Full-factor matrix model of accuracy of dimensions performed on CNC multipurpose machines

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 7 TECHNOLOGY ментные наладки , обладающие большими по - тенциальными возможностями по концентрации переходов , дают возможность выполнять все формообразующие технологические превраще - ния многономенклатурных деталей на одной токарно - автоматной операции до термической обработки , при том , что в большинстве случа - ев они выполняют всю обработку , начиная от заготовки и заканчивая готовой деталью . Но - менклатура токарных станков , работающих с многоинтструментными наладками , достаточно широка . Однако анализ уровня использования возможностей многоинструментной обработки на многоцелевых станках с ЧПУ , проведенный на заводах , показал , что наладки с параллельной многоинструментной обработкой используют - ся недостаточно [5, 7, 10 − 12]. По этой причине повышение эффективности использования тех - нологических возможностей многоинструмент - ной обработки на современных станках с ЧПУ является одной из проблем в машиностроении , ждущих своего решения . Основной предпосылкой для решения воз - никшей проблемы является теория проектиро - вания многоинструментной обработки с уче - том возможностей современных станков с ЧПУ . Теория проектирования многоинструментной обработки на современных станках с ЧПУ по - строена на основе баланса взаимного влияния сил инструментов наладки с учетом возможно - стей движения инструментов по криволиней - ным траекториям , а также произвольного про - странственного расположения инструментов в наладке . По этой причине в первую очередь важно иметь модели погрешностей обработки , учитывающие одновременное влияние всех со - ставляющих сил резания всех инструментов на - ладки в многоинструментных наладках с про - странственным расположением инструментов и упругие перемещения по всем координат - ным направлениям технологической системы . С учетом этого была создана матричная теория точности многоинструментной обработки [6]. Однако сформированные модели погрешности обработки учитывают только плоскопараллель - ные перемещения подсистем технологической системы по координатным осям декартовой си - стемы координат XYZ [5, 6, 12]. Такой подход к моделированию процесса возникновения по - грешностей обработки для деталей с габарит - ными размерами одного порядка по всем коор - динатным направлениям допустим . На практике нередко встречаются случаи обработки деталей с габаритными размерами , резко отличающими - ся в разных направлениях , например , длинные валы ( преобладают линейные размеры ), диски и фланцы ( преобладают диаметральные разме - ры ). В этих случаях на погрешность обработки в значительной степени оказывают влияние по - вороты обрабатываемой заготовки , особенно в направлениях с резко различающимися габа - ритными размерами , и для этого возникает не - обходимость в создании полнофакторных моде - лей точности обработки , учитывающих также и угловые перемещения . Исследования других работ [1–4, 13–26] показывают , что в этой обла - сти работы носят частный характер и охватыва - ют некоторые параметры . В этих работах часто встречаются исследования многоинструментной обработки , носящие экспериментальный харак - тер . Математическое моделирование задачи и наряду с этим спецификация многоинструмент - ной обработки , можно сказать , не встречаются полно ни в одном источнике . Самое важное , что эти модели не согласуются с общими законами механики упругодеформируемых систем , поэто - му не могут использоваться для создания единой теории точности обработки , учитывающей воз - можные угловые перемещения подсистем техно - логической системы . В промышленности применяются системы автоматизированного проектирования операций на современных многоцелевых станках с ЧПУ , однако и здесь не предусмотрены возможности повышения точности обработки и производи - тельности многоинструментной обработки пу - тем методики численного определения подач на основе моделирования упругих перемещений технологической системы с учетом ограничений по точности размеров и взаимного влияния од - новременно работающих инструментов . На современных многоцелевых станках с ЧПУ решение задачи наложения технологиче - ских переходов для двухсуппортных токарных станков в имеющихся в наличии автоматизиро - ванных системах программирования операций проводится в ручном режиме методом проб и ошибок . А это еще раз подтверждает отсутствие научно обоснованной методики по проектирова - нию многоинструментной многосуппортной об - работки на многоцелевых станках с ЧПУ и по - казывает необходимость ее разработки .