Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Построение математической модели механизма образования погрешности статической настройки

Статическая настройка технологической системы заключается в ус­тановлении требуемого относительного положения режущих кромок рез­ца относительно технологических баз заготовки и их относительного движения в условиях отсутствия рабочих нагрузок без съема материала с заготовки. Однако непосредственное измерение относительного положе­ния режущих кромок резца и технологических баз заготовки не представ­ляется возможным из-за отсутствия доступа к технологическим базам заготовки. Поэтому точность статической настройки проверяется посред­ством измерения точности установки резца и заготовки относительно соответствующих баз станка (БС).

БС универсального токарного станка следующие: для резца высту­пают направляющие станины БСР, по которым перемещается суппортная группа вместе с резцом; для заготовки БС3 - внутренние отверстия под­шипников шпинделя, относительно которых вращается шпиндель вместе с заготовкой. Отсюда размер статической настройки технологической

Системы Rci будет складываться из радиус-векторов установки резца,

Заготовки и расстояния между базами станка БСР и БС3.

Построение указанных математических моделей осуществляется в соответствии с цепочкой причинно-следственных связей механизма об­разования погрешностей обработки деталей (см. рис. 1.8.4).

Под погрешностью статической настройки технологической систе­мы ARci в г'-й точке детали будем понимать отклонение радиус-вектора

Статической настройки Rci от радиус-вектора детали /?,-, определяемое для одного и того же у-го момента времени и отсчитанное в системе ко­ординат, построенной на технологических базах заготовки (рис. 1.8.22). Под размером динамической настройки технологической системы ARM

Будем понимать разницу между радиус-вектором Лф,- в г'-й точке полу­ченной поверхности детали и радиус-вектором статической настройки ЛС(, определяемые для одного и того же момента времени и отсчитанные в системе координат, построенной на технологических базах заготовки.

В результате статической настройки режущий инструмент и заго­товка должны занять требуемое исходное (начальное) относительное по­ложение и без рабочих нагрузок воспроизводить заданный закон относи тельного движения.

Начальное относительное положение режущего инструмента и заго­товки обеспечивается с помощью размерных цепей, а закон относитель­ного движения - с помощью кинематических цепей. Вследствие воздей­ствия различных факторов фактическая траектория движения и началь­ное положение резца будут отличаться от заданных.

В процессе изготовления деталей на станках статическая настройка может неоднократно нарушаться, например, при смене заготовки или замене режущего инструмента. Так, в условиях единичного и мелкосе­рийного производств в процессе обработки одной заготовки происходит многократная смена режущего инструмента отдельно или совместно с инструментальным блоком.

В зависимости от технических, технологических и организационных причин сменными элементами технологической системы, установка ко­торых влияет на точность статической настройки, могут быть не только заготовка и режущий инструмент, но и приспособление, стол, инстру­ментальный блок, шпиндельная бабка. К примеру, в условиях крупносе­рийного и массового производства во время обработки партии деталей происходит смена заготовки или спутника с заготовкой при постоянном режущем инструменте,

При использовании агрегатных станков в среднесерийном произ­водстве, чтобы снизить затраты времени на переустановку и настройку режущего инструмента, автоматически меняют шпиндельную коробку при переходе на обработку заготовки другой детали.

Статическую настройку технологической системы осуществляют в два этапа. Сначала настраивают кинематические цепи на заданный закон относительного движения баз под установку заготовки и инструмента, затем устанавливают заготовку и режущий инструмент. Такая последова­тельность объясняется тем, что при установленных заранее заготовке и инструменте нельзя осуществить заданный закон относительного движе­ния без съема материала с заготовки.

Разработка модели статической настройки токарного станка начина­ется с построения эквивалентной схемы (рис. 1.8.23, а) на основе размер­ной цепи, замыкающим звеном которой является радиус-вектор FM, со­единяющий начало системы координат 1П, построенной на вспомогатель­ных базах трехкулачкового патрона, используемых для базирования заго­товки, и вершину (точка М) резца.

Построив координатные системы на шпинделе 1Ш и постро­

Енных на основных базах звеньев кинематической цепи вращения шпин­деля и на резцедержавке 2Р и 2,+ь построенных на основных базах звеньев кинематической цепи поступательного движения резцедержавки, получим эквивалентную схему статической настройки (рис. 1.8.23, а). Запишем уравнение относительного движения точки М резца в системе 1„ в соответствии с методикой вывода уравнения движения, приведенной в п. 1.8.3.

Координатные системы эквивалентной схемы имеют не только за­ранее заданные перемещения или вращения, но и случайные перемеще­ния и повороты в результате действия многочисленных факторов.

Построение математической модели механизма образования погрешности статической настройки

Построение математической модели механизма образования погрешности статической настройки

Рис. 1.8.23. Эквивалентная схема статической настройки токарного станка:

А - с учетом размерных и кинематических связей; б - приведенная

Приведем движения всех кинематических звеньев к поступательно­му движению системы £р и вращательному движению системы Тогда эквивалентная схема примет вид, показанный на рис. 1.8.23, б. Для этой эквивалентной схемы уравнение движения имеет вид:

'мс = + Мр(гр + Sp) - МШШМШГШ +rj-r, l (1.8.21)

Где FMC - радиус-вектор статической настройки; - матрица поворо­та 2Ш, обеспечиваемого кинематикой станка; Sp - вектор поступательно­го движения системы £р, обеспечиваемого кинематикой станка; М~] - матрица поворотов системы £п в системе £ш; FH, 7Ш, 7п 7р 7р - радиус-

Векторы соответственно точки М в системе точки Оп в системе точки Ош в системе направляющих станины ID точки Of в системе точки Ои в системе Ер; М"1, Л/и, Л/р - матрицы поворотов соответственно системы £ш в системе системы инструмента 2И в системе 1р, системы 1р в системе

В полученном уравнении движения режущего инструмента (без ра­бочих нагрузок) в системе координат патрона аргументами являются размерные параметры FH, 7Ш, 7п 7},7р, М„, Мш, Мю Мр и кинематические

Параметры Л/шш и Sp.

Погрешности, вызывающие отклонения статической настройки, можно разделить на две группы: геометрические неточности звеньев ки­нематических и размерных цепей и их положения и факторы, вызываю­щие погрешности положения этих звенев.

Введем в полученное уравнение относительного движения факторы, вызывающие погрешность относительного движения. В основном это геометрические неточности самих звеньев кинематических и размерных цепей и их положения. Если эти погрешности известны, то их влияние может быть учтено через изменение положения соответствующих опор­ных точек. Изменение же положения опорных точек в свою очередь вы зывает отклонения соответствующих линейных или угловых параметров координатной системы и, как следствие, нарушение заданного относи­тельного движения.

Наибольшее влияние на погрешность статической настройки обычно оказывают погрешности установки сменных элементов и, в первую очередь, заготовки, когда она базируется необработанными поверхностями.

На погрешность статической настройки существенное влияние ока­зывают и упругие перемещения, образующиеся под действием сил зажи­ма и сил тяжести. Однако в механизме их упругих перемещений имеется специфика. Если в процессе обработки действующая сила резания влияет на все звенья размерной цепи, то при установке, например, заготовки силу зажима воспринимают только сама заготовка и приспособление. На остальные звенья размерной цепи действие этих сил не распространяется.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.