Альсигар Масар Кадим. Повышение производительности круглого наружного шлифования на станках с ЧПУ путем оптимизации циклов радиальной и осевой подач

brief description

Альсигар Масар Кадим. Повышение производительности круглого наружного шлифования на станках с ЧПУ путем оптимизации циклов радиальной и осевой подач;[Место защиты: ФГБОУ ВО «Пензенский государственный университет»], 2021

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет»
На правах рукописи
О
АЛЬСИГАР МАСАР КАДИМ
ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КРУГЛОГО НАРУЖНОГО
ШЛИФОВАНИЯ НА СТАНКАХ С ЧПУ ПУТЁМ ОПТИМИЗАЦИИ
ЦИКЛОВ РАДИАЛЬНОЙ И ОСЕВОЙ ПОДАЧ
Специальность: 05.02.08 - Технология машиностроения
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: д.т.н., профессор Переверзев. П.П
Челябинск —2021

2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ... 10
1.1 Методы проектирования цикла круглого наружного шлифования с
осевой подачей 11
1.1.1 Нормативные методы проектирования циклов шлифования 11
1.1.2 Расчетные методы проектирования циклов шлифования 12
1.1.3 Производственные методы проектирования циклов шлифования 18

1.2 Анализ методов моделирования взаимосвязи силы резания с основными технологическими факторами при КШОП 20
1.3 Анализ методов моделирования точности обработки 27
1.4 Заключение по состоянию вопроса. Постановка цели и задачи исследования 29
Выводы по главе 1 30
ГЛАВА 2 МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА СЪЕМА ПРИПУСКА ПРИ СОВМЕСТНОМ УПРАВЛЕНИИ РАДИАЛЬНОЙ И ОСЕВОЙ ПОДАЧАМИ .31
2.1 Классификация видов подач 31
2.2 Анализ особенностей управления циклами радиальной и осевой подач на станках с ЧПУ 33
2.3 Параметры и описание автоматического цикла шлифования 37
2.4 Особенности разработки модели процесса съема металла операций шлифования в разных зонах обрабатываемой поверхности вала 40
2.5 Моделирование взаимосвязи силы резания с упругими деформациями ТС приКШРП 46
2.6 Моделирование взаимосвязи силы резания с упругими деформациями при КШОП 51
2.7 Моделирование взаимосвязи силы резания с упругими деформациями в КШОП в реверсных и нереверсной зонах 55
2.8 Экспериментальная проверка модели силы резания при КШРП и КШОП 57

з
ГЛАВА З МОДЕЛИРОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ В
АВТОМАТИЧЕСКОМ ЦИКЛЕ КРУГЛОГО НАРУЖНОГО ШЛИФОВАНИЯ С
ОСЕВОЙ ПОДАЧЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ 62
3.1 Модель расчета текущих значений радиусов обрабатываемой поверхности за один двойной ход 62
3.2 Модель расчета текущих значений радиусов обрабатываемой поверхности в течение всего цикла шлифования 68
3.3 Модель прогнозирования погрешности обработки для заданного цикла управления радиальной и осевой подачами 77
3.4 Экспериментальное доказательство адекватности моделей точности 86
Выводы по главе 3 93
ГЛАВА 4 ОПТИМИЗАЦИЯ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ УПРАВЛЕНИЯ
РАДИАЛЬНОЙ И ОСЕВОЙ ПОДАЧАМИ ПРИ КШОП 95
4.1 Общая постановка задач оптимизации 95
4.2 Выбор целевой функции 97
4.3 Особенности построения области технологических ограничений целевой функции 97
4.4 Формирование комплекса технологических ограничений 102
4.5 Методика оптимизации цикла шлифования при недетерминированных условиях обработки 107
4.6 Экспериментальная проверка методики оптимизации циклов шлифования 112
Выводы по главе 4 115
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 117
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 118
ПРИЛОЖЕНИЕ А 134
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 136
ПРИЛОЖЕНИЕ В 143
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 144
ПРИЛОЖЕНИЕ Д 148

bibliography

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Разработана методика расчета текущих значений фактических подач на этапе врезания и за время всех реверсных остановок с учетом чередования разных видов шлифования во всех зонах обрабатываемой поверхности вала при нестабильных условиях КШОП.
2. Разработана методика расчета текущих значений радиусов во всех трех зонах Р31, НЗ и Р32 обрабатываемой поверхности вала с учетом исходного радиального биения заготовки и колебания припуска на обработку в партии деталей для заданных условий шлифования.
3. Разработана модель, позволяющая для операции круглого наружного шлифования с осевой подачей прогнозировать погрешность обработки для заданных циклов управления радиальной и осевой подачами на операции КШОП с учетом особенностей шлифования во всех трех зонах Р31, НЗ и Р32.
4. Разработана методика проектирования оптимальных циклов радиальной и осевой подач на операции КШОП с ЧПУ, устойчивых к воздействию различных переменных технологических факторов (чередование разных видов шлифования в реверсных зонах, исходного радиального биения заготовки, колебание припуска, затупление зерен круга) и обеспечивающей стабильность требуемых параметров качества обрабатываемой поверхности вала шлифуемой партии деталей.
5. Проведены эксперименты по доказательству адекватности моделей погрешности во всех трех зонах Р31, НЗ и Р32. Проведена статистическая обработка экспериментальных данных, доказательство адекватности моделей и расчета доверительного интервала их попадания во всех трех зонах Р31, НЗ и Р32, на этапе врезания и за время всех реверсных остановок.
6. Доказана эффективность разработанной методики проектирования оптимальных циклов совместного управления с учетом технологических ограничений и нестабильных условий шлифования партии деталей для операций КШОП, применение которой позволило повысить производительность операций в среднем на 18% по сравнению с действующими на предприятии технологическими процессами.