датчиками с тремя входами и одним выходом, модулем обработки информации с одним входом и одним выходом, модулем прогнозирования с одним входом и одним выходом, модулем формирования управляющих команд для системы ЧПУ станка с одним входом и одним выходом, модулем графического интерфейса пользователя с двумя входами и одним выходом, в котором первый, второй и третий входы вычислителя образованы соответствующими входами модуля сопряжения с тензометрическими датчиками, а первый выход вычислителя образован выходом модуля формирования управляющих команд для системы ЧПУ. При этом модуль сопряжения с тензометрическими датчиками, модуль обработки информации, модуль прогнозирования и модуль формирования управляющих команд для системы ЧПУ станка соединены последовательно, а в модуле графического интерфейса пользователя первый и второй входы подсоединены соответственно к выходам модуля

обработки информации и модуля прогнозирования, причем выход модуля графического интерфейса пользователя образует второй выход вычислителя. Технический результат: управление процессом металлообработки с учетом процесса износа режущего инструмента в реальном времени.

Способ контроля состояния режущих кромок сборных многолезвийны х инструментов Волгоградский государственный технический университет 2203778 10.05.2003 Изобретение относится к обработке металла со снятием стружки и может быть применено для контроля состояния сборных фрез, зенкеров, сверлильных и расточных головок, у которых процесс снятия стружки производится более чем одной режущей кромкой. Оно может быть применено в ручном (настроечном) режиме работы станков и в режиме автоматизированного контроля состояния режущих кромок сборного многолезвийного инструмента, на основе которого производится определение допустимой скорости резания, обеспечивающей период его надежной работы и степень нагруженности режущих кромок. Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности и эффективности контроля состояния режущих кромок многолезвийных инструментов. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является получение информации о состоянии сборного многолезвийного твердосплавного инструмента перед началом его работы, определение в его наборе режущего лезвия с пониженными режущими свойствами, по которому устанавливают допустимую скорость резания для всего комплекта (набора) зубьев, и определение нагруженности отдельных режущих кромок.

1.6 Поддержание оптимальной температуры резания

Установка для автоматическог о поддержания оптимальной температуры резания твердосплавной режущей пластины Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет 43483 27.11.2005 Установка для автоматического поддержания оптимальной температуры твердосплавной режущей пластины при резании металлов и сплавов, содержащая металлорежущий инструмент, к корпусу которого закреплена твердосплавная режущая пластина, электрическую цепь, источник питания, соединенный с твердосплавной режущей пластиной, под которой расположен изолированный от корпуса металлорежущего инструмента полупроводниковый слой, состоящий из смеси дисульфида молибдена с жидким стеклом, под

которым расположена токоподводящая пластина, изолированная от корпуса, регулируемыйблок усиления с термопарой, закрепленной на твердосплавной режущей пластиной, отличающаяся тем, что дополнительно имеет блок тиристоров и блок управления ими, при этом одни из тиристоров включают цепь нагрева твердосплавной режущей пластины, а другие тиристоры включают цепь охлаждения твердосплавной режущей пластины

2 Оптимизация режимов резания

2.1 Определение оптимальных режимов резания

Способ ускоренного определения оптимальных режимов нестационарного резания Уфимский государственный авиационный технический университет 2001120500 27.05.2003 Изобретение относится к станкостроению, обработке жаропрочных сплавов. Способ заключается в том, что на выбранном сечении среза при постоянной для всех скоростей длине резания измеряют термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), определяют значение отношения изменения ТЭДС к изменению пути резания dE/dl и определяют скорость резания как минимум отношения dE/dl. Для определения режимов нестационарного резания по полученным результатам вычисляют размеры пятна контакта по передней и задней поверхностям резца по приведенным формулам, затем определяют оптимальную величину ускорения привода главного движения аv и скорости изменения подачи а,5 инструмента при нестационарном резании для предельного случая hз<hзкр в зависимости от размеров пятна контакта, ширины резания, начальных температуры, силы резания, скорости, подачи и текущего времени

2.2 Определение оптимальной скорости резания

Способ определения оптимальной скорости резания Нестеренко Владимир Петрович 2024357 15.12.1994 Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при оптимизации режимов резания. Сущность изобретения заключается в том, что назначают исходные параметры, характеризующие напряженно-деформированное состояние на контактных поверхностях и измеренные в процессе резания на различных скоростях. За оптимальную принимают скорость, при которой исходные параметры на задней и передней поверхностях принимают равные значения. В качестве исходного параметра используют значения средних коэффициентов трения

Способ определения оптимальной скорости Тюменский государственный нефтегазовый университет 2173611 20.09.2001 Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Способ включает кратковременные стандартные испытания по измерению твердости

резания

твердосплавным инструментом

образцов при различных температурах, определение температуры резания при различных скоростях резания и построение соответствующих графиков. Для сокращения трудоемкости

определения оптимальной скорости резания на основе стандартных кратковременных испытаний берут образцы из твердого сплава и устанавливают

величину температуры максимальной работоспособности твердого сплава, которую используют для определения оптимальной скорости резания с помощью указанных графиков._

2.3 Определение оптимальной подачи

Способ

определения

оптимальной

подачи при

токарной

обработки

Открытое акционерное общество «Пермский моторный завод»

2303504 27.07.2007

Изобретение относится к области машиностроения, чистовому точению радиусов канавочным резцом. Способ определения оптимальной подачи при токарной обработке, включающий осуществление чистового точения детали на оптимальной скорости резания при заниженной подаче, последующее определение высоты неровностей обработанной поверхности, равной высоте неровностей режущего лезвия резца и определение оптимальной подачи, отличающийся тем, что при точении радиуса детали канавочным резцом оптимальную подачу определяют по формуле

где sк - подача, мм/об; V

а=нлсо5 ;

Ил - высота неровностей режущего лезвия V

резца, мм; - передний угол резца, R - радиус обрабатываемой поверхности,

мм;

г - радиус при вершине резца, мм.

3 Учет погрешностей, влияющих на точность обработки в процессе металлообработки, и способы их коррекции_

Устройство

определения

погрешностей

изготовления

детали на

токарном

станке

Московский

государственный

технологический

университет

«СТАНКИН»

2190503 10.10.2002

Изобретение относится к области обработки на металлорежущих станках, предварительной оценке точности деталей, изготавливаемых на токарных станках. Устройство содержит отметчик угла поворота шпинделя, интерфейс, компьютер и бесконтактный датчик, установленный на резцедержательной головке суппорта и имеющий чувствительный наконечник, взаимодействующий с наружной поверхностью элемента, соединенного со шпинделем, для получения перемещений детали и вершины резца в декартовой_

системе координат путем измерения относительного перемещения резца и детали в плоскости формообразования. Для совмещения процесса изготовления детали и процесса определения погрешностей изготовления будущей детали, упрощения системы измерения и обработки первичной информации, а также учета при построении виртуальной детали ее деформации под действием силы резания и теплового смещения шпинделя в процессе работы токарного станка устройство снабжено вторым бесконтактным датчиком перемещения, установленным на резцедержательной головке и имеющим чувствительный наконечник,

предназначенный для взаимодействия с обработанной поверхностью детали. Соединенный со шпинделем элемент выполнен в виде планшайбы. При обработке в центрах второй бесконтактный датчик перемещения предназначен для определения перемещений оси центра пиноли в плоскости формообразования.

Способ активного контроля линейных размеров в процессе обработки изделия и устройство для его реализации Общество с ограниченной ответственностью "Измираль" 255738 20.07.2015 Изобретение относится к машино-, станко-и приборостроению и предназначено для автоматического контроля линейных размеров цилиндрической и конической формы изделий (золотников, плунжеров, шестерен, шлицевых и гладких валиков, сверл, фрез, зенкеров, разверток, метчиков, калибров, концевых мер длины, протяжек и других деталей с минимальными допусками 2...4 мкм и любым числом выступов, начиная с одного, и с минимальной их шириной 0,05 мм) на операциях шлифования на кругло -, плоско-, бесцентрово-, резьбо-, шлице-, зубошлифовальных станках и других в индивидуальном и мелкосерийном производствах. Сущность предлагаемого технического решения заключается в использовании механически прочного и оптически прозрачного наконечника совместно с трубчатым полым измерительным стержнем. Это позволяет создать оптически замкнутый измерительный канал и использовать высокоточные оптические методы контроля измерения положения поверхности контролируемого изделия на металлообрабатывающих станках в особо тяжелых условиях измерений, обусловленных потоком непрозрачной смазочно-охлаждающей жидкости, ее испарениями, потоками стружки и горячих искр. Измерения размеров контролируемых изделий осуществляются по текущей координате лицевой

поверхности наконечника, контактирующей непосредственно с поверхностью контролируемого изделия. Это позволяет исключить многие механические передаточные звенья, которые традиционно используются в подобных устройствах. В некоторых устройствах, реализующих предлагаемый способ измерений, минимизируется или даже исключается влияние износа наконечника на точность измерений. Также имеется возможность измерять интенсивность теплового излучения и, определяя температуру наконечника, вносить коррекцию на температурную составляющую погрешности

Адаптивная система управления процессом резания на металлорежуще м станке Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессиональног о образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВПО МГТУ "СТАНКИН") 113030 27.01.2012 Полезная модель относится к автоматическому управлению и регулированию на металлорежущих станках и может быть использована для построения системы управления процессом формообразования с использованием данных о величине силы резания. В адаптивной системе управления процессом резания на металлорежущем станке для передачи измерительного сигнала о силе резания используется радиопередатчик, и наряду с аналоговым контролем используются цифровые компоненты, что облегчает задачи анализа и прогнозирования поведения станка и режущего инструмента в процессе формообразования, поэтому в предлагаемой системе достигнуто существенное снижения уровня помех по сравнению с проводными линиями передачи. Использование беспроводной связи и, соответственно, исключение соединительных кабелей между датчиком и аналого-цифровым преобразователем или электронно-вычислительной машиной, система дает возможность реализовать блоки контроля с множеством однотипных устройств. Благодаря небольшому размеру блока система проста в установке.

Способ адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации 157827 10.12.2015 Полезная модель относится к адаптивным системам управления токарными станками и предназначена для устранения геометрической погрешности обрабатываемых заготовок. Устройство управления геометрической точностью обрабатываемых деталей на токарном станке с ЧПУ, включающее коммутационно связанные между собой и выполненные с возможностью коммутационного подключения к системе ЧПУ на базе контроллера и исполнительным органам станка средства

измерения геометрических параметров обрабатываемой детали с выходом в виде электронного преобразователя сигналов и блок обработки данных со входом и выходом, выполненный в виде искусственной нейронной сети, снабжено программируемым логическим контроллером с двумя входами и двумя выходами, причем входы контроллера соединены с электронным преобразователем сигналов и выходом блока обработки данных, первый выход соединен со входом блока обработки данных, а второй выход предназначен для соединения с контроллером системы ЧПУ. Технический результат - расширение технологических возможностей устройства управления геометрической точностью обрабатываемых деталей на токарном станке с ЧПУ.

Способ управления движением привода подач металлорежущего станка Государственное образовательное учреждение высшего профессиональног о образования Уфимский государственный авиационный технический университет 2312749 20.12.2007 Способ управления движением привода подач металлорежущего станка относится к машиностроению, может быть использован в станкостроении и включает измерение текущего значения тяговой силы датчиком осевой силы. Сигнал с датчика осевой силы подают на вход системы адаптивного управления, оснащенной контуром адаптивного управления. В ней формируют управляющее воздействие в виде напряжения, которое подают через усилитель на устройство нагружения для поддержания предварительно определенной тяговой силы или силы сопротивления, развиваемой приводом подач. На вход системы адаптивного управления подают сигнал, соответствующий предварительно определяемой для конкретных условий обработки наибольшей тяговой силе в приводе подач, этот сигнал сравнивают с текущим значением тяговой силы в приводе, по величине разностного сигнала формируют управляющее воздействие на устройство нагружения привода подач, которое создает соответствующую тормозную силу для подвижной части привода. Обеспечивается снижение уровня динамических нагрузок, действующих на детали привода подач, уменьшение влияния жесткости деталей привода на точность перемещения и повышение качества обработанной поверхности, стойкости инструмента и надежности станка в целом.

Способ и устройство управления точностью Государственное образовательное учреждение Высшего 2379169 20.01.2010 Изобретение относится к области управления точностью обработки деталей на станках с ЧПУ. С силометрического датчика поступает

обработки деталей профессиональног о образования Курский государственный технический университет текущее значение силы резания. Компьютер сравнивает его со значением силы резания, рассчитанным по известной зависимости. При их несовпадении значения параметров режима резания перерассчитываются по заданным формулам. Исходные значения параметров берут в виде нечетких интервалов. Устройство содержит резец, силометрический датчик, операционный усилитель, резистор, контроллер и компьютер. Аналого-цифровой преобразователь устройства образует обратную связь с компьютером. Выход силометрического датчика соединен с входом аналого-цифрового преобразователя и первым входом операционного усилителя. Техническим результатом является повышение геометрической точности поверхности деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУпутем автоматизированной коррекции скорости резания и подачи, а также расширение функциональных возможностей устройства.

Устройство управления движением режущего инструмента при обработке деталей на станке Государственное образовательное учреждение высшего профессиональног о образования "Владимирский государственный университет" 2432233 27.10.2011 Изобретение относится к системам автоматического управления, в частности к следящим системам, объектом которых является исполнительный двигатель с нагрузкой на валу, в том числе с упругими связями и зазором, к которым предъявляются повышенные требования к точности, быстродействию и стабильности динамических характеристик. Технический результат заключается в повышении точности регулирования траектории относительного движения инструмента и заготовки в процессе обработки. Устройство содержит определитель ошибки, представляющий собой математическую модель системы автоматического управления, которая запрограммирована и помещена в компьютер. Моделирование процесса автоматического управления на персональном компьютере осуществляется синхронно с реальным процессом обработки детали по команде с устройства ЧПУ. Отсутствие инерционных звеньев в модели позволяет формировать сигнал погрешности траектории относительного движения инструмента и заготовки с опережением сигнала погрешности автоматической системы и подавать его через усилитель в сумматор для опережающей корректировки положения инструмента.

0

Рисунок - Результаты измерений после обработки партии деталей с учетом изменения траектории управляющих органов станка, по предложенному способу управления геометрической точностью обработки: - номинальный радиус детали; - действительный радиус детали; А - величина отклонения

действительного диаметра детали от номинального

е з у л ь т

ат ы

и з м е р е н и я н

кр ои

о р

д и н

ат н

о и

з м е р и т е л ь н о й

и

и

н е

о

ж е

н и е

В

Выборка №1 - предлагаемый способ Выборка №2 - традиционный способ

Допуск на размер: отклонения: С5=0 мм, см=-0.062 мм

Максимальный диаметр = 44 мм Минимальный диаметр = 43,938 мм

Тс1=44-43,938=0,062 мм Опыт №1

Токарный центр 8МТСЬ САК50135

1

1 43,931

2 43,93

3 43,94

4 43,988

5 43,986

6 44,001

7 43,956

8 43,978

9 43,98

10 43,982

11 44

12 43,92

13 43,96

14 43,989

15 43,989

--- " 2

1 43,94

2 43,9

3 43,89

4 43,96

5 43,9

6 43,899

7 43,887

8 44,01

9 44,002

10 43,92

11 44,001

12 43,98

13 43,99

14 43,9

15 43,97

Объем выборки п=15 шт Номинальный диаметр - 44Ъ9

Опыт №2

Токарный станок с ЧПУ ТЯЕЫ 8-520 система 8ппспз-840

_______ 1

1 43,91

2 43,986

3 43,996

4 43,985

5 43,932

6 43,998

7 43,963

8 43,944

9 43,979

10 43,989

11 43,978

12 43,988

13 43,944

14 43,928

15 43,932

2

1 43,945

2 43,948

3 43,87

4 43,95

5 43,91

6 43,96

7 43,978

8 43,98

9 44,02

10 44

11 43,96

12 43,99

13 43,9

14 43,93

15 43,91

ё

К

а

X

О)

со '<

и № н

а

Сь> «

О

а

О)

К

О)

К н р

К д

о тз н н

3

к

о н к л

о *

О)

к к

О) О)

8 ^

о

КС

о

о\ р

о\ о

н «

к

а о

й '<

л

О)

к к

а

X

Опыт №3

Токарный станок с ЧПУ МАЗТиИЧ 1500 система Не1с1еп11ат

ю

1

1 43,94

2 43,945

3 43,946

43,986

5 43,999

6 44

7 43,956

8 43,978

9 43,98

10 43,96

11 43,98

12 43,96

13 43,978

14 43,989

15 43,995

--- ~ 2

1 43,92

2 43,932

3 43,947

4 43,941

5 43,955

6 43,9

7 43,977

8 43,978

9 44,02

10 44,01

11 43,99

12 43,989

13 43,945