WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

На правах рукописи

Сахаров Александр Владимирович

УСТАНОВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ

СТАНКОВ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ И ОБОСНОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ

ПРОГРАММЫ

Специальность 05.02.07 – Технология и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2012 2

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный индустриальный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Базров Борис Мухтарбекович

Официальные оппоненты: Султан-заде Назим Музаффарович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «МГИУ», профессор Долгов Виталий Анатольевич, кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН», доцент

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ)»

Защита состоится «14» февраля 2013 г. в 1630 на заседании диссертационного совета Д 212.129.01 при ФГБОУ ВПО «МГИУ» по адресу:

115280, г. Москва, ул. Автозаводская, 16, ауд. 1804.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного индустриального университета.

Автореферат разослан «12» января 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Иванов Юрий Сергеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Современное машиностроительное Актуальность работы.

производство характеризуется широкой и быстро меняющейся номенклатурой выпускаемых изделий. В этих условиях важно знать технологические возможности производства по выпуску деталей, которые определяются технологическими возможностями (ТВ) имеющегося станочного оборудования.





Традиционно оценка возможностей производства по выпуску деталей осуществляется через расчет производственной мощности (ПМ). Этим расчетом решают конкретную задачу – определение максимального количества деталей заданной номенклатуры, которое можно изготовить на имеющемся оборудовании за определенный календарный период. Однако расчет ПМ не раскрывает ТВ производства, т.к. он не показывает, какие конструкции деталей можно изготовить с помощью имеющегося станочного парка. Если номенклатура изготавливаемых деталей изменится, то потребуется разработка технологических процессов (ТП) и расчет ПМ.

Чтобы этого избежать, необходимо знать ТВ станочного парка, которые определяются как сумма ТВ каждого станка.

Анализ информации о ТВ станков, приводимой в сопроводительной документации к ним (паспортах, проспектах), показывает, что их ТВ не описаны должным образом.

При проектировании ТП технолог должен знать, какие поверхности могут быть изготовлены на станке, с какими размерами и максимально достижимым уровнем точности и шероховатости.

Такие данные в паспортах станков практически отсутствуют. В них, как правило, приводятся лишь виды поверхностей и технические характеристики станков. Поэтому технолог выбирает станок на основе своих знаний о возможностях станков из опыта их эксплуатации.

Недостаток информации о ТВ станков приводит к затруднениям в формировании производственной программы предприятия, препятствует автоматизации процедуры выбора станков, что особенно важно для САПР ТП, а также нередко приводит к ошибкам, в результате чего выбранный станок не обеспечивает заданных технологических требований, также возникают трудности при приобретении станков.

В связи с этим определение ТВ станка является актуальной задачей, для решения которой надо в первую очередь разработать метод определения ТВ станков.

Первой и главной характеристикой ТВ станка является предмет производства (ПП). В существующих формулировках назначения станков под ПП в одних случаях принимают вид поверхности, в других – совокупность поверхностей (СП) или деталь.

Таким образом, в общем случае, в качестве ПП выступает СП, которая в одном случае может содержать одну поверхность, в другом представлять всю деталь. Однако СП отличается практически неограниченным разнообразием, как по составу поверхностей, так и возможных сочетаний поверхностей и их характеристик. Также и деталь отличается неограниченным разнообразием конструкций, размеров, точности и шероховатости. Поэтому принятие СП в качестве ПП для описания ТВ станка нецелесообразно.

В связи с этим было решено принять в качестве ПП не поверхность или случайный набор поверхностей, а модуль поверхностей (МП), отличающийся, как следует из работ проф. Б.М. Базрова ограниченным множеством, из которых можно построить любую деталь.

Цель работы заключается в повышении точности и снижении затрат времени на выбор станков при проектировании технологических процессов изготовления деталей, при определении производственной программы предприятия, возможности выполнения заказа и приобретении станков.

Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:





установить связи между конструкцией МП и характеристиками установить связи между точностью МП и геометрической разработать методику определения МП, изготавливаемых на станке.

Методы исследования. При исследовании использовались основные положения технологии машиностроения по проектированию технологических процессов изготовления деталей, о закономерностях образования погрешностей обработки, методах расчета точности обработки деталей на станках; принципы построения модульных технологических процессов; теория формообразования поверхностей резанием; методы математической статистики с использованием программы Microsoft Excel.

Научная новизна работы:

сформулировано понятие «технологические возможности станка», включающее предмет производства, его конструкцию, размерные и качественные характеристики.

предложено в качестве конструкции предмета производства принять модуль поверхностей с его размерными и точностными характеристиками.

показано, что изготовление МП на станке возможно при наличии у МП поверхностей, изготавливаемых на станке и совпадении их положений в конструкции модуля и в рабочем пространстве станка.

установлено, что размеры конструкции МП, изготавливаемой на станке, определяются габаритами рабочего пространства станка, диапазонами перемещений рабочих органов станка, несущих заготовку и обрабатывающий инструмент и расположением МП в рабочем пространстве.

показано, что на точность МП из перечня показателей точности станка влияют только те, которые непосредственно связаны с способ разделения погрешностей расположения поверхностей в конструкции МП и его относительного положения с помощью прямоугольной системы координат, построенной на поверхностях разработана методика определения технологических возможностей На защиту выносятся:

методика определения конструкций МП, изготавливаемых на способ разделения погрешностей конструкции МП и его относительного положения;

изготавливаемого на станке;

результаты определения технологических возможностей токарного алгоритм автоматического формирования станочных групп.

Практическая ценность работы включает:

методику определения перечня конструкций МП, которые можно изготавливать на станке;

методику расчета достижимой точности обработки МП на станке;

номограммы для поиска поверхностей, изготавливаемых на станке;

номограмму определения видов МП, изготавливаемых на станке по составу поверхностей;

алгоритмы определения конструкций МП, изготавливаемых на станке и автоматического формирования станочных групп.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международной иновационноориентированной конференции молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС) в 2009-2010 гг., на всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» в 2010-2012 гг., на международной научнотехнической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России:

Приоритеты развития и подготовка кадров» 17 ноября 2010 г. и 28 марта 2012 г, на XVIII международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» в г. Севастополь, 12-17 сентября 2011 г., на II Международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» 13-15 ноября 2012 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 публикации в изданиях, утвержденных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из списка условных обозначений, введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка использованной литературы и приложения.

Работа содержит 174 страниц текста, включая 28 таблиц, 45 рисунков, список литературы из 60 наименований и приложения на 33 страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность разработки метода определения ТВ станка и сформулирована основная задача работы.

Первая глава посвящена анализу работ по определению ТВ станочного оборудования.

Традиционно возможности производства по выпуску деталей оцениваются через расчет ПМ. Вопросу определения ПМ при проектировании машиностроительных предприятий посвящены работы А.А.

Андерса, В.П. Вороненко, А.М. Дальского, М.Е. Егорова, Н.Л. Зайцева, Г.Н.

Мельникова, А.Г. Схиртладзе, Д.В. Чарнко, Н.Н. Хабарова, В.М. Балашова и др.

Под ПМ понимается максимально возможный объем выпуска продукции заданной номенклатуры за определенный календарный период с помощью имеющегося оборудования при установленном режиме работы, действующих технологических процессах и наиболее совершенной организации труда. Величину ПМ определяют из формулы:

где: Фit – годовой фонд времени единицы i-й группы оборудования при соответствующем режиме работы (количество смен); ni – количество оборудования i-й группы, шт.; SEi – станкоемкость единицы продукции, производимой на оборудовании i-й группы. Единицей измерения ПМ являются штуки.

Чтобы рассчитать ПМ, необходимо знать трудоемкость изготовления деталей производственной программы, требующей разработки ТП изготовления деталей.

Для снижения трудоемкости расчета ПМ используют технологические процессы–аналоги (ТП-аналоги), по которым уже имеются данные о трудоемкости.

При большой номенклатуре выпускаемых деталей их объединяют в группы по конструктивно-технологическому подобию. Затем каждую группу приводят к базовой детали-представителю, определяют трудоемкость ее изготовления и оценивают по ней трудоемкость изготовления других деталей, входящих в данную группу.

Необходимость в разработке ТП изготовления деталей увеличивает трудоемкость расчета ПМ, а стремление ее снизить путем определения трудоемкости по деталям-представителям или ТП-аналогам приводит к снижению точности расчета.

Принципиальное различие между понятиями ПМ и ТВ заключается в том, что в первом случае речь идет о возможном объеме выпуска заданной номенклатуры деталей производственной программы, а во втором случае рассматриваются потенциальные возможности изготовления конструкций деталей, ограниченных поверхностями, получаемыми на имеющемся станочном оборудовании.

ТВ станков находят отражение в их служебном назначении, приведенном в паспортных данных и в проспектах.

Были проанализированы формулировки служебного назначения станков токарной, фрезерной, сверлильной, расточной, шлифовальной групп и специальных станков. В результате был установлен двадцать один признак, описывающий назначение станка. Из них только шесть признаков имеют прямое или косвенное отношение к ТВ станка. К этим признакам относятся:

перечень изготавливаемых поверхностей;

перечень изготавливаемых деталей;

точность изготавливаемых деталей;

размеры изготавливаемых деталей;

расположение изготавливаемых поверхностей;

количество обрабатываемых сторон детали.

Проведенный анализ показал, что вместе эти шесть признаков не встречаются в формулировке назначения одного станка, а представлены, как правило, в виде некоторых сочетаний. Например, рассмотрим формулировку служебного назначения токарно-винторезного станка SAMAT-400M:

«Станок предназначен для выполнения всевозможных (черновых и финишных) видов токарной обработки деталей тел вращения, включая производительное нарезание метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб». В этой формулировке присутствуют только три признака, связанные с ТВ станка.

Был проведен статистический анализ распределения признаков, связанных с ТВ в формулировках назначения 55 станков и построена гистограмма (рис.1). Из нее следует, что нет ни одной формулировки назначения, в которой присутствуют все шесть признаков ТВ станка.

Количество формулировок Рис.1. Гистограмма признаков ТВ по формулировкам назначения формулировках назначения станков, носит систематический характер и не раскрывает полностью ТВ станка. Это касается, главным образом, универсальных станков и в меньшей степени специализированных.

В настоящее время универсальные станки широко распространены, поэтому определение ТВ станка является важной задачей и ее решение должно начинаться с формулировки понятия «ТВ станка».

Как показал анализ литературы, до сих пор не сформулировано строго само понятие ТВ станка.

Например, в литературе приводятся следующие формулировки понятия «ТВ станка»:

«под технологической возможностью оборудования будем понимать возможность реализовать посредством оборудования тот или иной технологический метод»;

«для многоцелевого станка любой модели технологические характеристики, емкостью инструментального магазина, характеристиками инструментального блока, временем смены инструмента, размерами рабочего пространства, количеством столов-спутников, их размерами, временем смены столовспутников, типом системы управления, числом одновременно управляемых координат, дискретностью и точностью перемещений «технологические возможности станка – это возможный диапазон обрабатываемых деталей по их размерам, форме, видам поверхностей, типам материалов и полноте приближения полученного продукта к готовой детали».

В первой и во второй формулировке ПП вообще не отражен. Последняя формулировка наиболее близко отражает понятие ТВ станка, но и она имеет недостатки. Во-первых, неясно, что понимается под конструкцией ПП – поверхность или деталь. Во-вторых, неполно отражены характеристики качества ПП (точность и шероховатость).

Под ТВ станка следует понимать перечень изготавливаемых предметов производства, их конструкции, размеры, соотношения размеров и качество.

Анализ формулировок «ТВ станка» показал, что в них нет однозначного понимания конструкции ПП, получаемой на станке. Это объясняется сложностью ее определения, т.к. СП отличается неограниченным разнообразием, и использовать ее в качестве конструкции ПП на станке не представляется возможным. Поэтому задача заключается в поиске такой конструкции ПП, которая имела бы ограниченную номенклатуру.

Решение данной задачи возможно, если в качестве конструкции ПП принять МП. МП – это сочетание поверхностей, объединенных совместным выполнением служебной функции детали. Главным преимуществом МП является его ограниченное множество, с помощью которого любую деталь можно представить совокупностью МП. Согласно классификации МП, все разнообразие видов МП ограничивается 26 наименованиями, разделенными на три класса: базирующие, рабочие и связующие. Каждый МП имеет свой ряд типовых конструкций, а каждая конструкция имеет свою классификацию по размерам, точности и шероховатости поверхностей.

Использование МП в качестве конструкции ПП позволяет однозначно сформулировать понятие «ТВ станка», под которым будем понимать его способность изготавливать перечень конструкций МП с определенными диапазонами значений размеров, точности и шероховатости поверхностей у деталей с определенными габаритными размерами.

Заканчивается глава целью и задачами исследования.

Во второй главе решалась задача по установлению связей между конструкцией МП детали и техническими характеристиками станка.

Каждый МП образован сочетанием поверхностей. Поэтому для определения конструкций МП, изготавливаемых на станке надо вначале определить поверхности, которые можно на нем изготовить.

Изготавливаемая поверхность характеризуется геометрической формой и размерами.

Для определения геометрической формы и размеров поверхностей, изготавливаемых на станке, были установлены связи между ними и техническими характеристиками станка (приведены в таблице 1).

Как следует из таблицы 1, в общем случае геометрическая форма поверхности обеспечивается методом обработки, схемой формообразующих движений и геометрией рабочей части обрабатывающего инструмента.

Связи между характеристиками изготавливаемой поверхности и станка Характеристики поверхности Геометрическая форма Размеры Принимая МП в качестве конструкции ПП надо учитывать, что согласно принципам построения модульного технологического процесса все поверхности одного МП должны изготавливаться на одной операции и желательно с одного установа. Однако надо учесть, что поверхности при их изготовлении на станке, занимают определенное положение в его рабочем пространстве (РП) относительно рабочих органов станка. Например, при подрезке торца на токарном станке торец всегда получается в координатной системе шпинделя перпендикулярно его оси; под другим углом относительно оси шпинделя торец изготовить нельзя. При изготовлении цилиндрического отверстия на токарном станке его ось всегда располагается на оси шпинделя (рис.2).

В общем случае может поверхности одного МП будут ориентированы на станке в нужном положении. В результате, несмотря на то, что все поверхности МП входят в перечень изготавливаемых на станке, его конструкция не может быть получена на станке.

Поэтому при поиске Рис.2. Положения изготавливаемых конструкций МП, изготавливаемых поверхностей в РП токарного станка на станке, надо принимать во внимание не только геометрическую форму и размеры поверхностей, но и их положения при изготовлении в РП станка.

При определении поверхностей, изготавливаемых на станке, возникла проблема, связанная с большим разнообразием поверхностей, получаемых на станках. Их сложно описать, поскольку даже поверхности одного вида отличаются неограниченным разнообразием возможных форм и размеров.

Поэтому задача заключалась в том, чтобы из этого разнообразия поверхностей выделить только те, которые участвуют в образовании МП. С этой целью на основе анализа классификации МП был определен перечень из пятнадцати поверхностей, образующих МП.

Теперь задача состояла в том, чтобы из этого перечня определить те поверхности, которые можно изготавливать на станке.

Для этого были построены три номограммы, которые представлены на рис.3. На вертикальной оси номограмм отмечены сочетания метода обработки, схемы формообразующих движений и инструмента (МСИ), с помощью которых можно получить геометрическую форму поверхностей МП. На одной из горизонтальных осей отмечены поверхности МП, а на другой обозначены станки из станочного парка предприятия.

Каждый МСИ имеет код, буквенная часть которого отражает название метода обработки, а цифровая – вариант содержания МСИ. Например кодом Р1 обозначено растачивание по схеме формообразования, содержащей вращение заготовки и продольное перемещение расточного резца.

По МСИ, реализуемым на станке, с помощью номограмм можно установить изготавливаемые поверхности.

Рис.3. Номограммы определения поверхностей, изготавливаемых на станке:

а, б – номограммы определения поверхностей от плоской наружной (ПН) до пространственной фасонной (ПФ); в – номограмма определения поверхностей от резьбовой наружной (РН) до резьбовой конической внутренней (РКВ) Для определения МП по составу поверхностей, изготавливаемых на станке, была разработана еще одна номограмма. На ее вертикальной оси отмечены пятнадцать поверхностей, образующих МП. На первой горизонтальной оси обозначены 26 видов МП, а на второй горизонтальной оси обозначены станки.

В строках изготавливаемых на станке поверхностей по номограмме осуществляют поиск заштрихованных областей, которые соответствуют МП, в составе которых присутствуют эти поверхности. В результате получают перечень видов МП.

Данные номограммы отражают состав поверхностей МП, но не показывают, как они расположены в конструкциях МП. Поэтому надо проводить проверку соответствия положений поверхностей в МП с их требуемыми положениями в РП станка.

Для этого конструкция МП условно размещается в РП станка таким образом, чтобы положение любой из ее поверхностей совпадало с требуемым положением в РП станка. После этого проверяется положение остальных поверхностей конструкции МП. Если окажется, что положение какой-либо поверхности МП не соответствует требуемому положению в РП станка, то такой МП исключается из ранее установленного перечня МП.

Например, положения поверхностей МП Б212 в рабочем пространстве токарного станка (см. рис.4) соответствуют требуемым положениям, а положение второго цилиндрического отверстия МП Б321 не соответствует его положению при изготовлении, поэтому этот МП нельзя изготовить на токарном станке.

Рис.4. Схема положений поверхностей МП Б212 и МП Б321 в рабочем После определения конструкций МП, изготавливаемых на станке, переходят к установлению диапазонов их размеров. Для этого составляется схема РП станка, на которой указываются его рабочие органы в исходном положении, диапазоны их перемещений и в необходимых случаях размеры обрабатывающего инструмента. На основе этой схемы и технических характеристик станка устанавливаются диапазоны размеров МП, получаемые на станке.

В третьей главе рассматривался вопрос определения достижимого уровня точности МП, изготавливаемого на станке.

Точность МП характеризуется точностью конструкции МП и его относительного положения. В свою очередь точность конструкции МП характеризуется точностью размеров, формы, относительного положения поверхностей и их шероховатостью. Точность относительного положения МП характеризуется точностью трех линейных (X,Y,Z) и трех угловых (,,) размеров, связывающих координатные системы двух МП, один из которых выступает в роли конструкторской базы (рис.5).

Максимальная точность изготовления МП определяется геометрической точностью станка, поскольку на чистовых режимах обработки действие других факторов незначительно.

Геометрическая точность станка характеризуется показателями точности. К примеру, геометрическая точность токарного станка характеризуется восемнадцатью показателями точности. Например, к ним относятся радиальное биение наружной центрирующей поверхности шпинделя, прямолинейность продольного перемещения суппорта и другие.

Показатели точности станка отражают точность геометрии и кинематики станка, но не точность изготовления МП. Чтобы определить точность изготовления МП, надо сначала установить перечень показателей геометрической точности станка, непосредственно связанных с точностью детали. Для этого проводился их анализ. Затем в установленном перечне определялись показатели, связанные с точностью конструкции МП и точностью его относительного положения.

Для количественной оценки точности изготовления МП сначала устанавливались показатели геометрической точности станка, влияющие на каждый показатель точности МП. После этого составлялись схемы влияния геометрических погрешностей станка на каждый показатель точности МП. С помощью этих схем были выведены формулы для расчета достижимой точности изготовления МП по каждому его показателю.

С помощью изложенной методики была определена достижимая точность изготовления МП Б312 на токарном станке 16А20Ф3.

Рис.6. Показатели При описании точности МП Б относительного положения поверхностей в МП Б312 и точности его относительного положения.

Для ее решения было предложено использовать прямоугольную координатную систему, построенную на поверхностях МП. За главную координатную поверхность МП принимается поверхность, лишающая его большего числа степеней свободы. Смещение или поворот этой поверхности (соответственно смещение или поворот связанной с ней координатной системы) будут относиться к погрешностям относительного положения МП.

Все остальные случаи относятся к погрешностям конструкции МП.

Для МП Б312 с соотношением l/d0,5 (см. рис.6) начало координат будет находиться в центре торца, а координатные оси Y и Z располагаются в его плоскости. Смещение или поворот торца МП Б312 относятся к погрешности его относительного положения, а смещение или поворот оси ЦН поверхности относительно торца являются погрешностями относительного положения поверхностей в конструкции МП Б312. В последнем случае координатная система МП Б312 сохраняет заданное положение.

Точность токарного станка 16А20Ф3 согласно ГОСТ 18097- характеризуется восемнадцатью показателями геометрической точности.

геометрической точности токарного станка 16А20Ф3 на точность изготовления МП Б312 влияют только одиннадцать. В приложении приведена таблица с перечнем показателей точности токарного станка 16А20Ф3, влияющих на точность МП Б312.

В таблице 2 в качестве примера представлен ее фрагмент, отражающий перечень показателей точности токарного станка, влияющих на отклонение от цилиндричности и соосности цилиндрической поверхности МП Б312.

Показатели точности станка, влияющие на точность МП № Показатели геометрической точности Показатели точности 1. Прямолинейность продольного перемещения Отклонение от 2. Прямолинейность и параллельность траектории продольного перемещения суппорта относительно оси вращения шпинделя в горизонтальной (С.1 ) и вертикальной (С.2 ) плоскостях 3. Радиальное биение наружной центрирующей Отклонение от поверхности шпинделя передней бабки, (С ) соосности 4. Радиальное биение оси внутренней у торца (С.1 ) и на расстоянии l (С.2 ) от торца Далее были выведены формулы для расчета влияния показателей точности токарного станка 16А20Ф3 на показатели точности МП Б312.

Ниже в качестве примера приведен вывод формул для МП и МП (см.

таблицу 2) МП Б312.

Отклонение от цилиндричности (МП ) МП Б312 согласно таблице вызывают две геометрических погрешности станка, влияние которых представлено на рис.7.

На основе этой схемы была выведена формула для расчета величины отклонения от цилиндричности МП Б312, возникающей от действия погрешностей станка С и С :

где: Rном – номинальный радиус цилиндрической поверхности МП Б312.

Отклонение от соосности МП Б312 (см. таблицу 2) вызвано действием радиального биения наружной центрирующей поверхности шпинделя передней бабки и радиального биения оси внутренней центрирующей поверхности шпинделя. При этом первая из этих погрешностей станка действует на точность МП Б312 при базировании обрабатываемой заготовки в патроне, вторая – при базировании биения наружной центрирующей поверхности шпинделя на точность МП Б312 представлена на рис.8.

Из схемы (рис.8) следует, что отклонение от соосности МП Б312, вызванное действием погрешности станка С рассчитывается по формуле:

Подставляя числовые значения переменных в полученные формулы можно рассчитать ожидаемую величину отклонения от соосности МП Б312.

Четвертая глава посвящена разработке методики определения МП, изготавливаемых на станке. Она состоит из двух этапов: определение конструкций МП и определение точности их изготовления.

Исходными данными для разработки методики являются: номограммы определения поверхностей; номограмма определения МП; методы обработки, реализуемые станком; СФД; геометрия и размеры обрабатывающих инструментов; схема РП станка; технические характеристики станка и показатели его геометрической точности с величинами допускаемых отклонений.

Методика определения конструкций МП, изготавливаемых на станке, включает решение следующих задач:

поверхностей, образующих МП;

определение видов МП по составу поверхностей, изготавливаемых определение соответствия положений поверхностей в конструкциях МП с их положениями в рабочем пространстве станка;

определение диапазонов размеров МП, получаемых на станке.

описание точности МП и точности станка;

определение показателей точности станка, влияющих на точность расчет достижимой точности МП по каждому показателю.

Разработанная методика была апробирована при определении технологических возможностей токарного станка 16А20Ф3. По исходным данным станка были определены МСИ, которые можно на нем реализовать.

Далее с помощью номограмм был установлен перечень изготавливаемых поверхностей, включающий наружную и внутреннюю плоскую, цилиндрическую, коническую, фасонную вращения, резьбовую цилиндрическую и резьбовую коническую поверхности.

С помощью номограммы МП были определены двадцать три вида МП, которые могут быть изготовлены на станке: Б211, Б212, Б221, Б222, Б311, Б312, Б321, Б41, Б42, Б51, Б52, Р111, Р112, Р121, Р122, Р21, Р22, С111, С112, С121, С122, С21 и С22. После проверки их на соответствие положений поверхностей в РП станка был исключен МП Б321.

После уточнения перечня МП, изготавливаемых на станке, были определены диапазоны их размеров. Например, размеры МП Б212, состоящего из плоской наружной и резьбовой цилиндрической наружной поверхностей ограничиваются наибольшим диаметром обработки над станиной и над суппортом, а также наибольшей длиной обрабатываемого изделия. В соответствии с техническими характеристиками станка, диаметр плоской наружной и резьбовой цилиндрической наружной поверхностей МП Б212 будет находиться в диапазоне 0-320 мм при обработке над станиной и 0-200 мм при обработке над суппортом. Длина резьбовой цилиндрической наружной поверхности МП Б212 находится в диапазоне 0-720 мм при базировании заготовки в центрах.

На заключительном этапе были установлены показатели точности станка, влияющие на точность обработки МП Б312, выведены формулы и проведен расчет достижимой точности его изготовления по каждому показателю.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Разработан метод определения технологических возможностей станка.

2. Сформулировано понятие «технологические возможности станка», содержащее предмет производства с его характеристиками.

3. В качестве предмета производства на станке принят модуль поверхностей, отличающийся ограниченным множеством конструкций.

4. Построенные номограммы позволяют определять поверхности, изготавливаемые на станке и виды МП по составу изготавливаемых поверхностей.

5. Разработанная методика определения конструкций МП, изготавливаемых на станке, включает выбор МП по составу поверхностей, изготавливаемых на станке и проверку соответствия положений поверхностей в конструкциях МП и в рабочем пространстве станка.

6. Предложен способ разграничения погрешностей расположения поверхностей в конструкции МП и погрешностей его относительного положения, базирующийся на построении координатной системы на поверхностях МП.

7. Установлены связи между показателями точности МП и станка.

8. Показано, что на точность изготавливаемого МП влияют только те показатели точности станка, которые непосредственно связаны с точностью обработки детали.

9. Разработанная методика определения достижимой точности изготовления МП базируется на установлении связей между нормами геометрической точности станка и показателями точности МП.

10. На основе результатов исследования были определены технологические возможности токарного станка 16А20Ф3.

11. Показано, что знание технологических возможностей станочного парка предприятия на модульном уровне сокращает затраты времени на выбор станков при проектировании технологических процессов изготовления деталей, позволяет без разработки технологических процессов определять возможность выполнения производственного заказа и обоснованно формировать производственную программу предприятия.

12. Разработан и реализован в САПР ТП «Темп» алгоритм автоматического формирования станочных групп, обеспечивающих изготовление заданных МП с требуемыми характеристиками.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

публикации в изданиях, включенных в перечень ВАК:

1. Базров Б.М., Насиров Э.З., Сахаров А.В. Технологическая классификация станков по их назначению // Вестник машиностроения. – 2011. – №8. – с.47-50.

2. Арзыбаев А.М., Сахаров А.В. Методика поиска технологического решения по изготовлению поверхности детали // СТИН. – 2012. – 3. Арзыбаев А.М., Сахаров А.В. [и др.] Модульная технология как основа формирования станочных групп в задачах оперативного планирования производства // Технология машиностроения. – 2012.

публикации в журналах и материалах конференций:

4. Базров Б.М., Фролов Е.Б., Крюков В.В., Сахаров А.В. [и др.] Автоматизированное проектирование технологии и формирование групп оборудования на основе интеграции САПР ТП и MES на принципах модульной технологии//Станочный парк. – 2011. – №9. – с.44-51.

5. Базров Б.М., Сахаров А.В. Анализ формулировок служебного назначения и технических характеристик различных типов станков//Доклад на Третьей Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», 22 – сентября 2010 г.

6. Сахаров А.В. Конструкции модулей поверхностей, изготавливаемые на токарном станке 16А20Ф3 и фрезерном станке 6Т83Г//Тезисы докладов МИКМУС-2009 – М.: ИМАШ, – 2009, – с.82.

7. Сахаров А.В. Переход от норм геометрической точности станка к точности изготовления детали//Тезисы докладов МИКМУС-2010 – М.: ИМАШ, – 2010, – с.52.

8. Сахаров А.В. Оценка точности изготовления модулей поверхностей по нормам геометрической точности станка//Доклад на международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: Приоритеты развития и подготовка кадров», посвященная 145-летию МГТУ «МАМИ» – ноября 2010г.

9. Насиров Э.З., Сахаров А.В. Установление связей между геометрической точностью станка//Доклад на XVIII международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века». Севастополь, – 12-17 сентября 2011 г., – с.234-240.

10. Сахаров А.В. Выбор станка при проектировании операции модульного технологического процесса изготовления детали//Сборник трудов четвертой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», 28 сентября – 1 октября 2011 г.

11. Сахаров А.В. Технологическая идентификация станка//Доклад на 77-й международной научно-технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: Приоритеты развития и подготовка кадров», 27-28 марта 2012г.

12. Сахаров А.В. Автоматизированный выбор станков при проектировании технологических процессов изготовления деталей//Научные труды II международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении», 13-15 ноября 2012 г., – с.387-389.

13. Сахаров А.В. Автоматизированное формирование станочных групп для расчета производственного расписания//Сборник трудов пятой Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России», 26-29 сентября 2012 г., – с.50.

Подписано в печать: 28.12. Тираж: 100 экз. Заказ № Отпечатано в типографии «Реглет»

119526, г. Москва, пр-т Вернадского, д. (495) 363-78-90; www.reglet.ru

 





 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.