Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 74 МАТЕРИАЛЫ КОНФЕРЕНЦИИ УДК 621.9(075.8) ПРОГНОЗ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ СТАНКОВ, РАБОТАЮЩИХ В УСЛОВИЯХ ПЕРЕМЕННЫХ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ К.В. МАРУСИЧ, ст. преподаватель ( ОГУ, г. Оренбург ) Статья поступила 19 сентября 2011 года Марусич К.В. – 460000, г. Оренбург, пр. Победы 13, Оренбургский государственный университет, e-mail: mkv82@mail.ru Исследованы экспериментальные тепловые характеристики станка высокой точности Deckel FP3. Уста- новлены закономерности изменения кинетики тепловых характеристик станка в зависимости от циклограм- мы его работы. Представлен метод прогнозирования температурных перемещений станков, работающих в условиях переменных тепловых режимов. Ключевые слова: станок, циклограмма, переменные тепловые режимы, тепловые характеристики, тер- модеформационное состояние. Основным направлением повышения конку- рентоспособности современных станков явля- ется улучшение их качества. При этом опреде- ляющими показателями качества выступают производительность, точность и надежность. Эти показатели тесно связаны с протекающими в станке тепловыми процессами. Погрешности, вызываемые тепловыми деформациями, состав- ляют до 30…70 % от общей погрешности обра- ботки [1]. Системы компенсации температурной по- грешности станков строятся на двух альтерна- тивных методах: прямое измерение температур- ной погрешности, непосредственно реализуемое на станке, и прогнозирование температурной погрешности. На сегодняшний день в открытой печати отсутствует описание методов прогнози- рования тепловых характеристик станков, адап- тированных к применению в системах компен- сации их температурной погрешности. Поэтому актуальной научной задачей работы является разработка метода прогнозирования тепловых характеристик станков, работающих в условиях переменных тепловых режимов. Актуальность данной работы заключается в следующем: – температурные перемещения, возникаю- щие в процессе резания, оказывают существен- ное влияние на выходную точность станков (для многоцелевых станков могут превышать 100 мкм); – прогнозирование температурных переме- щений станков на этапе их эксплуатации либо позволяет принимать решения по их минимиза- ции, либо является теоретической базой для соз- даваемых автоматизированных систем компен- сации температурных погрешностей; – в настоящее время существуют автомати- зированные системы прогнозирования темпе- ратурных перемещений станков, работающих в условиях непрерывного режима их работы, что на практике не реализуется в условиях реальной механической обработки. Для исследований переменного термо- деформационного состояния станка был вы- бран прецизионный станок высокой точности сверлильно-фрезерный Deckel FP3 (Герма- ния). Предварительно проведенная серия на- турных экспериментов выявила, что для дан- ного станка наиболее нагретыми являются поверхности несущей системы станка вблизи электродвигателя привода главного движения и шпиндельных опор [2]. Для получения бо- лее полного представления о тепловом состоя- нии станка была выполнена серия испытаний