Представлені результати теоретичних досліджень, присвячених розробці математичної моделі системи СПІД на базі розрахункової схеми токарного станку з ЧПК.

Описано конструкції, наведено розрахункові залежності та поради щодо раціональної експлуатації числових систем токарних верстатів з ЧПК, які розділено на кілька функціональних частин: механізми руху - кінематика; приводи; шпиндельна бабка; супортна група та розділ керування і програмування.

Інтегровано існуючі у машинобудівній промисловості нормативи часу для нормування робіт, що виконуються на універсальних та багатоцільових токарних верстатах з числовим програмним керуванням. Висвітлено нормативи допоміжного часу на установку деталі, контрольні вимірювання, обслуговування робочого місця, перерви, відпочинок та особисті потреби, нормативи часу на наладку обладнання, настроювання інструменту поза верстатом, а також методику розрахунку норм обслуговування, часу та виробітку за умов багатоверстатного обслуговування. Розглянуто нормативи режимів різання та необхідні дані з розрахунку тривалості циклу автоматичної роботи верстатів за керуючою програмою, машинно-допоміжного та основного часу у процесі обробки одно- та багатолезовими різальними інструментами.

Зазначено, що основою створення гармонійної цілості металорізальних верстатів та верстатних систем є формування їх композиції. Розширення технологічних можливостей верстата сприяє збільшенню кількості зон обробки та їх довільному розташуванню у просторі, що створює ряд особливостей під час формування композиції конструкції верстата. Композиційні рішення верстата стають багатоваріантними. Це стосується і двошпиндельних фронтальних токарних автоматів. Запропоновано підхід до визначення композиційного центру. Розроблено алгоритм формування композиції двошпиндельного фронтального верстата за однією з восьми пропорцій Евкліда. Висвітлено сформовану композицію верстата.

Викладено загальні положення про токарну обробку на верстатах з числовим програмним керуванням, наведено опис токарного верстата 16К20Т1.02 і методику його програмування для механічної обробки деталей на базі пристрою "Электроника НЦ-31", а також приклади програмування з застосуванням окремих команд та технологічних циклів.

Изложены общие положения о токарной обработке на станках с числовым программным управлением, приведены описание токарного станка 16К20Т1.02 и методика его программирования для механической обработки деталей на базе устройства "Электроника НЦ-31", а также примеры программирования с применением отдельных команд и технологических циклов.

Наведено правила кодування інформації та програмування керуючих програм для роботизованих технологічних комплексів модифікації І6К2ОФ3Р132, І6К2ОФ3Р232, а також верстатів з ЧПУ модифікації ТПК-125ВН2. Розглянуто особливості призначення режимів різання в процесі токарної обробки деталей типу тіл обертання на верстатах з ЧПУ.

Изложены правила кодирования информации и программирования управляющих программ для роботизированных технологических комплексов модификаций І6К2ОФ3Р132, І6К2ОФ3Р232, а также станков с ЧПУ модификации ТПК-125ВН2. Рассмотрены особенности назначений режимов резки при токарной обработке деталей типа тел вращения на станках с ЧПУ.

Запропоновано автоматичний режим вимірювання розмірів деталей і введення корекції, що дозволило збільшити точність металообробки на токарному верстаті з ЧПУ.

Представлены экспериментальные результаты применения режущих пластин из WC-сплава для обработки высокопрочного чугуна, используемого в дизельных двигателях.

Предложены практические рекомендации улучшения динамических характеристик электрических приводов.

Рассмотрены методы повышения эффективности технологической оснастки токарных станков с ЧПУ. Предложены новые конструкции вспомогательного инструмента и конструкция автоматизированного установочно-зажимного приспособления (УЗП). Проанализированы перспективные направления развития УЗП.

Виконано теоретичні та експериментальні дослідження процесу відрізання деталей з середини трубних заготовок, що обертаються, у порівнянні з відрізанням їх ззовні. Запропоновано аналітичні залежності для кінематичного та силового розрахунку процесу відрізання деталей з середини труби, а саме: для визначення кутів контакту, траєкторії руху різального леза зуба фрези, довжин шляху різання, швидкостей різання за умов попутнього та зустрічного фрезерування, кінематичних кутів різання, товщин зрізу, сил та потужності різання. Уперше установлено закономірності та геометричні залежності траєкторії руху різального леза зуба фрези за різних співвідношень частот обертання деталі та фрези, зміни кінематичного головного заднього кута у разі зміни параметрів обробки, сили різання у випадку зміни швидкостей фрези, деталі та їх співвідношення. Розроблено математичну модель для дослідження динамічних процесів за умов відрізання фрезами труб зсередини. Запропоновано нові високоефективні методи відрізання заготовок за рахунок використання різних джерел руху інструменту (від заготовки та інших кінематичних ланцюгів, акумуляції потенціальної та кінетичної енергії тощо) та зміни його форм і розмірів.

Розглядаються питання створення конструкторсько-технологічних методів і засобів автоматизованого направленого комплексного впливу і управління пружною технологічною системою для досягнення безпеки обробки та експлуатаційної надійності при одержанні заданих параметрів точності форми і якості поверхні нежорстких деталей при точінні. Запропоновано конструкторські засоби і технологічні методи забезпечення безпеки при точінні нежорстких пружнодеформованих деталей, висока ефективність яких обгрунтована теоретично і підтверджена практично.

Створено структурно-математичний метод аналізу та синтезу двозахватних промислових роботів, який передбачає врахування кінематичних і конструктивних особливостей, зокрема, умови приєднання ланок, захватів і кінематичних пар між собою та відносно вихідної ланки, що дозволяє обгрунтовано аналізувати всі можливі варіанти та вирішувати питання визначення їх доцільних виконань. Розроблено узагальнену структуру будови токарних роботехнологічних комплексів (РТК), яка відображає відмінні ознаки виконань технологічного обладнання, промислових роботів, допоміжних пристроїв, їх компонувального розміщення. З використанням системно-морфологічного методу встановлено області їх пріоритетного використання. Розроблено структуру продуктивності токарних комплексів, на базі якої досліджено значущість схем двозахватних пристроїв, типу та розмірів оброблюваних деталей і варіантів виконання та функціонування РТК стосовно часу циклу роботи, що дозволило визначити зони продуктивності роботи РТК з однозахватними та дозахватними роботами. Одержано аналітичні залежності для оцінки динаміки конструкцій двозахватних пристроїв, які забезпечили розробку рекомендацій стосовно її підвищення, зокрема, за рахунок вибору кращих виконань, введення гальмівних механізмів, зменшення інерційності. Експериментально підтверджено їх адекватність.

Описано теоретичні й експериментальні методи визначення параметрів пристроїв для автоматичної зміни затискних елементів на токарних верстатах з ЧПУ. Наведено метод морфологічного аналізу із складанням морфологічної матриці для пошуку синтезу нових механізмів. Точність процесу автоматичного переносу встановлення затискних елементів складається з суми похибок: системи керування, приводів і механічної системи. Похибки розглянуто як суму лінійних і кутових похибок. Розроблено комплексний підхід щодо визначення точності встановлення і закріплення заготовок у токарному патроні з урахуванням похибки автоматичної зміни затискних елементів, зокрема затискних цанг. Досліджено багатомасову динамічну модель системи пристроїв автоматичної зміни затискних елементів (ПАЗЗЕ), яка враховує вплив статичних і динамічних характеристик пристроїв маніпулювання затискними елементами та заготовкою на точність позиціювання і встановлення за умов багаторазової зміни об'єкта маніпулювання. Запропоновано аналітичні залежності для розрахунку точності позиціювання вихідної ланки ПАЗЗЕ з урахуванням геометричних, кінематичних і силових факторів, а також випадкових відхилень їх значень.

Досліджено та визначено силові характеристики багатопелюсткових широкодіапазонних подавальних цанг (ПЦ) і подавальних патронів (ПП) за умов заданого резерву довговічності, синтезованих на основі системно-морфологічного підходу, та розроблено методику їх основних параметрів. Проведено порівняльний теоретичний аналіз динаміки механізмів подавання прутка, які мають різний зв'язок з трубою подавання. Доведено ефективність пружно-деформівного зв'язку ПЦ з трубою подавання в разі використання жорсткого упору в порівнянні з простим жорстким зв'язком і демпфірувальними упорами. За результатами порівняльних експериментальних досліджень силових характеристик багатопелюсткових ПЦ доведено їх високу довговічність (у 2 - 3 рази і більше) у порівнянні зі стандартними. Розроблено нові конструкції ПЦ і наведено рекомендації щодо застосування нових способів маловідходної технології їх виготовлення.

Установлено залежності між параметрами якості оброблюваних поверхонь та конструкторсько-технологічними факторами токарної операції. Розроблено моделі взаємозалежності структури оброблюваної деталі, технологічної операції, інструментального налагодження та геометрії керуючих кулачків для одношпиндельних токарних автоматів. Виявлено взаємозв'язки між параметрами мікрорельєфу оброблюваних поверхонь і режимами та технологічними особливостями процесу формоутворення. Розроблено алгоритм і програму проектування багатоінструментальної операції, інструментального налагодження, геометричної структури керуючих кулачків, що дало змогу вдосконалити систему технологічної підготовки токарно-автоматних операцій і підвищити ефективність процесів формоутворення поверхонь тіл обертання.

Розвинуто теорію проектування приводів затиснення змінної структури на підставі результатів їх функціонально-модульного аналізу. Визначено принципи побудови системної моделі приводу затиснення (ПрЗ) змінної структури на підставі модульного представлення елементного складу приводу та процесу його функціонування. Наведено узагальнену структуру ПрЗ з геометричним замиканням змінної структури та їх модульні математичні моделі, які є базою для створення системи автоматизованого проектування приводів затиснення як об'єктів, які змінюють власну структуру у процесі роботи. Розроблено метод векторного оцінювання показників якості та багатокритеріальне порівняння приводів затиснення з геометричним замиканням. Запропоновано принцип стабілізації радіальної сили затиснення за допомогою механічного компресора.

Розроблено нове конструкторсько-технологічне рішення щодо створення гнучких автоматизованих обробних систем, заснованих на застосуванні динамічного компенсувального впливу з використанням безконтактного технологічного оснащення. Виявлено, що застосування безконтактних механізмів та імпульсного вібраційного впливу дозволяє усунути деформації тонкостінних циліндричних деталей, які утворюються силами різання. На підставі експериментального дослідження розроблених моделей підтверджено можливість керування пружно-деформованим станом тонкостінних циліндричних деталей з викорисанням імпульсного динамічного компенсувального впливу. Запропоновано оригінальні конструктивні рішення технологічного оснащення.

Обгрунтовано тезу, що для вирішення питання стабілізації якості поверхневого шару необхідно розробити принципи його діагностики у масштабі реального часу. Для виділення інформації щодо якості поверхневого шару запропоновано обробку сигналів від датчиків за математичним алгоритмом штучних нейронних мереж. Встановлено, що для стабільності діагностики необхідно одночасно застосовувати датчик ЕДС різання та датчик електромагнітного поля поблизу зони різання. Доведено працездатність системи у широкому діапазоні режимів різання та розроблено схему корекції роботи токарного верстата з ЧПК.

Висвітлено основні тенденції розвитку машинобудування. Розкрито особливості побудови технологічних процесів під час обробки деталей типу тіл обертання в контексті проблем підвищення точності деталей і автоматизації виробничих процесів. Розглянуто технологічні можливості, оснащення й особливості експлуатації токарних верстатів з числовим програмним управлінням (ЧПУ), зокрема, токарних патронно-центрових, важких валових, багатоцільових токарних і токарно-карусельних верастатів з ЧПУ. Подано технічні характеристики верстатів з ЧПУ, засобів технологічного оснащення та систем ЧПУ, які дозволяють розробляти управляючі програми для комплексної обробки конструктивно складних і високоточних деталей. Наведено приклади програмування токарних верстатів з різними системами ЧПУ.