Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Исследование динамических характеристик суппортной группы токарных станков с использованием стандартных пакетов программ

Диссертация: Исследование динамических характеристик суппортной группы токарных станков с использованием стандартных пакетов программ
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Повышение собственных частот позволяет уменьшить опасность возникновения резонанса. Согласно Рис. 3.19 а), на частотах внешней нагрузки ниже первого резонанса (92 Гц) повышение жесткостей соединений типа «ласточкин хвост» О, Сг снижает собственные частоты суппортной группы. На других частотах также есть возможность изменения собственных частот, но в таких случаях нужно согласно соответствующих… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ
    • 1. 1. Методы исследования динамических характеристик станков
    • 1. 2. Математическое моделирование
    • 1. 3. Использование баз данных при проектировании и испытании станков
    • 1. 4. Определение цели и постановка задач исследования
    • 1. 5. Актуальность
    • 1. 6. Научная новизна
    • 1. 7. Практическая значимость
  • ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 2. 1. Выбор типа эксперимента
    • 2. 2. Выбор исследуемых параметров
    • 2. 3. Подготовка эксперимента
    • 2. 4. Проведение эксперимента
    • 2. 5. Разработка алгоритма оценки статистических параметров
    • 2. 6. Обработка результатов эксперимента
  • ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
    • 3. 1. Анализ существующих вариантов расчетных схем суппортной группы
    • 3. 2. Разработка математической модели
    • 3. 3. Исследования свободных колебаний
    • 3. 4. Исследования вынужденных колебаний
    • 3. 5. Исследование зависимости амплитуд вынужденных колебаний системы с использованием пакета МаЛСас!
  • ГЛАВА 4. ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Исследование динамических характеристик суппортной группы токарных станков с использованием стандартных пакетов программ (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Важнейшим и обязательным требованием современного машиностроительного производства является систематическое повышение качества изделий.

Качество изготовления продукции определяется совокупностью свойств процесса ее изготовления, соответствием этого процесса и его результатов установленным требованиям. Основными факторами, определяющими качество продукции, являются: качество оборудования и инструмента, физико-механические, механические и другие свойства исходных материалов, совершенство разработанного технологического процесса, качество обработки и контроля.

Оценка качества изделия производится путем сравнения совокупности его реальных свойств заложенным в чертеже. Результаты сравнения (качество изделия) зависят от наличия погрешностей.

Из всей совокупности погрешностей, возникающих в процессе изготовления продукции (деталей — далее) можно выделить две большие группы, оказывающие наибольшее влияние на точность деталей .

На современном этапе развития машиностроения, наибольшие трудности возникают при уменьшении погрешностей связанных с точностью оборудования. Это связано с тем, что во-первых: большая часть этих погрешностей носит случайный характер, что затрудняет поиск способов их устраненияво-вторых: металлорежущий станок, в процессе обработки детали, является сложной замкнутой системой, в которой все элементы оказывают воздействие друг на друга. При этом затруднен процесс выделения узла-первоисточника той или иной погрешностив-третьих: спектр обрабатываемых на каждом станке деталей, выполняемых операций, а следовательно происходящих при этом процессов, чрезвычайно широк. Поэтому практически невозможно спроектировать и изготовить металлорежущий станок, способный удовлетворить требования по качеству обработки всей предполагаемой номенклатуры деталей на различных операцияхв-четвертых: повышение точности металлорежущих станков, как правило, связано с изменением конструкции, что влечет за собой большие материальные затраты. Данные меры оправдывают себя при проектировании нового оборудования, но неприемлемы при решении вопросов повышения точности уже эксплуатирующегося на производстве станочного парка.

Важность перечисленных проблем, связанных с точностью оборудования, подтверждается тем, что уже на протяжении длительного периода времени многие ученые занимаются вопросами повышения точности металлорежущих станков.

Так как металлорежущие станки являются дорогим металлоемким оборудованием, а динамические процессы протекающие при обработке деталей являются быстротекущими и чрезвычайно разнообразными, то применение обычных методов исследований при помощи натурного макетного моделирования, изготовление специальных стендов, натурных образцов является весьма затруднительным. Поэтому в последние 10−15 лет наиболее широко распространены методы математического моделирования процессов, протекающих при обработке деталей, а так же самих металлорежущих станков еще на этапе проектирования. В настоящее время достигнуты хорошие результаты в разработке программного обеспечения ПЭВМ для математического моделирования различных гамм станков еще на этапе их проектирования. Разработаны пакеты программ для проектирования станков с заданными динамическими характеристиками.

Особенную актуальность вопросы математического моделирования при исследовании динамических процессов, протекающих в процессе обработки деталей, а так же при исследованиях самих станков, имеют в последнее время в связи трудностями переживаемыми машиностроением в целом и станкостроением в частности.

По оценкам различных авторов, современный парк станков на 4060% состоит из станков токарной группы, поэтому в данной работе рассматриваются вопросы повышения точности обработки на токарных станках за счет улучшения их динамических характеристик .

Выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. Суппортная группа данного станка имеет четыре собственные частоты 92,035 — 112,59 — 290−96 — 352−18 Гц. Поэтому при работе на данном станке снизить амплитуды можно подбором скорости резания с тем, что бы избежать попадания фактической скорости резания в околорезонансные зоны (Рис. 3.18).

2. Повышение собственных частот позволяет уменьшить опасность возникновения резонанса. Согласно Рис. 3.19 а), на частотах внешней нагрузки ниже первого резонанса (92 Гц) повышение жесткостей соединений типа «ласточкин хвост» О, Сг снижает собственные частоты суппортной группы. На других частотах также есть возможность изменения собственных частот, но в таких случаях нужно согласно соответствующих графиков подбирать конкретные параметры.

3. Амплитуды вынужденных колебаний суппортной группы снижаются при подборе параметров по графикам рис. 3.20 — 3.21.

4. Из анализа представленных графиков можно сделать следующее заключение: повышение виброустойчивости суппортной группы возможно при подборе ее параметров (жесткостей соединений типа «ласточкин хвост», масс элементов) по представленным графикам.

5. При использовании на операциях разного рода оснастки необходимо учитывать ее вес и габариты, т.к. ее применение изменяет массовые и инерционные характеристики суппортной группы, а следовательно ее виброустойчивость. Так по Рис 3.21 д) видно, что увеличение массы т2 с 34 Кг до 40 Кг при частоте возмущающей силы 80 Гц приводит к увеличению амплитуд вынужденных колебаний с 26 мкм до 50 мкм т, е. почти в два раза. Это связано с тем, что данная частота находится вблизи резонанса (92 Гц).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Диссертационная работа посвящена решению задач направленных на увеличение качества токарных станков на основе методики повышения точности токарной обработки за счет улучшения динамических характеристик суппортной группы методом эксперимента и математического моделирования на основе стандартных пакетов на ПЭВМ.

В ходе исследования и работы над диссертацией автором решены задачи сочетания экспериментальных и математических методов анализа и совершенствования станка, выбран режим эксперимента, подготовлено и отлажено оборудование, изготовлены оригинальные опытные образцы, проведен эксперимент.

Результаты эксперимента использованы для разработки математической модели суппортной группы токарного станка .

Реализация математической модели и само моделирование осуществлены с помощью стандартных пакетов MsOffice и MathCad 5.0 Plus.

По результатам экспериментального исследования разработана методика повышения точности токарной обработки за счет улучшения динамических характеристик суппортной группы с возможностью ее реализации на любом производственном процессе, любой токарной операции в цеховых условиях.

Перспективы использования данной методики:

1. При дальнейшем исследовании имеется возможность создания адаптивной самонастраивающейся системы управления виброустойчивостью станка.

2. Расширение возможностей повышения точности обработки может быть достигнуто за счет создания математических моделей задней бабки, шпиндельного узла, т. е. комплексом решении вопроса.

3. Целесообразно создание банка данных цеха, участка и т. д. в котором могут храниться готовые математические модели узлов и их статические и динамические параметры. При этом резко снижается время на эксперимент.

Показать весь текст

Список литературы

  1. И.О. Методы исследования автоколебаний при резании металлов: Автореф. дис.. канд. техн, наук. — Киев: КПИ, 1973. -24 с.
  2. И.С. и Скраган В.А. Точность, вибрации и чистота поверхности при токарной обработке / Под ред. М. А. Ансерова. М.-
  3. Л.: Машгиз, 1958″ с. 39−70.
  4. A.A., Витт A.A., Хайкин С. Э. Теория колебаний. М. Физматгиз, 1959. — 915 с.
  5. Армарего И.Дж.А. и Браун Р. Х. Обработка металлов резанием. М.: Машиностроение, 1977, с. 229−256.
  6. .П. Вибрации и режимы резания. М.: Машиностроение, 1979, с. 71.
  7. В.Д., Гаврилов В. А., Лазариди Н. М. Разработка элементов математической модели суппортной группы токарного стан-ка./Омский техн. ун-т. -Омск, 1997.-7с. Деп. в ВИНИТИ 04.06.97. N1804-B97.
  8. В.Д., Гаврилов В. А., Лазариди Н. М., Шамутдинов А. Х. Математическое моделирование динамических процессов суппортной группы токарного станка./Омский техн. ун-т. -Омск, 1998.-17с. Деп. в ВИНИТИ 20.07.98. N2267-B98.
  9. В.Д., Гаврилов В. А., Лазариди Н. М. Исследование математической модели суппортной группы токарного станка с использованием пакета MathCad 5.0 Plus ./Омский техн. ун-т. -Омск, 1998.-17с. Деп. в ВИНИТИ 20.07.98. N2268-B98.
  10. Е.С. Теория вероятностей . М., наука. 1969
  11. Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. Основы компонетики. М: Машиностроение, 1978.-208с.
  12. В.А., Лазариди Н. М. Аналитические исследования динамических процессов суппортной группы токарного станка : Тезисы докладов, ноябрь. Омск. 1997, — кн. 1. с 43
  13. Г. Д. Надежность технологических процессов механической обработки: (Учеб. Пособие). Одесса: ОПИ, 1982.-88с.
  14. Григорьян Г. Д, Зелинский С. А. Оборский Г. А. и др. Точность, надежность и производительность металлорежущих станокв. К.: Тэх-ника, 1990.-222с.
  15. H.H. О рассеянии энергии при вибрациях. ХТФ, 1938, т. 3, вып. 6, с. 156−161.
  16. Ден-Гартог Дж.П. Механические колебания. • М: Физматгиз, 1960. 580 с.
  17. Детали и механизмы металлорежущих станков / Под ред.1. Д.Н.
  18. , т. 1−2. М.: Машиностроение, 1972.
  19. H.A. К вопросу о вибрациях реэца при токарной обработке. Станки и инструменты 1937, N 22, с. 10−17.
  20. A.B. Влияние компоновки на динамические характеристики токарных станков. // Станки и инструмент.— 1991.— № 7.— С. 18—19.
  21. В.В. Исследование вибраций при точении: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л.: Л1И, 1957. — 26 с.
  22. В.В. Исследование динамических характеристик силы реза ния. В кн.: Высокопроизводительное резание в машиностроении. М.: Машиностроение, 1966, с. 115−142.
  23. H.H. Вопросы механики процесса резания металлов. -М.Машгиз, 1956.-367 с.
  24. H.H., Кучма Л. К. Аппаратура для исследования сил и вибраций при скоростном резании. М.: Машгиэ, 1953. — 52 с.
  25. И.И. Колебания в металлорежущих станках и пути их устранения. М.: Маштиз, 1956. — 152.
  26. В.И. Виброметрия. -М.: Маагиэ, 1963, 452 с.
  27. Исследование колебания металлорежущих станокв при резании металлов, /под ред. Дикушина В. И. и Решетова Д. Н. -М.: Маштиз, 1958,-292с.
  28. А. М., Пуш А. В. Автоматизация конструкторских работ на ранних стадиях проектирования станков // Станки и инструмент.— 1991.—№ 11.— С. 4—7.
  29. В.В., Еремин A.B. Расчетный анализ динамических характеристик токарных станков разных компоновок. // Станки и инструмент.— 1985.— № 7.— С. 3−6.
  30. В.В. и др. Применение спектрального метода для исследования вынужденных колебаний металлорежущих станков. В кн.: Управление станками с использованием электронно-вычислительной техники. М. ОНТИЭНИМС, 1974, с.122−131.
  31. В. В. Гринглаз A.B. Расчетный анализ динамических характеристик несущих систем станков. // Станки и инструмент.— 1989.— № 2.— С. 10—13
  32. А.И. Исследование вибрации при резании металла. -М: Академия наук СССР. 1944.-132с
  33. Кедров С. С Колебания металлорежущих станков.-М.: Машиностроение 1978,-199с.
  34. М.И., Коробко A.B., Лаврехо А. Г. Система технического диагностирования тяжелых и уникальных станков. // Станки и инструмент.— 1990.— № 12.— С. 16—20.
  35. Колев К. С. Вопросы точности при резании металлов. М.: Маш-гиз, 1961,132с.
  36. H.A. Хачатрян А. Х. Измерение относительных колебаний заготовки и инструмента датчиками абсолютных колеьаний. // Станки и инструмент.— 1991.— № 4.— С. 14—16.
  37. Краткий справочник металлиста./под общ. ред. Орлова П. Н. Скороходова Е.А. 3-е изд, перераб. И доп.-М.Машиностроение, 1986.-960с.
  38. В.А. Динамика станков. М: Машиностроение. 1967.-318с.
  39. В.А., Чуприна В. М. Поузловой анализ динамических характеристик упругой системы станков. // Станки и инструмент.— 1989.— № 11.— С. 8—11
  40. В. К. Педченко A.M. Упрощение расчетных схем механизмов при проектировании станков. // Станки и инструмент.— 1989.—№ 5.—С. 10—12
  41. Э.Ф. Динамическая характеристика процесса резания и динамическое качество станка при многоинструментальной обработке. // Станки и инструмент.— 1991.— № 4.— С. 10—14
  42. Н.М., Гаврилов В. А. Исследование динамики суппортной группы токарного станка : Тезисы докладов, 21−24 ноября. -Омск, 1995. с.23
  43. Н.М., Гаврилов В. А. Исследование влияния конструктивных параметров станка на его динамические характеристики : Тезисы докладов, 21−24 ноября. Омск, 1995. — с.33
  44. Н.М. Стенд для исследования динамических характеристик суппортной группы токарного станка: Тезисы докладов, ноябрь. Омск. 1997. — кн.1.с46
  45. А.И. Математическое моделирование в исследованиях и проектировании станков.-М.Машиностроение, 1978.-184с.
  46. А.И., Бейлин Л. П., Великовский А. Л. Пакет программ для имитационного моделирования и расчета динамических характеристик металлорежущих станков. // Станки и инструмент.—1987.— № 9.—С. 12—14.
  47. З.М., Решетов Д. Н. Контактная жесткость машин. -М: Машиностроение, 1971,-262с.
  48. Методика испытания токарных станков средних размеров общего назначения на виброустойчивость при резании. М: ОНТИ Энимс.1961 43с.
  49. Р. Анализ и обработка записей колебаний. М: Маш-гиз, 1948 250с.
  50. Точность механической обработки и пути ее повышения. под ред. Соколовского А, П, М: Машгиз, 1951. — 487с.
  51. Я.Г. Основы прикладной теории упругих колебаний. М.:Машгиз, 1956. 334с.
  52. В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. — 350 с.
  53. В.И., Локтев В. Й. Динамика станков. Киев: Техника, 1975. -181 с.
  54. П.Е. Автоматическое регулирование. М.: Госфизмат, 1959. -190 с.
  55. Приборы и системы для измерения вибраций, шума и удара. Справочник. Кн. 1−2/Подред. В. В. Клюева. М.: Машиностроение.
  56. A.C. программный метод испытания металлорежущих станков.-М.Машиностроение, 1985.- 288с.
  57. В.А. Технологически методы снижения волнисто-стиповерхности. М.: Машиностроение, 1978. — 136 с.
  58. А. С. Программный метод испытания металлорежущих станков.— М.: Машиностроение, 1985.— 288 с.
  59. Пуш А. В. Прогнозирование выходных характеристик узлов машин при их проектировании // Машиноведение.—1981.— № 5.— С.
  60. Пуш А. В. Исследование шпиндельных узлов методом статистического моделирования // Станки и инструмент.—1981.— № 1.— С. 9—12.
  61. Пуш А. В. Формирование базы данных для статистических испытаний при прогнозировании выходных характеристик станков // Изв. вузов. Машиностроение.— 1984.— № 10.-С. 148—153.
  62. Пуш A.B., Ёжков A.B. Иванников С. Н. Испытательно-диагностический комплекс для оценки качества и надежности станков. // Станки и инструмент.—1987.— № 9.— С. 8—12.
  63. Пуш A.B., Иванников, С.Н., Пхакадзе С. Д. и др. Базы исходных данных для проектирования и испытания станков. // Станки и инструмент.—1992.— № 11.—С. 3—8.
  64. Д.Н., Левина З. И. Демпфирование колебаний в деталях станков. В кн.: Исследование колебаний металлорежущих станков при резании металлов / Под ред. В. И. Дикушина и Д. Н, Реше-това. — М.: Машгиз, 1958, с. 45−87.
  65. Д.Н., Левина З. М. Возбуждение и демпфирование колебаний в станках. В кн.: Исследование колебаний металлорежущих станков / Под ред. В. И, Дикушина и Д. Н. Решетова, — М.:Машгиз. 1958. с. 87−153.
  66. Рыжков Д. И, Вибрации при резании металлов и методы их устранения. -М.:Машгиз, 1961.131с.
  67. В.И. Нормирование виброустойчивости токарных станков для цеховых испытаний . // Станки и инструмент.—1975.— № 1.—С. 7—9.
  68. В. И. Филатов В.Н., Кондрусь В. А. Установка для проверки станков на виброустойчивость в цеховых условиях. // Станки и инструмент.—1980.— № 8.— С. 14—16.
  69. М. Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний: Справочник.— М.: Машиностроение, 1985.
  70. Н.И., Гребень В. Г. Исследование характеристик жесткости и демпфирования системы СПИД на токарных станках.-Вестник машиностроения, 1963, N 10, с. 33−36.
  71. Н.Ф. Автоколебательные системы. М.: Гостехте-ориздат, 1952. — 271 с.
  72. С.П. Колебания в инженерном деле. М.: Наука, 1967. — 444 с.
  73. СЛ., Гере Дж. Механика материалов. И: Мир, 1976.-669 с.
  74. И. Автоколебания в металлорежущих станках. -М.-Машгиз, 1956. -359 с.
  75. Точность механической обработки и пути ее повышения .под ред. Проф. Соколовского А. П. М.:Машгиз 1951, 485с.
  76. Е.М. Резание металлов / Пер. с нем. -И.- Машиностроение, 1980.
  77. Физические основы процесса резания металлов / Под ред. Проф. В. А. Остафьева. Киев: Вища школа, 1976. — 136 с. 174 с.
  78. A.A. Избранные труды в трех томах. Линейные и нелинейные системы. М.: Наука, 1973, т. 2.-566 с.
  79. ГОСТ 8–77. Станки металлорежущие. Общие требования к испытаниям на точность. М.: Изд-во стандартов, 1977.
  80. B.C. Тарасов И. В. Оценка влияния стыков на точность станков. // Станки и инструмент.—1991.— № 7.— С. 13—18.
  81. Хомяков B.C.. Давыдов И. И. Прогнозирование точности станка на ранней стадии его проектирования с учетом компоновочных факторов. // Станки и инструмент.—1987.— № 9.— С. 5—8.
  82. A.M. Диагностирование механизмов и узлов станков методом контрольных осциллограмм. // Станки и инструмент.— 1980.—№ 9.—С. 4—7.
  83. Шестернинов А. В, Исследование и разработка методов оценки виброустойчивости токарных станков с целью повышения их производительности: Автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1980. -22 с.
  84. И.С. Устранение вибраций, возникающих при резании металлов на токарном станке. М: Машгиз, 1947. 143 с.
  85. Cole. Theory of vibrations for engineers, London 1950
  86. Sweeney G. Grinding instability. «Advances in machine tool desight and reseach 1965», London, Pergamon Press, 1966, p. 15−22.
  87. Takegama H. And Sakata O. Study on chatter vibration of cutting tool.- «Bull. Japan Soc. Of Proc. Eng.», 1975, vol.9, N1, p. 21−22.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!