Повышение качества исполнительных поверхностей отверстий при чистовой фрезерной обработке с использованием концевых твердосплавных фрез и методов теории автоматического управления

Развитие промышленных производств и совершенствование конструкций машин и механизмов обуславливает возрастающую конструктивную сложность корпусных деталей, применяемых в таких отраслях промышленности как судостроение, авиастроение и т.д. Корпусные детали являются базовыми единицами в узлах машин, и характеризуются наличием в них поверхностей пространственно-сложной формы и разного рода базирующих высокоточных отверстий, что обуславливает повышенный уровень трудоемкости их изготовления. Данные условия определяют необходимость использования при производстве в качестве технологического оборудования обрабатывающие центры с ЧПУ в силу возможности выполнения расширенного состава технологических переходов с использованием различных режущих инструментов, а также способности быстро перенастраиваться на изготовление других деталей, что особенно актуально в многономенклатурном производстве. Как известно, получение высокоточных отверстий традиционно осуществляется в несколько операций, что определяет необходимость применения значительного количества узкопрофильного инструмента (сверла, зенкеры, развертки и т.д.). С экономической точки зрения такая ситуация является неэффективной, в силу высокой стоимости инструмента, его неуниверсальности и трудоёмкости настройки на исполнительный размер. Поэтому обработку отверстий целесообразнее производить многофункциональным режущим инструментом, в частности концевыми фрезами. С другой стороны, повышение качества обрабатываемых изделий и, следовательно, повышение экономической эффективности производства обеспечивается за счет алгоритмов системы управления обрабатывающих центров с ЧПУ. При этом основной задачей является непрерывный контроль чистоты обрабатываемой поверхности и корректировка управляющих сигналов, действующих на мехатронные модули подачи станка. В заявляемом проекте предлагается рассмотреть вопросы чистовой обработки отверстий высокой точности методом фрезерования с применением методов автоматического управления с целью разработки алгоритмов для системы ЧПУ, что в совокупности обеспечит повышение точности обработки деталей. Такой технологический прием может эффективно заменить традиционные методы обработки в многономенклатурном производстве. Несмотря на имеющийся опыт таких работ справочных данных и научных исследований по такой технологии крайне мало. Поэтому решение задач, направленных на повышение качества исполнительных поверхностей отверстий, получаемых при фрезерной обработке с использованием различных методов формообразования, является актуальной проблемой. Соответственно, для решения описанной проблемы в данном проекте предполагается: 1) разработать математическую модель, описывающую процесс возникновения волнистости при обработке отверстий на обрабатывающих центрах с ЧПУ многофункциональным фрезерным инструментом; 2) сформировать рекомендации по выбору параметров и режимов обработки для обеспечения требуемого уровня качества исполнительных поверхностей отверстий при заданной производительности; 3) разработать математическую модель мехатронного модуля подачи инструмента и синтезировать алгоритмы для системы управления с ЧПУ.