Ви є тут

Наукові основи створення швидкохідних прецизійних шпиндельних вузлів металорізальних верстатів.

Автор: 
Данильченко Юрій Михайлович
Тип роботи: 
Дис. докт. наук
Рік: 
2003
Артикул:
3503U000612
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
МЕТОДОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ДОСЛІДЖЕННЯ ВИХІДНОЇ ТОЧНОСТІ ПРЕЦИЗІЙНИХ ШПИНДЕЛЬНИХ
ВУЗЛІВ НА ОПОРАХ КОЧЕННЯ
Основні положення розділу 2 викладені в працях [33, 41-43, 51, 81, 83]
Методологічні основи формування та управління точністю шпиндельних вузлів
Етапи формування вихідної точності шпиндельних вузлів
Протягом життєдіяльності ШВ його точність проходить цикли формування (на етапах
проектування та виготовлення) та трансформації (в процесі експлуатації).
В процесі проектування ШВ, як технічний об’єкт, подається послідовним рядом
описів, що мають ієрархічну підпорядкованість. Кожний наступний опис є більш
детальним і містить в собі попередній. Ці описи утворюють такий ряд [1]:
потреба або функція технічного об’єкта Ю технічна функція Ю функціональна
структура Ю фізичний принцип дії Ю технічне рішення Ю проект.
Опис функції технічного об’єкта та технічної функції містить інформацію про
необхідні та загальні дії, що може виконати даний об’єкт, про особливі умови,
обмеження та спосіб виконання цих дій.
Опис функціональної структури містить інформацію про структурну організацію та
види зв’язків між елементами технічного об’єкта. При цьому, залежно від того,
який вид зв’язків між елементами описується, функціональна структура може бути
конструктивною або потоковою. Побудова конструктивної функціональної моделі
ґрунтується на відповідності між функцією та структурою технічного об’єкта,
потокової функціональної моделі – на особливостях протікання різнорідних
процесів (потоків речовини, енергії, інформації) в структурі технічного
об’єкта.
Опис фізичного принципу дії зазвичай містить принципову схему технічного
об’єкта із визначенням: основних конструктивних елементів, що забезпечують
реалізацію цього принципу; напрямків потоків; основних фізичних величин, що
характеризують стан технічного об’єкта.
Технічне рішення являє собою конструктивне оформлення фізичного принципу дії із
визначенням принципово важливих співвідношень параметрів технічного об’єкта
загалом та його елементів зокрема.
Проект містить значення всіх параметрів технічного об’єкта та його елементів, і
всю необхідну інформацію для його виготовлення та експлуатації.
Таким чином, процес проектування можна уявити як поетапне функціональне,
конструкторське та технологічне проектування із забезпеченням виконання систем
відповідних вимог та отриманням відповідних проектних рішень, шляхом здійснення
проектних процедур.
Система функціональних вимог визначає основні принципи протікання фізичних
процесів у ШВ та характер його функціонування, що знаходить відображення в
принципових, функціональних, структурних та кінематичних схемах.
Система конструкторських вимог втілює результати функціонального проектування у
певні геометричні форми елементів ШВ, які просторово пов’язані між собою.
Система технологічних вимог реалізує результати конструкторського проектування
шляхом опису методів та засобів виготовлення елементів ШВ.
Суть проектування полягає у певній послідовності проектних процедур, а саме
процедур аналізу і синтезу, що ґрунтуються на використанні спеціально створених
математичних та емпіричних моделей.
Аналіз полягає у визначенні властивостей і дослідженні працездатності
технічного об’єкта за його описом.
Синтез полягає у створенні опису нового технічного об’єкта. Тобто спочатку
шляхом перевірки виконання умов працездатності технічного об’єкту оцінюється
вихідний варіант його структури; потім, при незадовільному результаті,
вибирається один із можливих шляхів покращення проекту.
Таким чином, характеристики вихідної точності ШВ, отримані на першому етапі її
формування (в процесі проектування), визначаються повнотою описів ШВ як
технічного об’єкту, призначеного для забезпечення заданого відносного положення
інструмента і заготовки в процесі механічної обробки, та адекватності цим
описам застосованих проектних процедур.
На другому етапі формування вихідної точності ШВ (в процесі виготовлення),
здійснюється фактична реалізація функціональних, конструкторських та
технологічних вимог, результатом чого є створення (виготовлення) конструкції ()
ШВ визначеної структури із фактичними геометричними характеристиками складових
елементів.
Формування фактичних геометричних характеристик відбувається шляхом спотворення
конструктивно заданих (номінальних) характеристик внаслідок виготовлення ШВ
(дії технологічних процесів) та функціонування ШВ (дії фізичних процесів). При
цьому, якість проектних рішень оцінюється ступінню відповідності фактичних
властивостей (вихідних параметрів) отриманої конструкції до проектних
показників. Основною причиною цих розбіжностей, виходячи із фізичних принципів
формування вихідної точності, може бути тільки різниця між фактичними і
отриманими в процесі проектування ШВ відхиленнями геометричних характеристик ШВ
від номінальних значень.
На етапі експлуатації ШВ, при наявності достатньої інформації про
закономірності його поведінки в умовах різнорідного зовнішнього навантаження,
виникає можливість управління точністю ШВ в заданих межах.
Отже, висока якість проектного рішення є основною запорукою ефективної
експлуатації ШВ.
Узагальнена характеристика існуючих методів забезпечення точності шпиндельних
вузлів
Існує два основних підходи до забезпечення точності ШВ протягом його
життєдіяльності [33].
Основою першого підходу є локалізація та компенсація шкідливих наслідків
функціонування ШВ в складі МРВ, тобто пріоритетний розвиток має функціональний
аспект. У відповідності до концепції першого підходу можна виділити два типа
функціональних моделей формування точності ШВ, а саме: адаптивний (рис. 2.1, а)
та компенсаційний (рис. 2.1, б