Наукові основи оцінки динамічної якості верстатів і їх вузлів при агрегатно-модульному проектуванні

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorЧуприна, Володимир Михайлович
dc.contributor.degreegrantorДержавний науково-випробувальний центр Збройних сил України Міністерства оборони Україниuk
dc.date.accessioned2017-06-01T13:17:54Z
dc.date.available2017-06-01T13:17:54Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenThe basic idea is to develop a fundamentally new approach to the evaluation of dynamic performance of machine tools and machine tool systems with aggregate-modular design. Its essence lies in the development of a simplified methodology for modeling of static and dynamic characteristics of elastic tools system based on exact diakoptics methods and tensor analysis. A tensor approach to the evaluation of spatial rigidity of the individual subsystems (units) of the machine in the form of surfaces of ellipsoids is offered. An method for constructing the surface spatial compliance (stiffness) of the machine on its parts has been designed. The immediate relationship of the type surface shape of pliability of the machine and the cutting tool trajectory, which determines the accuracy of machining, was installed. The presence of such a link is confirmed experimentally by spectral analysis of the profiles parts that have been machined. On the basis of the proposed approach, the basic provisions for improving the technological rigidity and precision machining process using a machine with parallel kinematics in the composition of the robotic machine complex are developed.en
dc.description.abstractruОсновная идея работы заключается в разработке методологии принципиально нового подхода к оценке динамических показателей станков и станочных комплексов при агрегатно-модульном проектировании. Ее суть состоит в разработке на базе точных диакоптических методов вариантов разделения моделей упругой системы станка на составляющие подсистемы (узлы) и упрощение моделей для облегчения практической реализации методов на основе тензорного анализа упругой системы станка. Методология позволяет на стадии агрегатно-модульного проектирования определить и оценить статические и динамические характеристики упругой системы станка по характеристикам основных подсистем (узлов). В работе предложено оценивать пространственные упругие характеристики основных узлов станка тензорным методом с геометрической интерпретацией в виде квадратичных поверхностей – эллипсоидов жесткости или податливости. На примере шпиндельного узла показано методику определения эллипсоидов жесткости (податливости) узла расчетным методом. При этом расчет главных жесткостей шпиндельного узла выполнялся на моделях с сосредоточенными и с распределенными параметрами. Полученные поверхности пространственной жесткости узлов позволяют оценить упругие характеристики не только самих узлов, но в дальнейшем и пространственную жесткость станка в целом. Разработана обобщенная динамическая модель шпиндельного узла для расчетов с распределенными параметрами, которая максимально учитывает необходимые статические и динамические параметры узла. Также составлена универсальная программа для расчета динамики шпиндельных узлов с использованием метода начальных параметров, которая обеспечивают определение параметров эллипсоидов пространственной жесткости (податливости) шпиндельных узлов как в статике, так и в динамике. С целью оценки пространственной жесткости упругой системы станка разработан метод построения поверхности статической пространственной податливости станка на основе эллипсоидов податливости основных подсистем (узлов). Эта поверхность графически отображает анизотропию пространственной податливости станка в зоне резания, то есть величину податливости станка в зависимости от направления ее измерения в рабочем пространстве. Форма и параметры поверхности непосредственно влияют на точность обработки деталей. Предложен оригинальный метод определения поверхности динамической пространственной податливости станка, которая строится на основе поверхности статической податливости с использованием максимальных коэффициентов динамичности по главным осям системы, полученных на основе динамических характеристик станка экспериментальным или расчетным путем. Эта поверхность отражает максимальную динамическую пространственную податливость упругой системы станка и позволяет оценить точность обработки деталей на станке в динамических режимах его работы. С помощью моделирования установлена прямая связь формы поверхности пространственной жесткости станка и вида траектории режущего инструмента относительно детали, что наглядно показано при моделировании расточной операции (причем как в статике, так и в динамике). Наличие такой связи подтверждена экспериментально путем спектрального анализа круглограмм деталей, обработанных на станке. Эта связь особенно весомо проявляется при обработке фасонных поверхностей, где сила резания меняет свое направление в пространстве. Она определяет точность обработки на станке в зависимости от формы и параметров поверхности пространственной податливости (жесткости) станка, что при известных нагрузках позволяет оценивать и прогнозировать граничную точность обработки деталей. Таким образом, появляется возможность получить оценочные характеристики достижимой точности на этом станке еще на этапе проектирования его конструкции. На основе предложенного подхода разработан метод повышения технологической жесткости при резании станка-робота с параллельной кинематикой в составе роботизированного станочного комплекса, что существенно повышает точность обработки деталей.ru
dc.description.abstractukОсновна ідея роботи полягає в розробці принципово нового підходу до оцінювання динамічних показників верстатного обладнання при агрегатно-модульному проектуванні. Його сутність полягає у розробці методів спрощеного моделювання статичних і динамічних характеристик пружної системи верстатів та верстатних комплексів на основі точних методів діакоптики і тензорного аналізу. Запропоновано тензорний підхід до оцінювання просторової жорсткості окремих підсистем (вузлів) верстата у вигляді поверхонь еліпсоїдів. Розроблено метод побудови поверхні просторової піддатливості (жорсткості) верстата по вузлах. Встановлено прямий зв’язок форми поверхні просторової жорсткості верстата і виду траєкторії ріжучого інструменту, що визначає точність обробки на верстаті. Наявність такого зв’язку підтверджена експериментально, шляхом спектрального аналізу круглограм деталей, оброблених на верстаті. На основі запропонованого підходу, сформульовані основні положення щодо підвищення технологічної жорсткості та точності процесу механічної обробки при використанні верстатів з паралельної кінематикою у складі роботизованого верстатного комплексу.uk
dc.format.page38 с.uk
dc.identifier.citationЧуприна, В. М. Наукові основи оцінки динамічної якості верстатів і їх вузлів при агрегатно-модульному проектуванні : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти / Чуприна Володимир Михайлович. – Київ, 2017. – 38 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/19542
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectверстатuk
dc.subjectвузолuk
dc.subjectагрегатно-модульне проектуванняuk
dc.subjectтензорuk
dc.subjectеліпсоїдuk
dc.subjectпросторова жорсткістьuk
dc.subjectпіддатливістьuk
dc.subjectповерхняuk
dc.subjectверстати з паралельною кінематикоюuk
dc.subjectроботизований верстатний комплексuk
dc.subjectmachine-toolen
dc.subjectuniten
dc.subjectaggregate-modular designen
dc.subjectthe tensoren
dc.subjectellipsoiden
dc.subjectspatial stiffnessen
dc.subjectductilityen
dc.subjectsurfaceen
dc.subjectparallel kinematicsen
dc.subjectcomplex robotic machine-toolen
dc.subjectстанокru
dc.subjectузелru
dc.subjectагрегатно-модульное проектированиеru
dc.subjectтензорru
dc.subjectэллипсоидru
dc.subjectпространственная жесткостьru
dc.subjectподатливостьru
dc.subjectточностьru
dc.subjectповерхностьru
dc.subjectпараллельная кинематикаru
dc.subjectроботизированный станочный комплексru
dc.subject.udc621.7:621.9.01-112.6(043.3)uk
dc.titleНаукові основи оцінки динамічної якості верстатів і їх вузлів при агрегатно-модульному проектуванніuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.leveldoctoruk
thesis.degree.nameдоктор технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.03.01 – процеси механічної обробки, верстати та інструментиuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Chupryna_aref.pdf
Розмір:
2.33 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.8 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Автореферати (вільний доступ)