Концептуальная модель управления геометрической точностью деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ
- Авторы: Некрасов Р.Ю.1, Темпель Ю.А.1
-
Учреждения:
- Выпуск: Том 21, № 3 (2019)
- Страницы: 6-16
- Раздел: ТЕХНОЛОГИЯ
- URL: https://bakhtiniada.ru/1994-6309/article/view/302036
- DOI: https://doi.org/10.17212/1994-6309-2019-21.3-6-16
- ID: 302036
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Введение. Комплексная автоматизация производственных процессов – главное достижение научно-технического прогресса. Создание и использование гибких производственных модулей и комплексов производства для материалообработки резанием приводит к приобретению и массовому использованию станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Одновременно с этим, наблюдается тенденция устаревания станочного фонда предприятий и снижения первоначального качества данного оборудования, в связи с чем актуальной является задача обеспечения и повышения качества выпускаемых изделий с одновременным снижением их себестоимости. Цель работы – повышение результативности технологических процессов при токарной обработке на станках с числовым программным управлением за счет математического и конечно-элементного моделирования. В работе исследовано напряженно-деформированное состояние детали в программном продукте SolidWorks Simulation от воздействия сил резания, и на основе математического моделирования произведен учет деформационных отклонений, получена трансформируемая CAD-модель заготовки, а также по данной модели разработана управляющая программа для станка с ЧПУ. При выполнении работы использованы следующие методы исследования: методы вычислительной математики, математического моделирования, матричного анализа, статистической обработки результатов экспериментов. Экспериментальные исследования проводились с использованием CAD/CAM системы SolidWorks Simulation, токарного центра SMTCL CAK50135, координатно-измерительной машины. В статье представлен способ управления геометрической точностью деталей, обрабатываемых на станках с ЧПУ, основанный на математическом и конечно-элементном моделировании. Контроль геометрии деталей производится по cad-модели, которая характеризует эталонную деталь. Результаты и обсуждения. При обработке двух партий заготовок, первая из которых обрабатывалась по традиционному способу, вторая – по предлагаемому, и определении надежности технологической операции было замечено, что поле рассеивания действительных значений и среднее квадратическое отклонение уменьшились по предлагаемому способу, что говорит о подтверждении его результативности, так как существенно снизился процент вероятностного брака. Причем разработанная модель управления геометрической точностью деталей, основанная на математическом и конечно-элементном моделировании, способствует сокращению основного технологического времени обработки путем исключения дополнительных уточняющих проходов режущего инструмента.
Об авторах
Р. Ю. Некрасов
Email: nekrasovrj@tyuiu.ru
Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, г. Тюмень, 625000, Россия, nekrasovrj@tyuiu.ru
Ю. А. Темпель
Email: tempeljulia@mail.ru
Тюменский индустриальный университет, ул. Володарского, 38, г. Тюмень, 625000, Россия, tempeljulia@mail.ru
Список литературы
- Putilova U.S., Nekrasov Y.I., Lasukov A.A. Loading of the manufacturing systems elements in the process of unsteady mode cutting and the models of their arrangement deviations // Applied Mechanics and Materials. – 2014. – Vol. 682. – P. 192–195. – doi: 10.4028/
- Improving dimensional accuracy of turning on CNC equipment / R.Y. Nekrasov, I.V. Solovyov, A.I. Starikov, O.V. Bekareva // Key Engineering Materials. – 2017. – Vol. 736. – P. 95–100. – doi: 10.4028/
- Numerical studies to determine spatial deviations of a workpiece that occur when machining on CNC machines / R.Y. Nekrasov, I.V. Solovyov, A.I. Starikov, Y.A. Tempel, O.A. Tempel // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01072. – doi: 10.1051/matecconf/201712901072.
- Artamonov E.V., Chernyshov M.O., Pomigalova T.E. Improving the performance of modular drills with interchangeable cutting heads // Russian Engineering Research. – 2017. – Vol. 37, iss. 7. – P. 626–627. – doi: 10.3103/S1068798X17070048.
- Mechanics of chip formation in cutting / E.V. Artamonov, D.V. Vasil’;ev, V.V. Kireev, M.Kh. Uteshev // Russian Engineering Research. – 2017. – Vol. 37, iss. 7. – P. 450–454. – doi: 10.3103/S1068798X17050069.
- Kudryashov E.A., Smirnov I.M. Tool guarantee of intermittent cutting processes // Manufacturing Technology. – 2017. – Vol. 17, N 6. – P. 887–892.
- Kudryashov E.A., Pavlov E.V., Smirnov I.M. Justification of damping cutter design for making parts for high-pressure drilling unit cylinders // Journal of Mining Science. – 2017. – Vol. 53, iss. 3. – P. 484–488. – doi: 10.1134/S1062739117032403.
- Kovalev I.A., Nikishechkin P.A., Grigoriev A.S. Approach to programmable controller building by its main modules synthesizing based on requirements specification for industrial automation // Proceedings International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing (ICIEAM). – St. Petersburg, 2017. – P. 1–4. – doi: 10.1109/ICIEAM.2017.8076121.
- Method of decomposition and synthesis of the custom CNC systems / G.M. Martinov, N.V. Kozak, R.A. Nezhmetdinov, A.I. Obukhov, L.I. Martinova // Automation and Remote Control. – 2017. – Vol. 78, iss. 3. – P. 525–536. – doi: 10.1134/S0005117917030122.
- Approach to the diagnosis and configuration of servo drives in heterogeneous machine control systems / G.M. Martinov, S.V. Sokolov, L.I. Martinova, A.S. Grigoryev, P.A. Nikishechkin // Advances in swarm intelligence. ICSI 2017 / ed. by Y. Tan, H. Takagi, Y. Shi, B. Niu. – Cham: Springer, 2017. – P. 586–594. – (Lecture Notes in Computer Science; vol. 10386). – doi: 10.1007/978-3-319-61833-3_62.
- Error compensation of complex three-dimensional surfaces machined on computer-numeric-control grinding machine tools / M. Raoufinia, Y.V. Petrakov, A. Ataei, R. Parand, K. Abou-El-Hossein // Journal of Applied Sciences. – 2009. – Vol. 9, iss. 7. – P. 1356–1361. – doi: 10.3923/jas.2009.1356.1361.
- Petrakov Y., Danylchenko M., Petryshyn A. Programming spindle speed variation in turning // Eastern European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 2, N 1 (86). – P. 4–9. – doi: 10.15587/1729-4061.2017.95204.
- Lasukov A.A., Mokhovikov A.A. Influence of modified layer of tool on stress – Strain state of cutting wedge // Proceedings – 2012 7th International Forum on Strategic Technology, IFOST 2012 [6357720]. – Tomsk, 2012. – doi: 10.1109/IFOST.2012.6357720.
- Лысенко А.Ф., Изюмов А.И., Гончаров О.В. К оценке погрешности обработки деталей при интеллектуальном управлении станком // Вестник Донского государственного технического университета. – 2014. – Т. 14, № 3 (78). – С. 96–102. – doi: 10.12737/5712.
- Структура и принципы работы интеллектуальной системы управления обработкой на станках с ЧПУ / Р.Ю. Некрасов, А.И. Стариков, И.В. Соловьев, О.В. Бекарева // Технология и материалы. – 2015. – № 4. – C. 41–48.
- Щуров И.А., Болдырев И.С. Моделирование процесса резания заготовок из композитных материалов с применением метода конечных элементов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение. – 2012. – № 12. – С. 143–149.
- Кузнецов А.С., Дроздов А.А. Технологическое обеспечение точности при обработке на станках с ЧПУ // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 2. – C. 165–170.
- Никишечкин П.А., Григорьев А.С. Практические аспекты разработки модуля диагностики и контроля режущего инструмента в системе ЧПУ // Вестник МГТУ СТАНКИН. – 2013. – № 4 (27). – C. 65–70.
- Иващенко А.П. Методы и средства контроля состояния режущего инструмента // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 12-3. – C. 393–396.
- Неизвестных А.Г., Крылов Е.Г. Анализ точности обработки деталей на станках с ЧПУ // Известия Волгоградского государственного технического университета. – 2008. – № 9 (47). – C. 89–91.
- Муселемов Х.М., Устарханов О.М., Ферзалиев И.А. Применение метода конечных элементов при расчете трехслойных балок // Наука в цифрах. – 2016. – № 1. – C. 14–16. – doi: 10.21661/r-114933.
- Шаламов В.Г. Математическое моделирование при резании металлов. – Челябинск: Изд-во ЮжУрГУ, 2007. – 100 c.
- Иванов В.И. Технологическое обеспечение точности и математическое моделирование процессов механообработки в машиностроении. – Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2001. – 194 с.
- Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. Т. 2 / под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. – М.: Машиностроение, 1986. – 418 с. – ISBN 5-217-03085-2.
Дополнительные файлы
