Разработка методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников

Размещено на http://www.allbest.ru/

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И ИЗМЕРИТЕЛЬНО-УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ КОМПЛЕКСА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВКЛАДЫШЕЙ ПОДШИПНИКОВ

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

БОБАКОВ Дмитрий Александрович

Тамбов 2007

Работа выполнена в Тамбовском государственном техническом университете на кафедре «Радиоэлектронные средства бытового назначения»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Пудовкин Анатолий Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Мордасов Михаил Михайлович

кандидат технических наук, доцент Суслин Михаил Алексеевич

Ведущая организация: АООТ НИИ «Электромера», г. Санкт-Петербург

Защита диссертации состоится « 28 » ноября 2007 г. в ____ часов на заседании диссертационного совета Д 212.260.01 Тамбовского госу-дарственного технического университета по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ, Большой зал.

Отзывы в двух экземплярах, скрепленные гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, 106, ТГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «_____» ________________ 2007 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета А.А. Чуриков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Повышение уровня надежности и увеличения ресурса машин и других объектов техники возможно только при условии выпуска продукции высокого качества во всех отраслях машиностроения. Это требует непрерывного совершенствования технологии производства и методов контроля качества. Вследствие того, что выборочный контроль готовых изделий ответственного назначения не гарантирует высокое качество, все более широкое распространение получает контроль в период изготовления на отдельных этапах производства.

В связи с возрастающим объемом производства биметаллических вкладышей, повышением требований к их эксплутационным характеристикам становятся актуальными задачи повышения их точности изготовления.

Решение этих задач связано как с совершенствованием технологического оборудования для производства вкладышей, так и автоматических средств измерения и контроля. Внедрение средств непрерывного активного контроля позволяет обеспечить профилактику дефектов; повысить качество изготовления деталей благодаря автоматическому поддержанию оптимальных режимов обработки и производительность изготовления вследствие сокращения вспомогатель-ного времени на контроль; облегчить работу станочников и обеспечить безопасность их труда.

Технологический процесс производства вкладышей подшипников как при массовом, так и при мелкосерийном производстве, должен гарантировать высокую точность изготовления биметаллических вкладышей для обеспечения их взаимозаменяемости.

Перечисленные обстоятельства подтверждают актуальность решаемых в диссертационной работе задач, определяют цель и основное направление исследования.

Цель работы. Цель настоящей диссертационной работы заключается в разработке и внедрении новых методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе изготовления, внедрение которых позволит повысить производительность контроля, точность изготовления и обеспечить предупреждение появления дефектов. измерительный подшипник режущий инструмент

Для достижения поставленной цели необходимо:

- провести обзор и сравнительный анализ методов и средств активного контроля геометрических показателей вкладышей и износа режущего инструмента с позиции обеспечения достаточной для технологии точности, удобства и оперативности контроля;

- разработать и исследовать метод и измерительно-управляющую систему (ИУС) непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников и износа режущего инструмента в процессе их изготовления;

- разработать математическое, алгоритмическое, схемотехническое, программное обеспечения разработанной ИУС;

- провести анализ возможных источников погрешностей измерений геометрических показателей вкладышей, износа режущего инструмента и оценить их величину;

- осуществить экспериментальную проверку действующей ИУС и внедрить в производство.

Методы исследования базируются на использовании математического моделирования, математической статистике, компьютерном моделировании и метрологии.

Научная новизна. В диссертационной работе получены следующие научные результаты:

- разработан новый метод для непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках, позволяющий осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке;

- разработаны методы автоматической подналадки режущего инструмента малыми перемещениями по результатам контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников;

- математическое и алгоритмическое обеспечения ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников, позволяющие автоматизировать процесс, повысить производительность контроля не менее чем в два раза, а также его точность и точность обработки вкладышей, что обеспечивает предупреждение появления дефектных деталей.

Практическая ценность полученных результатов состоит в разработке и внедрении ИУС непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников скольжения.

Применение разработанной ИУС позволит повысить производительность, точность контроля и точность обработки.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы приняты к использованию в ОАО «Завод подшипников скольжения» г. Тамбов и в учебном процессе ТГТУ.

Апробация работы. Основные научные результаты работы обсуждались и получили положительную оценку на следующих конференциях: на IX, XI, XII научных конференциях ТГТУ Тамбов 2004, 2006, 2007 г и на 4-й международной заочной научно-практической конференции «Наука на рубеже тысячелетий» Тамбов 2007 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ, из которых 3 статьи в ведущих рецензируемых научных журналах, 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, трех приложений, изложена на 149 страницах машинописного текста и содержит 24 рисунка, 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы. Раскрыты научная новизна и практическая ценность.

Первая глава посвящена исследованию современного состояния техники измерения линейных размеров изделий и износа режущего инструмента. Отмечена важность решения проблемы контроля качественных показателей вкладышей подшипников, изготовленных из биметаллов, создания и внедрения методов и средств непрерывного активного контроля их геометрических показателей.

В главе формируются требования, предъявляемые к функциям современных средств измерения геометрических размеров изделий и износа инструмента, проводится обзор и сравнительный анализ существующих методов и средств указанного назначения, определяются задачи исследования.

Показано, что существующие методы и средства контроля геометрических параметров изделий не удовлетворяют современным требованиям практики непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей с позиции обеспечения высокой производительности и оперативн6ости контроля.

Во второй главе дано описание предлагаемого метода непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в технологическом процессе их изготовления, а также методов повышения точности обработки вкладышей.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработан метод непрерывного активного контроля геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема, позволяющий повысить точность обработки, производительность контроля, обеспечить предупреждение дефектов.

Реализация метода сос-тоит в следующем.

В режиме наладки настраивают индуктивные измерительные преобразова-тели 1, 2, 3 и 4 по эталонному вкладышу 5, для чего укладывают в контрольном гнезде эталонный вкладыш, который выравнивается двумя толкателями, зажимается при-жимом неподвижно в контрольном гнезде и регист-рируются перемещения индук-тивных преобразователей 1 и 2 (рис. 1 и 2). Далее устанавливаются преобразо-ватели 3 и 4 на фиксированном расстоянии h₀ относительно базового гнезда 6 и регистрируется расстояние ДН между датчиками 3, 4 и плоскостью разъема эталон-ного вкладыша (рис. 2а). Затем освобождают эталон-ный вкладыш, снимают его из контрольного гнезда, производят обработку и контроль геометрических параметров вкладышей подшипников.

В режиме измерения вкладыш с помощью механизма загрузки автоматически подается в зону обработки, выравнивается двумя толкателями и зажимается прижимом неподвижно в контрольном гнезде, при этом с помощью индуктивных преобразователей перемещений 1 и 2 (рис. 1), установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, контролируется прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда по образующей.

Разница

и , (1)

Рис. 2 Схема расположения индуктивных преобразователей в процессе протягивания плоскости разъема вкладыша

где l₁, l₂ - перемещения соответственно первого и второго индуктивных преобразователей перемещений, указывает не только на неполное прилегание образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда (рис. 2 б и в).

Бесконтактные индуктивные преобразователи 3 и 4, установленные выше режущего инструмента на рабочих салазках вертикально-протяжного станка на фиксированном расстоянии h₀ относительно базового гнезда, при их перемещении относительно плоскостей разъема в процессе протягивания фиксируют расстояния (ДН¹, ДН²) и (ДН³, ДН⁴) соответственно между датчиками 3 и 4 и плоскостями разъема вкладыша. Расстояния ДН¹ и ДН³ фиксируются соответственно преобразователями 3 и 4 в крайнем верхнем положении их на расстоянии 2,5 мм от верхнего торца вкладыша, а расстояния ДН² и ДН⁴ - в крайнем нижнем положении датчиков 3 и 4 на расстоянии 2,5 мм от нижнего торца вкладыша. Высота обработанного вкладыша Н определяется как

, (2)

где Н₀=(D/2 - 1); D - диаметр контрольного гнезда; h₀ - расстояние между бесконтактным датчиком и гнездом; ДН₁=(ДН¹ + ДН²)/2; ДН₂=(ДН³ + ДН⁴)/2.

Изменение расстояния ДН=(ДН₁ + ДН₂)/2 между преобразователями 3, 4 и плоскостями разъема вкладыша указывает на отклонение высоты вкладыша. Отклонение высоты обработанного вкладыша возможно и за счет неравномерного износа режущего инструмента (рис. 2)

, (3)

где ДН_э - расстояние между преобразователями 3, 4 и плоскостью разъема эталонного вкладыша; ДН₁ и ДН₂ - расстояния соответственно между преобразователями 3, 4 и плоскостями разъема обработанного вкладыша.

Непараллельность каждой плоскости разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности определяется как разница расстояний между плоскостями разъема вкладыша и преобразователяим 3 и 4 в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях относительно разъема вкладыша, т. е.

и , (4)

где д₅, д₆ - непараллельности плоскостей разъема вкладыша.

Таким образом, по информации, снимаемой с помощью двух индуктивных преобразователей перемещений, установленных в контрольном гнезде по образующей на расстоянии 2,5 мм от каждого торца вкладыша, судят о прилегании образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности гнезда, а отклонения высоты вкладышей и непараллельность плоскостей разъема вкладышей относительно образующей наружной цилиндрической поверхности контролируется двумя бесконтактными индуктивными датчиками, установленными на рабочих салазках вертикально-протяжного станка.

Реализация метода контроля радиальной толщины вкладыша и износа режущего инструмента в процессе тонкой расточки его внутренней поверхности на алмазно-расточном станке состоит в следующем.

Обработка вкладышей 10 на станке производится режущим инструментом 11, установленным в расточной оправке 12 (рис.3 а), при продольном перемещении стола 4. Загрузка, зажим, выгрузка и укладка обработанных вкладышей выполняется вручную. На шпиндельную головку 6 установлен кожух 13 (рис.3 б) расточной оправки, в котором под углом 75° друг к другу на расстоянии 5 - 8 мм от боковых торцов по дуге окружности вкладыша установлены три индуктивных преобразователя перемещения 14. В сквозных продольных пазах 15 кожуха 13 установлены с возможностью поворота относительно своей оси рычаги 16. Для этого в рычагах 16 по обе стороны выполнены конические гнезда, в которых своей полусферой установлены шарики 17. Другой своей полусферой они установлены в конических гнездах, выполненных на торцах винтов 18, ввинченных в кожух 13. Одно плечо рычага 16 предназначено для взаимодействия с индуктивным преобразователем перемещений 14, а на другом его плече закреплен измерительный наконечник 19 со сферическим торцом, предназначенный для взаимодействия с внутренней поверхностью измеряемого вкладыша 10.

В режиме наладки настраивают индуктивные преобразователи перемещений 14 по эталонному вкладышу, для чего эталонный вкладыш укладывают в приспособлении 7 для обработки, зажимают неподвижно прижимом 20, и регистрируют перемещения индуктивных преобразователей. Затем освобождают эталонный вкладыш, снимают его из приспособления, устанавливают обрабатываемый вкладыш в приспособле-

Рис. 3 Схема расположения индуктивных преобразователей в процессе расточки внутренней поверхности вкладыша

ние 7, производят растачивание внутренней поверхности вкладыша и контроль его толщины в процессе растачивания. При этом вкладыш 10 зажимается прижимом 20 неподвижно в приспособлении 7 для обработки вкладыша и с помощью стола 4 подается в зону обработки. С помощью трех индуктивных преобразователей 14, расположенных под углом 75° друг к другу и установленных на расстоянии 5 - 8 мм от боковых торцов по дуге окружности вкладыша в кожухе 13, контролируют отклонение радиальной толщины вкладыша от эталона. Информация с индуктивных преобразователей перемещений 14 поступает в микропроцессорное устройство для последующей обработки результатов измерений.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Принимая во внимание, что внутренняя поверхность вкладыша должна иметь форму «лимона», получаемую смещением относительно друг друга осей наружной и внутренней поверхностей на величину е (рис. 4), выражение для определения радиальной толщины вкладыша имеет вид:

, (5)

где D - диаметр наружной цилиндрической поверхности вкладыша; d - диаметр внутренней цилиндрической поверхности вкладыша; е - величина смещения осей наружной и внутренней поверхностей вкладыша относительно друг друга; б - угол расположения преобразователей перемещения; о - износ режущего инструмента.

Далее измеренная по трем образующим цилиндрической поверхности радиальная толщина стенки обработанного вкладыша S_i сравнивается с толщиной стенки эталонного вкладыша S_этi:

. (6)

Полученные значения отклонений толщины ДS_i сравниваются с допуском д. При отклонении толщины вкладышей на величину более чем 0,8д производится останов станка.

Для того чтобы уменьшить погрешности обработки, обусловленные размерным износом инструмента, предлагается в том же измерительном цикле производить непрерывный контроль размерного износа о режущего инструмента 11 (рис.3).

Состояние режущего инструмента контролируют величине плотности оптического потока Е. Оптический сигнал, направленный на кромку режущего инструмента, формируется источником монохроматического излучения 27 и принимается фотоприемником 28. Об износе режущего инструмента о судят по измеренному фотоприемником 28 значению величины плотности оптического потока.

Таким образом, по информации получаемой с помощью трех индуктивных преобразователей, установленных в кожухе шпиндельной головки станка по дуге окружности вкладыша под углом 75° друг к другу на расстоянии 5 - 8 мм от боковых торцов и фотоприемника судят об отклонении радиальной толщины вкладышей в процессе растачивания его внутренней поверхности, а также контролируется величина износа режущего инструмента.

В работе рассматриваются вопросы повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках. Для вертикально-протяжного станка повышение точности обработки обеспечивается использованием автоматической подналадки режущего инструмента соответствующей величиной сигнала. Автоматическая подналадка заключается в корректировании положения инструмента на величину ожидаемого отклонения размера в корректируемом цикле обработки. Корректирующий или подналадочный сигнал вычисляется по результатам измерений размеров ранее обработанных деталей, с запаздыванием на один цикл обработки.

Вычисления величины подналадочного сигнала u_n (перемещение режущего инструмента вертикально-протяжного станка) можно записать в следующей форме:

(7)

где b_k - коэффициент пропорциональности; - отклонение размера детали, обработанной с подналадкой в (n - k)-м цикле; у₁ - первая деталь в партии (обработанная без подналадки); г - число циклов запаздывания, обычно при подналадке г = 1.

При г = 1 подналадочный сигнал u_n в каждом n-м цикле обработки вычисляется путем умножения измеренного отклонения размера последней, обработанной в (n - 1)-м цикле детали, на постоянный коэффициент b.

Способу подналадки пропорциональным сигналом соответствует вычисления перемещения режущего инструмента

(8)

Вычисляя значения для одного и того же набора значений , , но для разных значений b (b=0,1; 0,2;…; 0,9) и для каждого из них среднее отклонение размера

(9)

и дисперсию

(10)

строят графики зависимостей и , находят оптимальное значение b₁, при котором минимальна.

Метод автоматической подналадки режущего инструмента алмазно-расточного станка состоит в том, что в процессе измерения суммируются возникающие при обработке отклонения размеров и осуществляется подналадку по выборке 250 - 500 штук (в зависимости от типоразмера вкладыша), используя методы статистического прогнозирования. Для выборки определяется смещение центров группирования отклонения размеров (уровень настройки). При смещении центра группирования отклонений размеров в выборке более чем на удвоенное среднеквадратическое отклонение производится сравнение смещения с величиной размерного износа режущего инструмента и определяется величина подналадочного сигнала для осуществления подналадки инструмента.

Для реализации предложенного метода автоматической подналадки режущего инструмента алмазно-расточного станка малыми перемещениями необходимо построить по результатам контроля точечную диаграмму отклонения размеров X_n. Далее ее аппроксимируют прямой методом наименьших квадратов и оценивают параметры с и с₀, а также значения центрированных отклонений размеров

, (11)

и определяют среднеквадратическое отклонение

(12)

Оцененное стандартное отклонение сравнивается с истинным стандартным отклонением . При этом оцененные стандартные значения отклонений должны быть сопоставимы с истинными.

При смещении центра группирования отклонений размеров в выборке более чем на удвоенное среднеквадратическое отклонение определяется величина подналадочного сигнала для осуществления подналадки инструмента по зависимости

, (13)

где - коэффициент пропорциональности, о - износ режущего инструмента.

В работе проведена экспериментальная проверка разработанных методов, которая показала корректность теоретических положений и их работоспособность.

Таким образом, во второй главе показано, что разработанные методы по степени автоматизации, по быстродействию и точности контроля показателей качества выгодно отличаются от существующих и дают возможность использовать их для непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников скольжения.

В третьей главе дано описание разработанной ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников непосредственно в процессе их изготовления (протягивания плоскости разъема вкладыша на вертикально-протяжном станке и тонкого растачивания внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке). Приведены результаты экспериментального исследования измерительных каналов и проведен анализ точности обработки вкладышей в процессе их расточки на алмазно-расточном станке.

ИУС (рис.5) содержит пять измерительных каналов:

- первый предназначен для контроля высоты вкладышей и отклонения от плоскопараллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности;

- второй - для контроля прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности постели гнезда контрольного приспособления;

- третий - для измерения температуры поверхности вкладыша, в процессе обработки;

- четвертый - для контроля радиальной толщины вкладыша;

- пятый - для контроля износа режущего инструмента алмазно-расточного станка;

датчик положения, определяющий наличие вкладыша в зоне обработки, два микроконтроллерных модуля, в которых происходит обработка измеренных показателей по заложенной программе и модуль аналогового вывода, использующегося для управления станками и автоподналадчиками режущих инструментов.

Работа ИУС состоит в следующем. С клавиатуры вводятся исходные данные и данные настройки



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 5 Измерительно-управляющая система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей

вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков по эталонному вкладышу. Включают станки на обработку, а ИУС на контроль геометрических показателей вкладышей.

После подачи вкладыша на обработку, выравнивания и зажима его в контрольном гнезде вертикально-протяжного станка, индуктивными датчикам измеряются перемещения l₁ и l₂, вычисляются и , характеризующие величину прилегания образующей поверхности вкладыша к рабочей поверхности контрольного гнезда и сравнивается с заданными значениями и , и если выполняются условия и , то станок автоматически остановится. В случае не выполнения условий и , производится контроль температуры поверхности вкладыша в зоне резания.

После протягивания плоскости разъема включаются бесконтактные индуктивные преобразователи. Измерение осуществляется в верхнем и в нижнем положениях преобразователей на расстояниях 2,5 мм от торцов вкладыша. По измеренным значениям в двух крайних точках высоты вкладыша определяется среднее значение высоты относительно каждого разъема, т.е. , где Н₀=(D/2 - 1); D - диаметр контрольного гнезда; h₀ - расстояние между бесконтактным датчиком и гнездом; ДН₁=(ДН¹ + ДН²)/2; ДН₂=(ДН³ + ДН⁴)/2; (ДН¹,ДН²) и (ДН³,ДН⁴) расстояния соответственно между бесконтактными датчиками и плоскостями разъема вкладыша. Далее осуществляется расчет высоты вкладыша с учетом температурной деформации по зависимости и сравнение с требуемым значением H_тр. При выполнения производится выключение вертикально-протяжного станка и останавливается таймер первого модуля микроконтроллера. В случае не выполнения условия производится расчет отклонения от параллельности поверхностей разъема вкладыша относительно образующей наружной цилиндрической поверхности.

Непараллельность каждой плоскости разъема вкладыша определяется как разница расстояний между плоскостями разъема вкладыша и бесконтактными датчиками в крайнем верхнем и крайнем нижнем положениях датчиков относительно разъема вкладыша, т.е. и . Полученные значения непараллельности и сравниваются с заданным значением и в случае выполнения условия также происходит отключение станка и таймера. При не выполнении этого условия производится обработка и активный контроль геометрических показателей следующего вкладыша, а результаты контроля используются для подналадки режущего инструмента пропорциональным импульсом.

Далее обработанный на вертикально-протяжном станке вкладыш передается на обработку на алмазно-расточной станок. В процессе тонкой расточки производят контроль радиальной толщины стенки вкладыша в трех точках по его образующей посредством трех контактных индуктивных преобразователей. Результаты измерения передаются во второй модуль микроконтроллера по срабатыванию таймера. Полученные в каждой из трех точек значения толщины вкладыша сравниваются с соответствующими значениями толщины эталонного вкладыша . Полученное значение отклонения сравнивается с допуском д, в случае если , то производится отключение алмазно-расточного станка. При не выполнении этого условия производится обработка и активный контроль толщины стенки следующего вкладыша, а результаты контроля используются для подналадки режущего инструмента.

В работе также приведены результаты контроля радиальной толщины стенки вкладышей подшипников, изготовленных без подналадки режущего инструмента и с подналадкой режущего инструмента. Контроль без подналадки проводился с использованием методики МИ 207.04-93 ОАО «Завод подшипников скольжения» г. Тамбов. Контроль с подналадкой проводился с использованием разработанной ИУС. Анализ показал, что за счет применения разработанной ИУС разброс отклонений размеров партии вкладышей уменьшился более чем на 60%, при этом относительная погрешность измерения канала контроля радиальной толщины составила 3,0%, канала контроля температуры - 10%, канала износа режущего инструмента алмазно-расточного станка - 4,1%.

Производительность контроля при этом равнялась производительности алмазно-расточного станка, которая составляет 1200…1350 деталей/час, что более чем в два раза превышает производительность контроля на измерительном приспособлении СТП 369415-36. ИУС практически полностью исключает появление дефектных вкладышей.

В четвертой главе проведен анализ влияния различных компонент составляющих погрешностей на точность контроля геометрических показателей вкладышей. Выявлены доминирующие погрешности обработки вкладышей подшипников. Предусмотрена компенсация погрешностей измерения вызванных колебаниями температуры при протягивании плоскостей разъемов вкладышей и колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку во время тонкой расточки их внутренней поверхности.

В приложениях приведены описания и основные технические характеристики вертикально-протяжного и алмазно-расточного станков, а также результаты экспериментальных исследований ИУС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Разработан метод непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе их обработки на вертикально-протяжном и алмазно-расточном станках. Метод позволяет осуществить контроль высоты, непараллельности торцевых поверхностей разъема вкладыша относительно наружной образующей цилиндрической поверхности, прилегания наружной цилиндрической поверхности вкладыша к поверхности «постели» гнезда контрольного приспособления и радиальной толщины стенки вкладыша, а также износ режущего инструмента в процессе тонкой расточки внутренней поверхности вкладыша на алмазно-расточном станке.

2. Разработаны методы повышения точности обработки вкладышей на вертикально-протяжных и алмазно-расточных станках с использованием подналадки инструмента малыми перемещениями. Для их реализации разработаны алгоритмы процессов автоматической подналадки режущего инструмента вертикально-протяжных и алмазно-расточных станков для реализации ИУС.

3. Разработана ИУС контроля комплекса геометрических показателей вкладышей в процессе протягивания плоскостей разъема на вертикально-протяжном станке и расточки внутренней поверхности вкладышей на алмазно-расточном станке. Разработанные алгоритмы, математическое, схемотехническое и программное обеспечения ИУС позволяют осуществлять автоматические измерения и подналадку режущего инструмента, выявлять дефекты по геометрическим размерам, износ инструмента за один цикл обработки и сравнивать накопленный износ с допускаемым, осуществлять автоматическую компенсацию погрешностей обработки от колебаний твердости заготовки, неравномерности припуска на обработку вкладышей во время тонкой расточки их внутренней поверхности, тепловых деформаций и износа инструмента. ИУС позволила не менее чем в 2 раза повысить производительность контроля, а также не менее чем на 60% уменьшить разброс отклонений размеров обрабатываемых вкладышей. Погрешность измерения при этом не превысила 5%.

4. Выявлены доминирующие погрешности обработки вкладышей, к которым относятся погрешности, вызванные колебаниями температуры при протягивании плоскостей разъемов вкладышей и колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку во время тонкой расточки их внутренней поверхности.

По теме диссертации опубликованы следующие работы

1. С2 2006121847 RU B23B35/00(2006.01). Способ контроля толщины вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин, А.В. Колмаков, В.Н. Чернышов. №2006121847/02(023717); Заявл. 19.06.2006 // Изобретения (Заявки и патенты). 2007.

2. Пудовкин А.П. Микропроцессорная система активного контроля геометрических параметров вкладышей / А.П. Пудовкин, В.Н. Чернышов, А.В. Колмаков, Д.А. Бобаков // Проектирование и технология радиоэлектронных средств. 2003. № 4. С. 38-44.

3. Бобаков Д.А. Активный контроль толщины стенки вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин, С.П. Москвитин // Проектирование и технология электронных средств. 2006. № 2. С. 20 - 23.

4. Бобаков Д.А. Контроль комплекса геометрических параметров вкладышей подшипников в процессе их производства / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин // Вестник ТГТУ. 2006. Т.12, №4Б. С. 1137 - 1141.

5. Бобаков Д.А. Метод повышения обработки вкладышей подшипников скольжения / Д. А. Бобаков, А. В. Челноков. Труды ТГТУ: Сборник статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. Гос. Техн. Ун-та, 2004. Вып. 15. С. 266 - 269.

6. Лаврентьев А.П. Метод и оценка эффективности повышения точности обработки вкладышей подшипников скольжения / А. П. Лаврентьев, Д. А. Бобаков. ТГТУ: Сборник статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. Вып. 17. С.168-171.

7. Бобаков Д.А. Метод и измерительная система контроля толщины вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков. Труды ТГТУ: Сборник научных статей молодых ученых и студентов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. Вып. 19. С.122 - 124.

8. Бобаков Д.А. Метод подналадки инструмента малыми перемещениями / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин // IX научная конференция ТГТУ. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2004. С.284-285.

9. Бобаков Д.А. Повышение точности обработки вкладышей подшипников скольжения / Д.А. Бобаков. Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование: сб. трудов XI науч. конф. ТГТУ. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2006. С. 116 - 119.

10. Бобаков Д.А. Компенсация погрешностей измерения, вызванных колебаниями твердости заготовки и неравномерностью припуска на обработку вкладышей подшипников / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин. Фундаментальные и прокладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование: сб. трудов XII науч. конф. ТГТУ / Тамб. гос. техн. ун-т, 2007. С. 77 - 81.

11. Бобаков Д.А. Микропроцессорная система активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей / Д.А. Бобаков, А.П. Пудовкин. Наука на рубеже тысячелетий: Сборник материалов 4-й международной заочной научно-практической конференции: 30 - 31 октября 2007. Тамбов: Изд-во ТАМБОВПРИНТ, 2007. С. 216 - 222.

Размещено на Allbest.ru