Введение к работе
Актуальность работы. Вопросу повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции человечество уделяло большое внимание всегда. Массовый выпуск машин стал возможен в связи с развитием высокопроизводительных методов производства, а дальнейшее повышение точности, мощности, быстроходности, рабочих давлений, износостойкости и других- показателей работы машин было достигнуто в результате разработки новых технологических методов и процессов.
В настоящее время в условиях рыночной экономики в борьбу за . внутренний и внешний рынок включаются не только страны,' но и отдельные предприятия. В этих условиях выпускаемая продукция по своим показателям должна отвечать требованиям лучших мировых образцов.
Повышение качества выпускаемых изделий одновременно вынуждает повышать точность изготовления деталей или, хотя бы, их базовых и рабочих поверхностей, определяющих уровень функциональных характеристик изделия.
В специальных отраслях машиностроения для объединения секций составных корпусов широко применяют резьбовые замковые соединения, в которых резьба нарезается непосредственно на стенках корпуса. Последние для снижения массы изделий делают толщиной от 2 да 5 мм при диаметрах от 40 до 350 мм и изготавливают из высокопрочных термообработанных сталей. Вследствие наличия специфических конструкторских требований (соосность резьб с базовыми поверхностями корпусов, жесткая регламентация величины сбега резьбы и зарезьбовой канавки ), для их формообразования не удается применять реэьбонакатывание или нарезание самозакрывающимися головками. Поэтому до Настоящего времени в промышленности применялся исключительно способ многопроходного резьбото-чения одним резцом, профиль которого соответствует профилю впадины резьбы. Оснащение резцов твердосплавными пластинками и автоматизация челночного цикла резьбонарезания на отечественных специализированных резьботокарных полуавтоматах тКгіа ТР или на современных стан-
ках с ЧПУ позволяет свести машинной время к величине, сопоставимой со временем обработки на других операциях технологического процесса. Однако с учетом дополнительного времени, затрачиваемого, главным образом, на неоднократные промеры резьбы предельными гладкими и резьбовыми калибрами, штучное время резьбонарезания увеличивается и составляет от 5 до 20 мин на одну резьбу диаметром 120 мм при шаге 2 мм. Это связано с нестабильностью получаемых размеров резьбы, вызываемой низкой стойкостью резца и увеличением отжимов при его затуплении, а также с малым допуском на средний диаметр резьбы. На резьбонарезных операциях заняты рабочие от 3-го до 5-го разряда, что ставит нарезание резьбы в ряд "узких мест" производства.
Связь работы с маучцьши програшіамн. Необходимость разработки * надежных высокопроизводительных операций резьбонарезания является важной научной задачей. Ее большое народнохозяйственное значение подтверждается внесением научно-исследовательских работ в координационные планы Министерства машиностроения СССР (программа "Безлюдная технология"), в планы организации п/я А-1795 (тема ТТ5'861-81 "Создание комплексно-механизированных производств на базе повышения технологичности и организации поточной обработки деталей и сборки изделий с широким применением современного высокопроизводительного оборудования, технологического оснащения и средств механизации с учетом увеличения объектов производства без увеличения численности работающих") и в тематику важнейших НИР Тульского политехнического института, утвержденную MB и ССО РСФСР (госбюджетные темы J&№ 75-78, 21-76, хоздоговорные темы №№ 81-065/2, 81-074/2, 82-141/2 и др.), а в последствии - Тульского государственного университета - грант РФФИ Л'з 9G-15-98-241.
С учетом вышесказанного, цель работы формулируется следующим образом:
"Обоснование технологических и їсопст^уктс^ікі-ї \>'г,т\т>,, ии'змжл-ющих производительна г:.зрезагі. резьбы, в тпгл числу и укорньге, :. р.зтомг:-
;т"із празуллкл.
Для достіксенил постатейной и ел; J нул-лно решать следу го гш is кидала:
-
Разработать методику алтоматизнрозаниоп оптимизации схем сез-:лнт припуска при нарезании резьбы одні»! или дпумч розішли методом чсследслатслънмх проходон.
-
Еыглить специфику метрологии упорных резьб на налсесткнх деталях л обосновать реп'гднл, повышающие ебт.сктипюсгь контролз пара-"егро;і резьбы,
-
Вылгнтл пиды систематических погрешностей; факторы на игг< '.'нглллїнгз, її оцепить порадел зпг; погрішностей.
-
Обссло::лтт> и разработать лонструкторско - технологические pent-лил, позволяющие полностью алтог.ілтизнрозать резьбонарезном цикл ;ірп максимальном лепользог:ішліре;:сушнх едопезз инструмента.
Гї диссертации л'-люслтел на защиту следующие ."смл::-?--'." ;:ззузык~
15 К
]'. Пологлелпе о том. что дій нелгестклч заготовок деталей с резьбо-лымн замкопымн сседппешимн незозмогллз применение мпогорезнегли резьбонарезных гояозок, а оптимальным лаляется совмещение нарезания резьбы if обработки глздлпх поверхностей замкового соединения з одно?; операции.
-
Методика и программное обеспечение для автоматизированного проектирования оптимальной схемы срезания припуска из впадины резьбы, позволяющие минимизировать количество рабочих ходов при обеспечении гарантированной прочности резцов и максимальной стойкости инструментальной наладки.
-
Положение о том,, что при равных допусках на диаметральные размеры у гладких и резьбовых поверхностей, фактический допуск на собственно средний диаметр резьбы ("производственный допуск") уменьшаете/ на сумму зелнлпн диаметральных компенсаций погрешнотей окна и угле" профиля. С учетом более нитенсипиого изнашивании резьбовых резне-!
резьбонарезные проходы становятся лимитируюшими как по производительности, так и по точности.
-
Прибор для объективного контроля собственно среднего и приведенного среднего диаметра внутренней резьбы, а также систему ыногопа; раметрического контроля размеров резьбового замкового соединения, позволяющую объективно оценивать точность деталей и максимально но пользовать режущие свойства инструмента.
-
Экспериментальные зависимости для определения составляют^ силы резания при многопроходном резьбонарезашш.
6. Экспериментально определенные, жесткостные характеристик!
технологической системы.
-
Положение о том, что доминирующей систематической погрешно стыо при нарезании резьб на станках с ЧПУ являются конусность по сред нему диаметру, вызываемая переменной жесткостью заготовки по ее длин:
-
Взаимозаменяемые модульные резцовые голоски.,
-
Способ тощг.ш настройки инструментальной наладки на стаже, том числе и резьбовых резцов.
10. Способ снятия заусенцев с резьбовой поверхности в автоматичй
ском цикле.
11. Результаты внедрения разработок е действующем прокзьодстЕй.
Научная новіша состоит в том, что устаноьдены эмпирически? сил;
вые зависимости при нарезании усиленных упорных резьб на заготовках s высокопрочных сплавов; доказано, что доминирующими сцстшатнческі ми погрешностями многопроходного нарезания р^зьб на станка;; с ЧП являются изменения величины упругих деформаций тошеосгсшнлх'загоп вок, связанные с переменностью их жесткости по длине; а также обоснов. ны и разработаны специфические технологические приемы, щгструмеі тальная и измерительная оснастка для практической реализации результ тов работы.
Деето.ч-рі'.ость реіультатол по,тгпер:;:даетгл корректным исгользоза-;;нем современного математического аппарата, пролеркой эмпирических зависимостей на адекватность по статистическим критериям Ирзіша, Стыодеита, Кохренл и Фишера, а также внедрением с производство.
Ценность дл-л иау:::і заключается з том, что полученные результаты расширяют и дополняют теорию проектирования технологических процессов применительно к автоматизированному производству детален с резьбовыми замковыми соединениями.
Практическая неппссть. Методика автоматизированной оптимизации схемы срезания припуска позволяет минимизировать потребное количество рабочих ходов (то есть поднять производительность обработки.) при гарантированном обеспечении прочности резцов а максимальной стойкости инструментальной наладки. Разработанный комплекс технологических приемов и конструкторских решений позволяет я автоматическом режиме получать качественные пзделт.
Редлтання результате л раиош заключается в проведении лабера-терно-произаодстаенных испытании нопых технологических приемов Г! оснастки, л та:ске so внедрении ьа ОАО ЛІС "Тул'і?!лнізазод". Производительность обработки увеличилась я 5 раз.
ЛіфсС::ц;пі пдпоты. Основные поло:-лЄ!?нп и результат?;' работы были доложены на ежегодных паучно-техипкееких конференциях ТулГУ с 19Р0 по If f'7 гг., а так:.-с д 1РС5 г. л Москье, МВТУ им. Баумана па Всесоюзной yon-j^p емцин "Современные проблемы маи.'пнастрсе.члл'', о І9ЙЗ г. п Туле ил, Всесоюзной конференции 'ТСонструктіклго- технологические методы ііо;:ьі!!.'Єіш:і ;::)де;кпое'Ш и Их стандартні:1 цнУ, в КГОг. (Гула-VI.) ігл І от-риед;аоЛ конференции техполетлз-мгпчшггетроптелд., ч lf>7 г. и Тузге па юбилейной мс'.кдупаролпон конференции "Прогр'.есиечые метолч прсек-
7НрО"Г.:Пі;І ТеЧНОЛОГ'.і'і.еСКПХ ПрОПесСОа, еПИПГОГ: И .'Д'СТру.МгТП('.!<"'.
V-y~s::: .:v.r.::\ Ліс теме диссертации получены дка аптогскнх с?пде-тельегеа, ел) бднкозано ] етап, и и сдиыггы 4 доклада ип ме:хду;«;родиых і! псесоючных конференциях /с публикацией тезисод/.
