10.14489/hb.2024.11.pp.027-037

2024, 11 ноябрь (November)

DOI: 10.14489/hb.2024.11.pp.027-037

Серегин А. А.
РАСЧЕТ ОБЪЕМНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ НАСТРОЙКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
(с. 27-37)

Аннотация. Рассмотрена проблема расчета динамической погрешности настройки технологических систем. Актуальность проблемы обоснована нарушением принципа Аббе в системах настройки на размер современного технологического оборудования. Расчет точности технологических систем основан на методе координатных систем с деформирующимися связями. Уравнения движения исполнительных узлов технологической системы составляют на основе функции формообразования. Процесс резания включен в уравнения движения на основе принципа наименьшего действия при механической обработке. Для этого переходят к вариационной производной от функционала действия по компонентам функции формообразования и времени. Полученные уравнения колебательных движений характеризуют динамическую погрешность технологической системы во время процесса обработки. Нахождение уравнений движения основано на исследовании величины угла сдвига при различных вариантах обработки. Для иллюстрации возможностей предлагаемой методики выбраны два процесса обработки: точение и фрезерование. Проведены лабораторные испытания, во время которых сравнивали результаты расчетов и экспериментальные данные. Осуществляли точение конической заготовки, обеспечивающей постоянный рост глубины резания. При фрезеровании использовали нестандартную схему – обработку не закрепленной на столе станка массивной заготовки. Результаты численного моделирования и статистические данные экспериментов различаются от 10,7 до 28,5 %.

Ключевые слова: динамическая погрешность; механическая обработка; объемная точность; последействие; принцип Аббе; принцип Зворыкина; функция формообразования.

Seregin A. A.
CALCULATION OF THE VOLUMETRIC DYNAMIC ERROR OF THE TECHNOLOGICAL SYSTEM SETTINGS
(pp. 27-37)

Abstract. The problem of calculating the dynamic error of setting technological systems is considered. The urgency of the problem is justified by the violation of the Abbe principle in the size adjustment systems of modern technological equipment. The calculation of the accuracy of technological systems is based on the method of coordinate systems with deformable bonds. The equations of motion of the executive units of the technological system are based on the shaping function. The cutting process is included in the equations of motion based on the principle of least action during machining. To do this, we proceed to the variational derivative of the functional of the action on the components of the shaping function and time. The obtained equations of oscillatory movements characterize the dynamic error of the technological system during the processing process. Finding the equations of motion is based on the study of the magnitude of the shear angle in various processing options. To illustrate the possibilities of the proposed technique, two processing processes are selected: turning and milling. Laboratory tests were carried out during which the calculation results and experimental data were compared. The turning of a conical workpiece was carried out, which ensures a constant increase in the cutting depth. When milling, a non-standard scheme was used – processing of a massive workpiece not fixed on the machine table. The results of numerical modeling and statistical data of experiments vary from 10.7 % to 28.5 %.

Keywords: Dynamic error; Mechanical processing; Volumetric accuracy; Aftereffect; Abbe principle; Zvorykin principle; Shaping function.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

А. А. Серегин (Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

A. A. Seregin (Orenburg state University, Orenburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Технологическое обеспечение требуемой точности размеров расположения поверхности детали / А. С. Мельников, М. А. Тамаркин, Г. А. Прокопец и др. // Вестник машиностроения. 2016. № 11. С. 23 – 31. URL: https://elibrary.ru/download/elibrary_27695857_79375588.pdf
2. Пегашкин В. Ф., Старостин А. П. Повышение точности обработки нежестких деталей в центрах на станках с числовым программным управлением // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2018. Т. 18, № 1. С. 51 – 57. DOI: 10.14529/engin180106
3. Телешевский В. И., Соколов В. А. Объемная геометрическая точность многокоординатных техноло-гических и измерительных систем: анализ и коррекция // Измерительная техника. 2023. № 8. С. 30 – 35.
4. Mechanism Analysis of Time-Dependent Characteristic of Dynamic Errors of Machine Tools / D. Lyu, Y. Zhao, Y. Song, et. al. // Machines. 2022. V. 10, No. 2. Р. 160 – 180. URL: https://doi.org/10.3390/machines10020160
5. Базров Б. М. Основы технологии машиностроения: учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2005. 736 с.
6. Аникеева О. В., Анцев А. В., Ивахненко А. Г. Разработка вариационного метода расчета точности металлорежущих станков // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. № 7. С. 12 – 16. URL: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_39819688_23154427.pdf
7. Подураев В. Н. Резание труднообрабатываемых материалов: учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1974. 587 с.
8. Серегин А. А., Кравцов А. Г. Мониторинг технологических систем при обработке точных поверх-ностей сложного контура // Вестник ЮУрГУ. Серия «Машиностроение». 2018. Т. 18, № 4. С. 48 – 56. DOI: 10.14529 /engin180405
9. Детали и механизмы металлорежущих станков / В. В. Каминская [и др.]; под. ред. Д. Н. Решетова. В 2 т. Т. 1. М.: Машиностроение, 1972. 663 с.
10. Филоненко С. Н. Резание металлов. Киев: Техника, 1975. 232 с.
11. Грубый С. В. Расчет сил и момента резания при фрезеровании концевыми фрезами // Известия выс-ших учебных заведений. Машиностроение. 2020. № 10. С. 26 – 37. DOI: 10.18698/0536-1044-2020-10-26-37

Eng

1. Mel'nikov A. S., Tamarkin M. A., Prokopets G. A. et al. (2016). Technological provision of the required dimensional accuracy of the surface location of the part. Vestnik mashinostroeniya, (11), 23 – 31. Retrieved from https://elibrary.ru/download/elibrary_27695857_79375588.pdf [in Russian language]
2. Pegashkin V. F., Starostin A. P. (2018). Increasing the accuracy of processing nonrigid parts in centers on nu-merically controlled machines. Vestnik YuUrGU. Seriya «Mashinostroenie», 18(1), 51 – 57. [in Russian language] DOI: 10.14529/engin180106
3. Teleshevskiy V. I., Sokolov V. A. (2023). Volu-metric geometric accuracy of multicoordinate technological and measuring systems: analysis and correction. Izmeritel'naya tekhnika, (8), 30 – 35. [in Russian language]
4. Lyu D., Zhao Y., Song Y. et. al. (2022). Mecha-nism Analysis of Time-Dependent Characteristic of Dynamic Errors of Machine Tools. Machines, 10(2), 160 – 180. Retrieved from https://doi.org/10.3390/machines10020160
5. Bazrov B. M. (2005). Fundamentals of mechani-cal engineering technology: a textbook for universities. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
6. Anikeeva O. V., Antsev A. V., Ivahnenko A. G. (2019). Development of a variational method for calculating the accuracy of metal-cutting machines. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki, (7), 12 – 16. Retrieved from https://www.elibrary.ru/download/elibrary_39819688_23154427.pdf [in Russian language]
7. Poduraev V. N. (1974). Cutting difficult-to-cut materials: a textbook for universities. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]
8. Seregin A. A., Kravtsov A. G. (2018). Monitoring of technological systems when processing precision surfaces with complex contours. Vestnik YuUrGU. Seriya «Mashino-stroenie», 18(4), 48 – 56. [in Russian language] DOI: 10.14529/engin180405
9. Reshetov D. N. (Ed.), Kaminskaya V. V. et al. (1972). Parts and mechanisms of metal-cutting machines. In 2 Volumes. Vol. 1. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian lan-guage]
10. Filonenko S. N. (1975). Metal cutting. Kiev: Tekhnika. [in Russian language]
11. Grubiy S. V. (2020). Calculation of cutting forces and moment when milling with end mills. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Mashinostroenie, (10), 26 – 37. [in Russian language] DOI: 10.18698/0536-1044-2020-10-26-37

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2024.11.pp.027-037

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2024.11.pp.027-037

and fill out the form