Ковалевська Олена Сергіївна. Підвищення точності технологічних процесів контурного фрезерування за рахунок корекції розмірів обробки : Дис... канд. наук: 05.02.08 - 2008.
Анотація до роботи:
Ковалевська О. С. Підвищення точності технологічних процесів контурного фрезерування за рахунок корекції розмірів обробки. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – Технологія машинобудування – ДВНЗ «Донецький національний технічний університет», Донецьк, 2007.
Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі управління точністю контурного фрезерування на верстатах із ЧПУ шляхом компенсації пружних деформацій на основі корекції взаємного розташування різального інструменту та оброблюваної заготовки.
Розроблено спосіб моделювання жорсткості елементів технологічної системи металорізального верстата. Запропоновано новий підхід до проектування технологічних процесів контурного фрезерування на верстатах із ЧПУ із введенням до керувальної програми корекції пружних переміщень технологічної системи із застосуванням еталонної моделі.
У рекомендаціях щодо застосування методики до управління процесом різання запропоновані етапи розробки постпроцесора системи автоматизованого проектування для фрезерно-свердлильно-розточувальної групи верстатів.
На базі теоретичних і експериментальних досліджень розроблену методику підвищення точності контурного фрезерування шляхом компенсації пружних переміщень верстата та інструменту впроваджено у промисловість на ЗАТ НКМЗ. Очікуваний економічний ефект від її впровадження складає понад 115 тисяч гривень.
1. У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-практичну задачу, яка полягає в розробленні нових принципів прогнозування і забезпечення точності обробки. Це дозволить вирішити важливу для машинобудівних підприємств задачу управління точністю контурного фрезерування на верстатах із ЧПУ за рахунок компенсації пружних деформацій на основі корекції взаємного розташування різального інструменту і оброблюваної заготовки.
2. Уперше розроблено спосіб моделювання жорсткості елементів технологічної системи металорізального верстата на підставі виконаного аналізу існуючих методів забезпечення точності виготовлення деталей. Розроблений метод може бути використано для підвищення точності контурного фрезерування деталей зі складними поверхнями в різних галузях машинобудування.
3. Дослідженнями встановлено змінність процесу обробки в кожній точці робочої зони верстата. Доведено непостійність впливу пружних переміщень верстата і інструменту на точність під дією однакових сил різання.
4. Обґрунтовано і експериментально підтверджено перспективність застосування еталонних моделей на основі рекурентних залежностей для підвищення точності при контурному фрезеруванні на верстатах зі змінною жорсткістю. Цьому сприяє розроблена методика створення еталонної моделі пружних переміщень верстата і інструменту при контурному фрезеруванні. Запропонована методика передбачає такі етапи: формування початкових даних шляхом проведення експерименту з метою визначення величини віджимання інструменту в статичному режимі, проведення експерименту на зразках при різних режимах різання з метою виявлення області максимального відхилення від заданого розміру, обробка даних із використанням еталонної моделі, реалізація скоректованих режимів різання при контурному фрезеруванні деталей.
5. Уперше розроблено математичну еталонну модель пружних переміщень верстата та інструменту при контурному фрезеруванні, яка відрізняється тим, що перед корекцією траєкторії інструменту визначається автоматично за програмою стан технологічної системи у: y = tз – tф, де tз – заданий припуск на обробку; tф – фактичний припуск на обробку; після чого автоматично за програмою режимами обробки здійснюється корекція руху інструменту.
6. Проведено комплекс експериментальних досліджень, який підтвердив, що впровадження результатів досліджень у виробництво дає можливість зменшити трудомісткість при фрезеруванні деталей від 20% до 24%, а також збільшити тривалість міжремонтного періоду із забезпеченням необхідної точності обробки до 30%.
7. На основі комплексу проведених теоретичних і експериментальних досліджень розроблено інженерні рекомендації щодо практичного застосування еталонних моделей на основі рекурентних залежностей до проектування технологічних процесів на фрезерних верстатах із ЧПУ, що дозволить підвищити точність обробки від 2 до 6 разів (у залежності від умов) за рахунок зменшення похибок максимальної обробки контуру, викликаної нежорсткістю технологічної системи.
8. Впровадження запропонованих еталонних моделей пружних переміщень на основі рекурентних залежностей у виробництво при виготовленні корпусних деталей на вертикально-фрезерних верстатах із ЧПУ дозволить підвищити точність технологічних процесів контурного фрезерування. Результати досліджень впроваджені на ЗАТ «Новокраматорський машинобудівний завод». Очікуваний економічних ефект – 115,480 тис. грн.
Публікації автора:
Основний зміст дисертації відображено у 24 публікаціях, у тому числі 8 статтях у фахових виданнях та 10 тезах доповідей на наукових конференціях:
Ковалевская Е. С., Ковалевський С. В., Колот Л. П. Методика прогнозирования свойств углеродистых сталей // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2002. – № 12. – С. 121-125.
Автором проведено дослідження можливості застосування математичного апарата мереж із однорідною структурою до оптимізації технологічних систем.
Ковалевская Е. С. Проектирование технологических процессов с использованием сетей с однородной структурой // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2003. – № 14. – С. 146-150.
Ковалевская Е. С. Информационная модель систем технологических процессов механообработки // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2004. – № 15. – С. 254-258.
Ковалевская Е. С. Методика прогнозирования и обеспечения точності обработки с учетом оптимальной траектории движения инструмента // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2004. – № 16. – С. 146-149.
Ковалевская Е. С. Методика прогнозирования и обеспечения качества механической обработки // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2005. – № 17. – С. 211-214.
Ковалевская Е. С., Колот Л. П. Уменьшение остаточных деформаций нежестких деталей путем правки в электромагнитном поле // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2005. – № 18. – С. 146-150.
Автором запропоновано оптимізацію процеса правки в електромагнітному полі здійснювати за допомогою застосування нейромережних технологій.
Ковалевская Е. С. Моделирование режимов резания с учетом погрешностей при фрезеровании // Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2006. – № 20. – С. 201-206.
Ковалевская Е. С., Ковалевський С. В. Повышение точности контурного фрезерования путем динамической коррекции траектории движения фрезы // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії: Збірник наукових праць. – Краматорськ: ДДМА, 2006. – № 2 (4). – С. 147-151.
Автором розроблено методику проектування ефективних технологічних процесів з урахуванням точності положення фрези.
Ковалевская Е. С. Моделирование связей параметров технологического процесса изготовления тел вращения // Нейросетевые технологи и их применение: Сборник докладов международной научной конференции. – Краматорск: ДГМА, 2002-2003. – С. 294-299.
Ковалевская Е. С. Нейросетевое прогнозирование качества термообработки сталей и сплавов // Нейросетевые технологи и их применение: Сборник докладов международной научной конференции. – Краматорск: ДГМА, 2002-2003. – С. 110-115.
Ковалевская Е. С., Медведев В. В. Нейросетевое моделирование как парадигма описания качественных преобразований в технологических процессах // Нейросетевые технологи и их применение: Сборник докладов международной научной конференции. – Краматорськ: ДГМА, 2002-2003. – С. 137-139.
Автором проведено дослідження можливості застосування нейромережного моделювання до управління технологічними процесами.
Ковалевская Е. С. Информационное моделирование технологических процессов // Нейросетевые технологи и их применение: Сборник трудов Третьей международной научной конференции. – Краматорск: ДГМА, 2004. – С. 110-115.
Ковалевская Е. С. Нейросетевая модель жесткости технологической системы металлорежущего станка // Нейросетевые технологи и их применение: Сборник трудов четвертой международной научной конференции. – Краматорск: ДГМА, 2006. – С. 143-148.
Ковалевская Е. С., Мороз О. В. Комплексный поход к определению погрешностей от суммарных остаточних напряжений при механической обработке нежестких деталей // Наука і студент ХХІ сторіччя: Збірник наукових робіт VII Всеукраїнської студентської конференції з технології машинобудування. – Краматорськ: ДДМА, 2004. – С. 72-77.
Автором запропоновано застосовувати сумісні дії залишкової напруги до визначення величини викривлення нежорстких деталей.
Ковалевская Е. С., Ковалевський С. В., Медведєв В. В. Гомеостат как перспективная модель технологических систем // Тези доповідей Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Процеси металообробки, верстати, інструменти». – Краматорськ-Київ: ДДМА, 2003. – С. 45.
Ковалевская Е. С. Исследование методов рационального выбора коэффициентов при расчете сил резания // Тези доповідей II Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку». – Краматорськ: ДДМА, 2004. – С. 95.
Ковалевская Е. С. Методика прогнозування та забезпечення точності обробки з урахуванням оптимальної траєкторії руху інструмента // Тези доповідей VIII Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених «ТЕХНОЛОГІЯ-2005». – Сєвєродонецьк: Сєвєродонецький технологічний інститут СНУ ім. Даля, 2005. – С. 62-63.
Ковалевская Е. С. Методика прогнозирования и обеспечения качества механической обработки // Тези доповідей III Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку». – Краматорськ: ДДМА, 2005. – С. 52.
Ковалевская Е. С. Методика оптимизации процесса резания на фрезерних станках с ЧПУ // Тезисы докладов ІV Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Интеллект молодых – производству 2005». – Краматорск: ЗАТ НКМЗ, 2005. – С. 119-120.
Ковалевская Е. С. Управление процессом резания с учетом динамической системы станка с ЧПУ // Тези доповідей ІV Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку». – Краматорськ: ДДМА, 2006. – С. 46.
Ковалевская Е. С., Колот Л. П. Уменьшение остаточных деформаций нежестких деталей путем правки в электромагнитном поле // Тези доповідей ІV Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку». – Краматорськ: ДДМА, 2006. – С. 48.
Ковалевская Е. С. Моделирование упругих перемещений при контурном фрезеровании на станках с ЧПУ // Тези доповідей V Міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку». – Краматорськ: ДДМА, 2007. – С. 63.
Ковалевская Е. С., Ковалевський С. В. Методика повышения точности контурного фрезерования путем компенсации упругих перемещений станка и инструмента // Тезисы докладов 1 научно-технической конференции молодых учених и специалистов «Энергомашспецсталь – 2007». – Краматорск: ЗАО ЭМСС, 2007. – С. 43-44.
Ковалевская Е. С., Колот Л. П. Способ механической обработки сложных профилей деталей на станках с ЧПУ (решение о выдаче декларативного патента на полезную модель по заявке № U2007 08519 от 24.07.07).
