Ключевые слова: зажимной кулачок, адаптивный зажимной элемент,
поверхность зажима, качество обработки, зона деформации.
SUMMARY
Bytsa R.O. Justification characteristics of lathe chucks with adaptive clamping elements. - The qualification scientific work on the manuscript copyright.
Ph.D. thesis in Engineering Science with major in 05.03.01 - machining processes, machine tools and tools. - Ternopil Ivan Puluj National Technical University, Ternopil, 2017.
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.
Key words: clamping jaw, adaptive clamping element, clamping surface,
Список публікацій здобувача: 1. Луців І.В. Підвищення гнучкості токарних патронів шляхом адаптації кулачків до поверхні затиску / І.В. Луців, В.Н. Волошин, Р.О. Бица // Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». - 2013. - Випуск 41, частина І. - С. 166 – 170. 2. Луців І.В. Адаптивні елементи механізмів затиску автоматизованого обладнання для токарного оброблення / І.В. Луців, В.Н. Волошин, Р.О. Бица // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль в машинобудуванні та приладобудуванні. - 2013. - Випуск 772. - С. 62 – 66.
3. Lutsiv I. Adaptation of lathe chucks clamping elements to the clamping surface / I. Lutsiv, V. Voloshyn, R. Bytsa // Machines, Technologies, Materials. International journal. Bulgaria. - 2015. - Issue 12/2015. - pp. 64-67.
Пулюя, 19–20 травня 2015 р.: тези допов. - Тернопіль: ТНТУ, 2015. - С. 116-117. 14. Луців І.В. Геометрична адаптація затискних механізмів автоматизованого обладнання для токарної обробки / І.В. Луців, В.Н. Волошин, Р.О. Бица // Матеріали ХІІІ міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку», 2— 4 червня 2015 р. : тези допов. - Краматорськ: ДДМА, 2015. - С. 66.
15. Lutsiv I. Adaptation of lathe chucks clamping elements to the clamping surface / I. Lutsiv, V. Voloshyn, R. Bytsa // Scientific proceedings of the scientific-technical union mechanical engineering «IX International Conference for Young Researches «Technical Sciences and Industrial Management»», 07–10.09.2015. - Burgas (Bulgaria), 2015. - Vol. 18/181. - pp. 42-45.
Структура і обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 163 сторінках, складається зі вступу, п’яти розділів, загальних висновків, списку використаних джерел із 118 назв, містить 82 рисунки, 8 таблиць, а також додатки
Таблиця 3.1 Кількісні критерії оцінки якості сітки скінченних елементів Тип сітки Твердотільна, стандартного типу Автоматичне ущільнення Увімкнено Параметр Якобіана Перевірка у вузлах елемента Розмір елемента 2,41791 мм Допуск 0,120896 мм
Тип елементів сітки Параболічні (High quality mesh).
б)
в)
Рис. 3.7. Схеми для визначення згинальних моментів у допоміжних станах для арки кругового обрису: а) при дії горизонтальної одиничної сили; б) при дії
поверхонь росте, що пояснюється зростанням сил різання і, як наслідок, збільшення відтискань в системі затискний патрон-заготовка.
а) б)
20. Європатент 1762339 EP, МПК В 25 В 1/24 Flexible Spannbacke für eineb Schraubstock / Jasko Sabanac. ; заявник System 3R International. - № EP20050019409 ; заявл. 8.09.2005 ; опубл. 6.04.2011. 21. Иващенко И.А. Некоторые факторы, влияющие на точность и жесткость трехкулачковых патронов / И.А. Иващенко // Станки и инструмент. -1961. - №1. - С. 29 – 31. 22. Ібрагім Фархан Салман Аль Рефо. Підвищення точності пристроїв автоматичної зміни ЗЕ в токарному модулі: Дис. ... кандидата.техн. наук: 050301. - К., 2002. - 168 с.
23. Каталог продукції компанії " Ton Fou Enterprise Co., Ltd.". URL: http://www.power-chuck-tonfou.com/ - 03.03.2015 р.
24. Каталог продукції компанії "Auto Strong". URL: http://www.auto-strong.com/web_e/company.html - 21.06.2015 р.
25. Каталог продукції компанії "Forkadt". URL: http://www.forkardt.com/germany/de-en/products/power-chucks/ - 18.05.2015 р.
26. Каталог продукції компанії "Hahn+Kolb Gruppe". URL: https://www.hahn-kolb.de/Produkte/1521.cyid/1521.cgid/de/DE/EUR/ - 19.05.2015 р.
27. Каталог продукції компанії "Kitagawa". URL: http://www.kitagawa.global/en/products - 08.02.2014 р.
28. Каталог продукції компанії "MMK Matsumoto". URL: http://www.mmkmatsumoto.com/rotary-tables/ - 12.08.2015 р.
29. Каталог продукції компанії "Rohm Semiconductor". URL: http://www.rohm.com/web/global/ - 27.03.2015 р. 30. Каталог продукції компанії "Samchully". URL: http://www.samchully.com/products.whole.php - 19.11.2014 р. 31. Каталог продукції компанії "Schunk". URL: http://www.ru.schunk.com/schunk/index.html?country=RUS&lngCode=RU&lngCode2 =RU&r= - 15.04.2015 р.
66. Новоселецький Б.В. Особливості технології обробки деталей типу тіл обертання на гнучких автоматичних лініях / Б.В. Новоселецький, Р.Г. Редько, О.І. Редько // Наукові нотатки. - 2014. - Випуск 47. - С. 125– 130. 67. Оркин В.И. Исследование усилий зажима универсальных токарных патронов / В.И. Оркин, А.И. Гильман // Технология и автоматизация машиностроения. - 1981. - Вып. 27. - С. 58 – 60. 68. Орликов М.Л. Проектирование зажимных механизмов автоматизированных станков / М.Л. Орликов, Ю.Н. Кузнецов. - М. : Машиностроение, 1987. - 142 с. 69. Офіційний сайт Берлінського технічного університету. URL: http: //www.ifw.tu-berlin.de/wzm/Forschung/Sp…/span_flexibel.htm - 09.06.2015 р. 70. Павлов А.Г. Управление динамической точностью при обработке на станках / А.Г. Павлов. - Красноярск : Изд-во Красноярского ун-та, 1989. - 176 с. 71. Патент Німеччини 4316881 DE, МПК В 23 В 31/39 Spannbackenoberteil für ein Spannfutter und Verfahren zur Vervendung desselben / Valdas S Ramunas, Richard H Monday. ; заявник Kennametal Inc. - № DE19934316881 ; заявл. 19.05.1993 ; опубл. 2.12.1993.
76. Редько Р.Г. Дослідження пружно-силових характеристик затискних цанг, виготовлених за діючими та новими технологіями / Р.Г. Редько, О.І. Редько, В.В. Шанайда, Р.А. Скляров // Наукові нотатки. - 2014. - Випуск 44. - С. 249– 253. 77. Резание с ограниченным использованием смазочно-охлаждающей жидкости // ИТО-Технология. - 2004. - №5. - С. 21 - 28. 78. Савош І.В. Спеціальне оснащення для одношпиндельних токарно-револьверних автоматів / І.В. Савош, Р.Г. Редько, О.Ю. Повстяной // Наукові нотатки. - 2014. - Випуск 47. - С. 160– 165. 79. Самонастраивающиеся зажимные механизмы: справочник / Ю.Н. Кузнецов, А.А. Вачев, С.П. Сяров, А.Й. Цървенков ; под.ред Ю.Н. Кузнецова. - К. : Техника; София: Гос.изд-вл "Техника", 1988. - 221 с. 80. Самонастраивающиеся зажимные механизмы: Справочник / Ю.Н. Кузнецов, А.А. Вачев, С.П. Сяров, А.Й. Цървенков ; под ред. Ю.Н.Кузнецова. К. : Техника; София : Техника, 1988. - 222 с.
81. Світовий патент 9817429, МПК В 23 В 31/16 Complaint top jaws with machinable inserts / Reyes P. ; заявник Eden Drive . опубл. 30.04.1998.
88. Andrae P. Hochleishing Zerspanung von aluminium knetlegierungen: Diss. - Hannover: TU, 2002. - 142 s.
89. Bahrke U. Flexible Spannbacken für die Drehbearbeitung: Diss. - Berlin: IPK, 1998. - 168 s.
90. Byme G. Advancing cutting technology / G. Byme, D. Dornfeld, B. Denkena // CIRP Annals. - 2003. - №52. - S. 483 - 507.
91. Eggert J. Schmierung von Drehfuttern / J. Eggert // Industrieanzeiger. - 1979. - №14. - S. 267 – 268.
92. Lutsiv Igor. Experimental research of deformation zone of adaptive clamping elements for lathe jaws chucks / Igor Lutsiv, Vitalij Voloshyn, Roman Bytsa // Scientific journal of the Ternopil national technical university. - 2016. - №2 (82). - pp. 55-61.
93. Lutsiv I. Adaptation of lathe chucks clamping elements to the clamping surface / I. Lutsiv, V. Voloshyn, R. Bytsa // Machines, Technologies, Materials. International journal. Bulgaria. - 2015. - Issue 12/2015. - pp. 64-67.
94. Lutsiv I. Adaptation of lathe chucks clamping elements to the clamping surface / I. Lutsiv, V. Voloshyn, R. Bytsa // Scientific proceedings of the scientific-technical union mechanical engineering «IX International Conference for Young Researches «Technical Sciences and Industrial Management»», 07–10.09.2015. - Burgas (Bulgaria), 2015. - Vol. 18/181. - pp. 42-45.
95. Mette U. Mehr Leistung mit CFK-Bandagen / U. Mette // Industrieanzeiger. - 2000. - №36. - S. 62.
96. Pahlitsch G. Plan- und Planlaufabweichungen beim Spannen von Werkstücken in Dreibackenfutter / G. Pahlitsch, W. Hellwig // Werkstattstechnik. - 1966. - №4. - S. 161 – 168.
97. Pahlitsch G. Spanngenauigkeit von Dreibackenfuttern / G. Pahlitsch, W. Hellwig // Maschinenbautechnik. - 1968. - №10. - S. 514 – 517.
99. Raschke W. Futterspannkraft als technische Grenze bei der Optimierung der Drehbearbeitung / W. Raschke, G. Wunderlich // Maschinenbautechnik. - 1983. - №12. - S. 543– 547.
100. Rudolph U. Faserverbundkünstoff erweitert die Systemgrenzen für Werkzeugmaschinenkomponenten / U. Rudolph, C. Stelzer // ZWF. - 1993. - №10. - S. 475 – 478.
101. Schulz H. Konstruktive Besonderheiten bum Hochgesehwindigkeitsdrehmaschinen / H. Schulz, T. Schneider // Werstatt und Betrieb. - 1994. - №4. - S. 873 - 875.
102. Schulz H. Bedeutung der Werkstücksteifigkeit beim Drehen / H. Schulz, H.-D. Wagner // Werkstatt und Betrieb. - 1984. - №3. - S. 173 – 174.
103. Schulz H. Ermittlung der Betriebsspankraft von Drehfuttern unter Berücksichtigung der Systemsteifigkeiten / H. Schulz, H.-D. Wagner // Industrieanzeiger. - 1987. - №35/36. - S. 53 – 54.
104. Schulz H. Nutzung der Arbeitsvermogens von Spannfuttern unter Beachtung der Systemsteifigkeit / H. Schulz, H.-D. Wagner // Werkstatt und Betrieb. - 1986. - №8. - S. 697 – 700.
105. Seliger G. Wirstsehaliche Planung automatisierter Fertigungssysteme: Diss. - Berlin: TU,1983. - 148 s.
106. Spur G. Flexible clamping jaws for circular sections / G. Spur, U. Bahrke // Seventh International Conference on Production Precision Engineering, 4th International Conference on High Technology, 15–17 September 1994. - Chiba, Japan, 1994. - pp. 277 - 282.
107. Spur G. Reserven nutzen Bauteile aus Faserverbundkünstoff erhöher die Belastbarkeit von Spannfutter / G. Spur, U. Rudolph // Maschinenmarkt. - 1994. - №38. - S. 72 – 74.
108. Spur G. Spannkraft kraftbetätiger Dreibakenfutter regeln / G. Spur, G. Stelzer // Werkstatt und Betrieb. - 1994. - №4. - S. 259 – 260.
110. Spur G. Closed-loop control in power operated three-jaw chucks / G.Spur, C. Stelzer // Seventh International Conference on Production Precision Engineering, 4th International Conference on High Technology, 15–17 September 1994. - Chiba, Japan, 1994. - pp. 271-276.
111. Steinberger J. Erreichbare Rund- und Planlauffehler in Abhängigkeit von den Einzeltoleranzen bei Dreibackenfuttern / J. Steinberger // Werkstatt und Betrieb. -1967. - №11. - S. 833 – 835.
112. Steinberger J. Spannkrafte und Spannzeuge zum Hochgeschwindigkeitsdrehen / J. Steinberger // Werkstatt und Betrieb. - 1982. - №7. - S. 449 – 454.
113. Stos J. Wplyw sztywnosci zamocowania przedmiotu w uchwycie tokarskim na dokladnosc powierzchni obrobionej / J. Stos // Mechanik. - 1980. - №5-6. - S. 275 – 279.
114. Thormählen K.-H. Ausnutzen der Spannkräfte von Drehfuttern maximiert die Zerspannleistung / K.-H. Thormählen // Maschinenmarkt. - 1980. - №52. - . 1018 – 1021.
115. Tönshoff H. Machine tool monitoring applied to lathe chucks / H. Tönshoff, H.Noske // CIRP Annals. - 1990. - №1. - S. 429 – 432.
116. Tönshoff H. Spannungkraftüberwachung and Drehmaschinen / H. Tönshoff // Technica (Suisse). - 1991. - №20. - S. 43 – 48.
117. Weisser W. Beitrag zur Steigerung der Flexibilität von Greif und Spannvorrichtungen für rotation symmetrische werkstücke: Diss. - Berlin: TU, 1979.- 144 s.
а) б)
Рис. Б.5. - Картина напруженого (а) та деформованого (б) стану адаптивного ЗЕ, отримана при комп'ютерному моделюванні для діаметра
г)
д)
є)
ж)
б)
в)
д)
е)
а)
б)
г)
д)
є)
ж)
б)
в)
д)
е)
Додаток Д СПИСОК ПУБЛІКАЦІЙ ЗДОБУВАЧА 1. Луців І.В., Волошин В.Н., Бица Р.О. Підвищення гнучкості токарних патронів шляхом адаптації кулачків до поверхні затиску// Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». 2013. Випуск 41, частина І. С. 166 – 170. 2. Луців І.В., Волошин В.Н., Бица Р.О. Адаптивні елементи механізмів затиску автоматизованого обладнання для токарного оброблення // Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Оптимізація виробничих процесів і технічний контроль в машинобудуванні та приладобудуванні. 2013. Випуск 772. С.62 – 66.
3. Lutsiv I., Voloshyn V., Bytsa R. Adaptation of lathe chucks clamping elements to the clamping surface// Machines, Technologies, Materials. International journal. Bulgaria. 2015. Issue 12/2015. pp. 64-67.
4. Igor Lutsiv, Vitalij Voloshyn, Roman Bytsa. Experimental research of deformation zone of adaptive clamping elements for lathe jaws chucks// Scientific journal of the Ternopil national technical university. 2016. №2 (82). pp. 55-61.
55-річчю заснування ТНТУ та 170-55-річчю з дня народження Івана Пулюя, 19–20 травня 2015 р., м.Тернопіль/ М-во освіти і науки України, ТНТУ ім.І.Пулюя. Тернопіль: ТНТУ, 2015. С. 116-117. 14. Луців І.В., Волошин В.Н., Бица Р.О. Геометрична адаптація затискних механізмів автоматизованого обладнання для токарної обробки// Матеріали ХІІІ міжнародної науково-технічної конференції «Важке машинобудування. Проблеми та перспективи розвитку», 2 — 4 червня 2015 р., м.Краматорськ/ М-во освіти і науки України, ДДМА. Краматорськ: ДДМА, 2015. С. 66.
