Обґрунтування характеристик токарних кулачкових патронів з адаптивними затискними елементами

Abstract

Дисертація присвячена створенню та дослідженню адаптивних ЗЕ для оснащення токарних патронів. Запропоновано новий принцип створення ЗЕ із автоматичним набуттям форми в процесі затиску, який полягає у навмисному введенні в їх конструкцію зон деформації на основі евристичних прийомів повного та неповного розчленування ЗЕ, створення пустот в ЗЕ, або їх комбінації, використання здатних до деформування кільцевих сегментів. Розроблені теоретичні методики аналізу умов затиску в зоні контакту між ЗЕ і поверхнею затиску, а також оцінки напружено-деформованого стану у цій зоні для адаптивних ЗЕ з використанням скінченно-елементних моделей та енергетичного методу дослідження деформацій Максвелла-Мора. Експериментально досліджено залежності переміщень найбільш деформованої частини кільцевого сегменту зони затиску адаптивного ЗЕ в діапазоні його діаметрів затиску та в робочому діапазоні зусиль затиску, радіальне биття та радіальні відтискань оправок, затиснутих у адаптивних ЗЕ та ЗЕ із жорсткою геометрією, при різних зусиллях затиску. За допомогою багатофакторного експерименту досліджено вплив параметрів процесу обробки деталей, затиснутих у адаптивних ЗЕ, на якісні показники обробленої деталі. Запропоновано методику вибору раціональних параметрів при конструюванні ЗЕ з можливістю адаптації до поверхні затиску.

Диссертация посвящена созданию и исследованию адаптивных зажимных элементов (ЗЭ) для оснащения токарных патронов. Предложен новый принцип создания ЗЭ с автоматическим получением формы в процессе зажима, который заключается в преднамеренном введении в их конструкцию зон деформации на основе эвристических приемов полного и неполного расчленения ЗЭ, создание пустот в ЗЭ, или их комбинации, использование способных к деформации кольцевых сегментов. Разработаны теоретические методики анализа условий зажима в зоне контакта между ЗЭ и поверхностью зажима, а также оценки напряженно-деформированного состояния в этой зоне для адаптивных ЗЭ с использованием конечно-элементных моделей. Экспериментально исследованы зависимости перемещений наиболее деформированной части кольцевого сегмента зоны зажима адаптивного ЗЭ в диапазоне его диаметров зажима и в рабочем диапазоне усилий зажима, радиальное биение и радиальные отжимания оправок, зажатых в адаптивных ЗЭ и ЗЭ с жесткой геометрией, при различных усилиях зажима. С помощью многофакторного эксперимента исследовано влияние параметров процесса обработки деталей, зажатых в адаптивных ЗЭ, на качественные показатели обработанной детали. Предложена методика выбора рациональных параметров при конструировании ЗЭ с возможностью адаптации к поверхности зажима.

The thesis is devoted to the creation and research of adaptive clamping elements for equipping lathe chucks. A new principle of creating clamping elements with automatic entry forms during the clamping is proposed, which deals with the introduction into their design zones of deformation, which based on heuristic methods of full and partial dismemberment of clamping elements, creating voids in the clamping elements, or a combination, use capable of deformation ring segments. The theoretical methods of analysis of clamping conditions in the contact zone between the clamping element and the clamping surface is developed as well as the assessment of stress-strain state in the area for adaptive clamping elements using finite-element models and Maxwell-Mohr energy method. The deformations are experimentally investigated depending on the most deformed part of the ring segment of adaptive clamping element clamping zones in the range of its clamping diameter and operating range of clamping Using multi factorial experiment, investigated the influence of parameters of machining, which clamped in adaptive clamping elements on quality indicators machined work piece. The method of selecting rational parameters in the design of clamping elements with the ability to adapt to the surface of the clamp was proposed.