Розвинуто теорію створення та проектування широкодіапазонних цангових патронів стосовно визначення просторових коливань затисненої у патроні заготовки з урахуванням зміни радіальної динамічної жорсткості патрона за кутом повороту шпинделя. Встановлено, що детермінована складова радіальної жорсткості відповідає полігармонічному процесу з суттєвими третьою, шостою та другої гармоніками, а стохастична складова є квазістатичним за кутом повороту сили процесом і законом розподілу, близьким до нормального. Розроблено пружно-деформаційну модель цангового патрона та нову математичну модель коливального процесу системи шпиндель - патрон - деталь, які з урахуванням гістерезисного характеру пружно-демпфірувальних характеристик цієї системи дозволяють комплексно оцінювати вплив демпфірувальних і пружних властивостей контактних груп цангового механізму на рівень коливань заготовки. Здійснено математичне моделювання й експериментальне дослідження та визначено просторові динамічні похибки обробки циліндричних поверхонь. Для аналізу цих похибок запропоновано спеціальні методи порівняльного спектрального аналізу. За цього визначено області наявних максимальних динамічних похибок, їх амплітудні та частотні характеристики та надано рекомендації щодо зменшення максимальних і середніх проявів динамічних похибок. Розроблено математичну модель ідентифікації пружних і демпфірувальних характеристик системи з урахуванням їх стохастичного характеру. Експериментально визначено підвищення не менше, ніж удвічі демпфірувальних властивостей синтезованих тангенціальним розтином затискних елементів широкодіапазонного цангового патрона у порівнянні з традиційними

Розроблено принципи створення високошвидкісних затискних патронів (ВШЗП) з компенсацією дії відцентрових сил, що призначені для роботи на високих частотах обертання. З використанням системно-морфологічного підходу виконано структурно-схемний синтез ВШЗП з формалізацією умов багатокритеріального відбору кращих варіантів. На підставі розроблених математичних моделей (кінцево-елементних, затискного патрона та його корпуса) теоретично досліджено вплив різних факторів на пружно-силові та міцнісні характеристики ВШЗП. Наведено результати порівняльних експериментальних досліджень різних затискних патронів з використанням розробленого динамометра на різних частотах обертання, для різних діаметрів і жорсткостей деталей. Розроблено нові конструкції ВШЗП, сформульовано рекомендації щодо їх проектування та промислового впровадження.

Уперше сформульовано, теоретично обгрунтовано та експериментально підтверджено новий принцип переналагодження затискних патронів (ЗП), який полягає у використанні евристичного прийому інтеграції діапазонів затиснення у затискних елементах (ЗЕ) з наступним їх позиціюванням, що забезпечує надійне затиснення штучних і пруткових заготовок мінімальною кількістю ЗЕ. Розроблено матричний метод структурно-схемного синтезу швидкопереналагоджуваних та широкоуніверсальних затискних патронів з широким діапазоном затиснення, що створює передумови автоматизації їх компоновочного проектування. Одержано закономірності розподілу радіальних сил затиснення за довжиною робочих поверхонь позиційних ЗЕ для їх різних кутових положень у статиці та режимі усталеного обертання, що дозволяє вибрати раціональні конструктивні параметри для забезпечення надійного затиснення за наперед заданих кінематичних та експлуатаційних параметрів. Розроблено математичну модель оцінки впливу точності ЗП з позиційними багатопрофільними ЗЕ на вихідну точність поверхонь оброблюваних деталей, що дозволяє враховувати похибки, викликані геометричною неточністю патрона, та похибки, які виникають внаслідок дії силового навантаження за умов процесу різання.

Наведено результати теоретичних досліджень адаптивних затискних елементів токарних патронів, які створені навмисним введенням до їх конструкції зон деформації. З використанням CAD/CAE-систем проведено оцінку умов затиску у зоні контакта між адаптивними затискними елементами та поверхнею затиску. Проаналізовано напружений стан зони адаптації запропонованих затискних кулачків.

Проаналізовано конструкції токарних патронів та встановлено основні напрямки для їх оптимізаційного проектування. Надано вирази для визначення пружних деформацій тонкостінного кільця при закріпленні його в трикулачковому патроні залежно від виду закріплення (в стиск, або в розтиск). Розміри опорної поверхні кулачків патрона оптимізовано за критерієм мінімального відхилення від круглості отвору закріпленого в ньому циліндричного кільця. Оптимізацію виконано у два етапи. Перший етап передбачає оптимізацію ширини опорної поверхні, а другий - оптимізацію її діаметра. Досліджуючи поведінку скінченно-елементної моделі для широкого діапазону навантажень і розміри кілець, зокрема їх кривизни (відношення товщини поперечного перерізу кільця до його серединного радіуса) в межах 1/5 - 1/20, виявлено, що відхилення від круглості отвору закріпленого в патроні кільця: збільшується лінійно зі збільшенням навантаження на кулачок, а також обернено пропорційно їхній кривині в третьому степені (для кілець малої кривини); зменшується зі збільшенням ширини кулачка. При цьому для відношення діаметрів опорної поверхні кулачка до базової (зовнішньої) поверхні кільця: меншого від одиниці досягаються максимальні похибки; близького до одиниці похибка зменшується; більшого від одиниці практично не змінюється. Показано графічні залежності відхилення від круглості отвору сталевого кільця, від ширини опорної поверхні кулачка та відношення діаметрів кулачка і кільця в контакті. Дослідженням деформації побудованої скінченно-елементної моделі технологічної системи "кільце-кулачки трикулачкового самоцентрувального патрона" визначено оптимальні параметри опорної поверхні кулачків за критерієм найменшого відхилення від круглості отвору кільця. Верифікація скінченно-елементної моделі виконана за допомогою порівняння результатів чисельного аналізу з обчисленими величинами деформації кільця та відхилення від круглості його отвору при закріпленні в патроні з вузькими кулачками підтвердила її адекватність і точність. Розбіжність результатів за обома методами склала менше 2,5 %, що цілком достатньо для інженерного прогнозування.

Індекс рубрикатора НБУВ: К632-541.43

Рубрики:

Токарна обробка металів

Шифр НБУВ: ДС41507 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К632-541.43

Рубрики:

Токарна обробка металів

Шифр НБУВ: ДС41507 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К632-541.43

Рубрики:

Токарна обробка металів

Шифр НБУВ: ДС41507 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К632-541.43

Рубрики:

Токарна обробка металів

Шифр НБУВ: ДС41507 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К632-541.43-02

Рубрики:

Токарна обробка металів

Шифр НБУВ: РА429396 Пошук видання у каталогах НБУВ