Вы здесь

Метод і прилади підвищення точності технологічного обладнання з ЧПК при виготовленні деталей приладів

Автор: 
Плотников Олександр Олександрович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2007
Артикул:
3407U000627
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

розділ 2
основні фізичні засади побудови зонної
точності металообробляючих верстатів
Як показують попередній розгляд проблеми (р. 1), на заваді досягнення високої
точності у приладобудуванні існує низка проблем, які неможливо здолати без
достеменного вивчення фізико-математичного підґрунтя процесів впливу на
кінцевий продукт.
Досить простий розгляд питання про точність визначення координати при фізичному
торканні вимірювального інструменту до деталі вказує на те, що за наближення до
високої точності вимірювання існує проблема неоднозначностей координати
поверхні. Дослідження цього явища вказує на те, що умовно весь комплекс проблем
зв’язаних з невизначеністю моменту торкання і, як наслідок координати, є низка
властивостей як ОВ (об’єкту вимірювання з погляду на нього як на фізичний
об’єкт) так і ЧЕ (чутливого елементу) котрі самі по собі створюють ефект
подвоєності координати поверхні, який можна назвати невизначеністю поверхні.
Тому напрямок подальшого дослідження є предмет достеменного розгляду засад
створення подібного явища як такого та його вплив на загальний результат
вимірювання.
Попри велику розповсюдженість великогабаритних фрезерних верстатів та ОЦ, а
також токарних з системами CNC, вироби у приладобудуванні мають здебільшого
невеликі розміри у порівнянні з габаритами робочого столу. Так розміри деталей
у приладобудуванні рідко коли перевищують 100 мм, а їх вага – не більше за 1-2
кг, а тому робочий простір верстата використовується не повністю. Точність
позиціонування для верстатів з системами CNC по поверхні стола неоднакова і це
вимагає внесення у пам’ять системи відповідних величин корекції, які повинні
враховуватись для підтримки точності. Однак ці величини є плинні з часом роботи
верстата оскільки існує знос рушійної системи не враховуючи точність
виготовлення рушійних систем. Мало того, при роботі верстата існують найбільш
вживані ділянки робочої поверхні стола, що призводить до місцевої втрати
точності (зонної). Тобто існують ділянки де точність позиціонування може бути у
кілька разів нижче за інші (р. 1.6). Звідсіля отримуємо висновок щодо
нераціонального використання робочого простору, тобто загальна оцінка точності
роботи верстата у такому випадку призводить до прискорення
профілактично-ремонтних робіт.
Тобто існують три нагальні питання, які необхідно розглянути:
* Процеси визначення координати поверхні та їх вплив на точність цієї
технологічної операції;
* Невизначеність поверхні фізичного тіла (деталі) як наслідок неоднозначності
вимірювальних та рушійних систем верстатів;
* Зонна точність верстатів при обробці деталей у приладобудуванні.
2.1 Ефект невизначеності поверхні торкання та його вплив на точність визначення
координати
Розглядаючи процес торкання технологічних об’єктів (ТО) неможливо не помітити
кілька важливих особливостей які супроводжують це явище як з погляду фізики
процесу так і можливих технологічних задач котрі вирішуються у цей спосіб.
При визначенні координати поверхні на верстатах з ЧПК використовується ціла
низка приладів які реєструють момент торкання інструменту до поверхні деталі і
вже за отриманим сигналом фіксують координату поверхні. Працюють такі прилади
(системи контролю торкання – СКТ) завжди за одним і тим же кінематичним
способом руху, тобто – відтяжне багаторазове торкання [61, 158-164]. При цьому
координата оцінюється за кількома торканнями на мінімальній швидкості. Але для
кожної існуючої СКТ є характерним те що вона працює у релейному режимі
незалежно від конструкції. Подібна ситуація викликає цілком зрозумілу похибку у
визначенні координати поверхні ТО. Основний чинник таких процесів ще ніколи не
розглядався у технологічних процесах, хоч має досить вагомий вклад у загальний
результат вимірювання. Тому у роботі розглядається процес реєстрації координати
поверхні з погляду фізики процесу та кінематики руху разом з їх впливом на
точність отриманої координати.
2.1.1. Проблеми торкання при визначені координати поверхні деталі
При розгляді методичних засад завдяки яким визначають координату поверхні того
чи іншого ТО необхідно в першу чергу з’ясувати який саме фізичний процес буде
виконувати функції фундаментального при оцінці моменту торкання [162, 163,
164]. Аналіз (дослідження) цієї проблеми у сучасних технологічних процесах
вказує на те що всі вони базуються на фізичних властивостях поверхні ТО, до
того ж таких які мають можливість створювати стрибкоподібну зміну своєї
величини у просторі. Чинником подібного вирішення проблеми є те що СКТ мають
незначну чутливість до зміни розташування інструменту на один крок руху
верстата. СКТ налаштована на якусь одну потужність зростання твердості
(пружності тощо) матеріалу буде мати статичну похибку в залежності від цих
властивостей, основним чинником якої є зростання потужності в залежності від
глибини уявного занурення. Але для того щоб отримати сигнал торкання поверхня
повинна отримати відповідний тиск від СКТ достатньої потужності щоб мати ефект
спрацювання чутливої системи. Як наслідок прогин поверхні ТО та чутливого
елементу призводить до втрати точності. Окрім того коли оцінка точності
координати наближається до надвисоких (10-200 Е) починається вплив фізики
поведінки поверхні на рівні хімічних реакцій та молекулярного зчеплення.
Боротьба з цим явищем наприклад для вимірювальних головок контактної
конструкції вимагає вирішення двох конструкторських задач протилежного
спрямування [164, 167]. З одного боку необхідно зменшити тиск на поверхні
деталі, а з іншого необхідну потужність тиску у електричних контактах які
механічно зв’язані зі щуп-штангою.
Щ