Здійснено комплексний аналіз процесів у динамічній системі верстата. Виявлено основні віброактивні системи приводу головного руху. Розроблено методологію удосконалення віброакустичних характеристик верстата, що базується на використанні сучасних інформаційних технологій аналізу стохастичних процесів. Обгрунтовано принципово нову методику математичного моделювання віброакустичних процесів у динамічній системі верстата, яка полягає у комплексному застосуванні двох різнорідних математичних моделей: емпіричної та теоретичної. Експериментально визначені спектри описано нелінійною залежністю, яка включає взаємозв'язаний масив коефіцієнтів, що визначаються за спеціальною методикою та є основою для побудови емпіричної математичної моделі верстата. Встановлено основні джерела вібраційних збурень. Запропоновано вдосконалену конструкцію приводу токарного верстата та комплекс рекомендацій щодо зниження віброакустичної активності.

Розглянуто питання вдосконалення існуючого та розроблюваного металорізального обладнання токарної групи для здійснення нетипової операції - обробки полігональних поверхонь за методом кінематичного налагодження. Створено математичну модель технологічної системи, в якій здійснюється обробка полігональної поверхні. Модель містить 9 диференційних рівнянь другого порядку, 6 з яких описують радіальні коливання, а 3 - крутильні. Проаналізовано вплив технологічних та інших факторів на поведінку системи, а також похибки формоутворення полігональної поверхні. Здійснено еспериментальні дослідження технологічної системи у статиці, впливу технологічних та інших факторів на характерний розмір обробленої полігональної поверхні та виробничі дослідження цієї системи. Проведено порівняння результатів математичного моделювання й експериментальних досліджень й одержано задовільні результати. На підставі проведених теоретичних і експериментальних досліджень запропоновано принцип створення спеціалізованого програмного забезпечення. Розроблено загальні рекомендації щодо використання способу та пристрою для обробки полігональних поверхонь, а також рекомендації стосовно модернізації існуючого металообробного обладнання токарної групи. Прогнозований економічний ефект передбачає швидку окупність заходів щодо модернізації.

Створено наукові засади автоматичного зрівноваження шпиндельного вузла під час механічної обробки деталей, які мають конструктивно-зумовлену неврівноваженість завдяки цілеспрямованому силовому впливу на технологічну систему та зниженню рівня коливань верстата. На базі побудованої морфологічної матриці розроблено нові схеми та систему автоматичного зрівноважування шпиндельного вузла, яка має гідравлічний привід для повороту коригувальних мас у положення компенсації технологічного дисбалансу. Розроблено та досліджено математичну модель приводу для автоматичної компенсації векторів динамічної (моментно-силової) неврівноваженості шпинделя, яка дозволяє керувати процесом гальмування коригувальних дисків завдяки силам рідинного тертя, які створюються у спряженні коригувальний диск - гальмівний поршень на підставі визначення перехідних характеристик руху поршня, тиску у гідроциліндрі та гальмового моменту. Розглянуто кінематику та динаміку зрівноваження технологічного дисбалансу коригувальними дисками, які встановлюють на шпиндель в одній і двох площинах корекції. Розкрито механізм повороту коригувального диска від кута повороту шпинделя за відносного руху. Визначено похибки центрування шпинделя з дисбалансом, що виникають внаслідок нечутливості коригувальних мас і деформації технологічної системи. За цього одержано диференціальні рівняння, які дозволяють визначити зміщення шпинделя з урахуванням уточнених координат елементів системи. Розроблено методику проектування та нові конструкції пристроїв для автоматичного центрування незрівноваженого шпиндельного вузла верстата.

Викладено результати спільних досліджень концерну "Веркон" і кафедри Конструювання верстатів і машин Національного технічного університету України "Київський політехнічний інститут". Удосконалено верстати токарної групи. Дослідження направлено на підвищення точності металообробного обладнання.

Розглянуто конструктивні особливості шпиндельних вузлів та визначено їх основні параметри, що впливають на точність. Визначено статичні та динамічні характеристики контактних з'єднань та характеристики точності обертання шпиндельних вузлів. Досліджено робочі процеси у верстатах. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження просторових нестаціонарних стохастичних сил різання. Здійснено теоретичні та експериментальні дослідження деформативності шпиндельних вузлів під дією стохастичних сил різання. Використано математичні моделі енергетичних процесів для встановлення основних параметрів виходу шпинделя в позицію. Досліджено специфічні динамічні процеси верстата з переміщуваним шпиндельним вузлом. Показано, що наявність гіроскопічних моментів приводить до появи параметричних автоколивань в динамічній системі верстата із переміщуваним шпиндельним вузлом. Запропоновано заходи зі зниження інтенсивності автоколивань, а відповідно і підвищення динамічної точності верстата.

The article aims at developing a digital model of a lathe and the related technology for its assembling. The study is based on analyzing the service purpose and technological capabilities of modern modular machine tools, justification and development of the machine tool design according to the specified production conditions, and development of a technological process for assembling the proposed modular machine tool. The geometric modeling techniques and the design documentation were implemented to justify the rational choice of design parameters of the machine tool design and its spatial model. The proposed approach also considers structural elements and the relationships between them. As a result, a conceptual approach was proposed to design technological processes of lathe assembly with a wide range of technological capabilities. It allows implementation of the up-to-date strategy from idea to finished product at industrial enterprises. The practical significance of the obtained results for the machine-building industry is in the proposed practical recommendations for developing the technological process for assembling lathes.

Визначено, науково обґрунтовано і вирішено проблему підвищення точності оброблення великогабаритних деталей шляхом удосконалення конструкції несучої системи важких токарних верстатів з ЧПК підвищеної точності. Проаналізовано методи підвищення точності технологічної системи, структуру виникнення похибок при обробленні нежорстких деталей. Розроблено структурні та функціональні моделі керування точністю важкого верстата. Розроблено модель роботи несучої системи важкого токарного верстата з урахуванням пружних і теплових деформацій. Розроблено методи керування точністю важкого токарного верстата зі зворотнім зв’язком за складовими несучої системи, прогнозованими відхиленнями, виміряними параметрами процесу оброблення. Розроблено метод компонування станин важких токарних верстатів з системою сил, розподілених навантажень, що діють на верстат під час його роботи із забезпеченням мінімальних відхилень базових поверхонь і можливістю сприйняття підвищених навантажень від маси заготовки та сил різання. Запропоновано адаптивну систему управління, що дозволяє компенсувати пружні деформації всіх елементів технологічної системи, що виникають під дією сил різання, а також теплові деформації, викликані зміною температури після початку процесу оброблення. Результати роботи впроваджені при створенні важких токарних верстатів нового покоління, а також при модернізації важких токарних верстатів. Розроблено та впроваджено рекомендації з проектування несучих систем важких токарних верстатів з ЧПК підвищеної точності. Розроблено рекомендації щодо підвищення конкурентоспроможності важких токарних верстатів.