Наукові основи створення швидкохідних прецизійних шпиндельних вузлів металорізальних верстатів - Автореферат

У звязку з цим, наближення точності промислових виробів до точності експериментальних зразків, зменшення розсіювання значень похибки обертання шпинделя при визначених умовах виготовлення та експлуатації ШВ є актуальною технічною проблемою, вирішення якої потребує наукового обґрунтування конструктивних і технологічних рішень в процесі проектування і виготовлення ШВ та рішень функціонального характеру в процесі їх експлуатації. Задачі дослідження: Провести аналіз загальної структури оцінок точності ШВ МРВ, процесів, що визначають якість їх функціонування, особливостей застосування різних видів підшипників в опорах ШВ, конструктивних, технологічних та функціональних обмежень при створенні і експлуатації швидкохідних прецизійних ШВ на опорах кочення, стану і проблем їх теоретичного та експериментального дослідження за параметрами точності. Розробити концепцію формування точності ШВ та її забезпечення в процесі експлуатації, сформулювати принципи та створити методологічну базу комплексного теоретичного і експериментального досліджень процесів формування точності швидкохідних прецизійних ШВ на опорах кочення. Розробити математичну модель формування точності ШВ як механічної коливної системи, що складається із парціальних підсистем механізму кріплення інструменту (заготовки), власне шпинделя на опорах і корпуса ШВ. Дослідження базуються на використанні основних положень і методів: системного аналізу при розробці методології дослідження ШВ за показниками точності; теорії коливань, акустичної динаміки машин, гармонічного аналізу при розробці методики та проведенні експериментального дослідження параметрів точності обертання шпинделя; векторного аналізу, диференційної геометрії, теорії матриць, теоретичної механіки, чисельних методів при розробці пружно-деформаційних моделей радіально-упорного кулькового підшипника і опори ШВ; динаміки машин, методу сил (динамічних податливостей), методу початкових параметрів в матричній формі при розробці узагальненої пружно-деформаційної моделі системи “ШВ”; математичної статистики при обробці результатів досліджень.Питанням дослідження точності ШВ на опорах кочення присвячена велика кількість праць, які умовно можна поділити на чотири групи: до першої належать праці по дослідженню впливу точності ШВ на формування загального балансу точності верстата (В.Д.Ковальов, В.Т.Портман, В.В.Селезньова, П.М.Чернянський, В.В.Юркевич та інші); до другої - по дослідженню власної віброактивності підшипників кочення та встановлених на них роторів, зокрема й шпинделів МРВ (В.Б.Бальмонт, М.А. За результатами досліджень доведено існування взаємозалежності між похибками обертання шпинделя і похибками форми оброблюваної деталі, встановлено основні закономірності процесу формування власної віброактивності підшипників кочення та наявність взаємозвязку між похибками обертання шпинделя і віброактивністю його опор, розроблено методи контролю та діагностики ШВ за показниками точності. Це, насамперед, повязано із прийнятим при моделюванні похибок обертання шпинделів припущенням про незмінність вібраційних збурень підшипників, та певною недосконалістю методів експериментальних досліджень щодо забезпечення необхідної точності вимірювання, яка, в свою чергу, визначається дієвістю методів врахування похибок схем вимірювання та роздільною здатністю засобів вимірювання. Враховуючи те, що вихідна точність прецизійних ШВ визначається точністю виготовлення та монтажу підшипників його опор, питання встановлення закономірностей її формування є насамперед питанням формування та трансформації внутрішнього кінематичного збурення, джерелом яких є підшипники. В загальному випадку, з врахуванням комбінованої дії зовнішніх та інерційних внутрішніх навантажень, потенційна енергія деформованого стану підшипника в першому наближенні визначається залежністю: , (6) а звязок деформованого стану і-ї контактної групи підшипника з просторовим положенням його кілець описується залежністю: (7) де r10, і r20 - радіуси поперечних перетинів жолобів доріжок кочення зовнішнього і внутрішнього кілець ідеального підшипника; r30 - номінальний радіус кульки; t0 - номінальний кут контакту підшипника; H20 - радіус по дну жолоба доріжки кочення внутрішнього кільця ідеального підшипника; qi0 - кутове положення і-ї кульки відносно зовнішнього кільця підшипника; Fiц - відцентрова сила, що діє в і-й контактній групі; КГ - приведений коефіцієнт Г.Герца, що враховує зміну кутів контакту кульки з кільцями при обертанні підшипника; 2?Dri33s - характеристика похибки і-ї контактної групи; Dik - узагальнена похибка геометрії реального підшипника в і-й контактній групі; Dxs, Dys, Dzs, a, b - складові вектора ds похибки положення внутрішнього кільця реального підшипника відносно номінального стану (стану початкового контакту ідеального підшипника).Розроблено наукові основи вирішення науково-технічної проблеми підвищення точності швидкохідних прецизійних ШВ на опорах кочення на підставі встановлення закономірностей впливу факторів функціонального, конструктивног

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ