Введение к работе
Актуальность работы. Одной из проблем отечественного машиностроения на сегодняшний день является морально устаревшее и физически изношенное технологическое оборудование, составляющее значительную долю станочного парка большинства предприятий. Между тем, как постоянно повышается точность деталей, и возрастают требования к качеству продукции, предприятиям все труднее, а порой и невозможно их обеспечивать.
Процесс достижения точности обрабатываемого объекта можно разделить на три отдельных этапа:
-
установку, координирование и закрепление обрабатываемого объекта производства с требуемой точностью;
-
подведение и установку без рабочих нагрузок режущего инструмента или обрабатываемого объекта в требуемом относительном положении и фиксация этого положения;
-
выполнение обработки со всеми присущими ей явлениями.
Так как детали включаются в размерные и кинематические цепи системы СПИД, то перечисленные этапы можно назвать:
первый - включением детали в размерные и кинематические цепи путем установки, или короче, установкой;
второй - статической настройкой размерных и кинематических цепей системы СПИД, так как в это время отсутствуют рабочие нагрузки и сопровождающие их другие факторы;
третий - динамической настройкой размерных и кинематических цепей
системы СПИД, так как в это время в них действуют рабочие нагрузки и
сопутствующие им факторы.
В ряде случаев первые два этапа меняются местами: сначала производится статическая настройка кинематических и размерных цепей системы СПИД, после чего производится установка обрабатываемых объектов.
В процессе выполнения каждого из этих этапов, в силу ряда причин, появляются погрешности, которые, суммируясь и частично компенсируя друг друга, в конечном итоге превращаются, соответственно, в результирующие погрешности:
установки;
статической настройки системы СПИД;
динамической настройки системы СПИД.
Каждая из слагаемых погрешностей, в свою очередь, представляет собой сумму систематических и случайных погрешностей, порождаемых большим количеством факторов, действующих во время установки обрабатываемого объекта, статической и динамической настройки системы СПИД.
ОТОВЛС
В силу специфики обработки деталей методом электроэрозиошюго вырезания, для этого метода наибольшей является погрешность статической настройки системы СПИД. Погрешность установки в большинстве случаев находится в пределах допустимых значений т. к. электроэрозионное вырезание в основном используются в инструментальном пршщолстс для изготовления
единичных деталей и установка заготовки на станке производится с требуемой точностью. Особенностью метода электроэрозионного вырезания является отсутствие силового воздействия на заготовку, поэтому на погрешность динамической настройки системы СПИД в большей мере оказывают влияние следующие факторы:
неоднородность материала обрабатываемых объектов, внутренние напряжении; качество электрода-инструмента;
температура обрабатываемого объекта, оборудования, приспособлений и ее колебания;
вибрация системы СПИД, вызванная внешним воздействием;
вибрация электрода-проволоки, вызванная струей рабочей жидкости пода
ваемой в область резания под давлением и воздействием электромагнит
ных сил, возникающих в процессе резания.
Влияние вышеперечисленных факторов на погрешность динамической настройки технологической системы можно существенно снизить, для этого необходимо:
выбирать заготовку из качественного материала и в ходе термической обработки снимать внутренние напряжения; использовать для обработки электрод-проволоку высокого качества;
устанавливать электроэрозионные проволочно-вырезные-станки в термо
стабильных помещениях;
исключить влияние на технологическую систему внешних воздействий;
снижать давление прокачки рабочей жидкости на чистовых проходах;
на чистовых проходах применять более «мягкие» технологические режимы и использовать специальную стратегию резания.
Основными причинами образования погрешности статической настройки размерных и кинематических цепей системы СПИД являются:
-
неправильный выбор технологических баз обрабатываемого объекта;
-
неправильный выбор измерительных баз и метода измерения;
-
неправильный выбор метода и средств статической настройки размерных и кинематических цепей;
-
неправильная установка режущих кромок инструмента относительно исполнительных поверхностей машины, определяющих его положение;
-
неправильная установка и закрепление приспособлений, служащих для определения обрабатываемого объекта и режущего инструмента;
-
недостаточная статическая (геометрическая точность) оборудования, приспособлений и режущего инструмента (погрешности изготовления; состояние ит. д.);
7. недостаточная квалификация и ошибки, допущенные рабочим или налад
чиком, производящими статическую настройку, и ряд других причин.
Снижение влияния факторов п.З и 6 на погрешность статической настрой
ки технологической системы, является наиболее сложной задачей по сравнению
с остальными факторами, особенно в условиях значительного физического и
морального износа оборудования и невозможности его замены на новое. Поэтому решение этой задачи позволит обеспечить более высокую точность деталей, не прибегая к замене «старого» оборудования на «новое», и тем самым повысить эффективность производства.
Диссертационная работа посвящена разработке методов статической настройки технологической системы для обработки деталей методом электроэрозионного вырезания электродом-проволокой.
Цель работы: Обеспечение точности деталей, обработанных методом электроэрозиогпюго вырезания электродом-проволокой, на основе снижения погрешности статической настройки технологической системы путем разработки методов статической настройки электрода-инструмента и компенсации геометрических погрешностей станка.
Методы исследования. Исследования включили наблюдение и анализ процессов обработки деталей методом электроэрозионного вырезания электродом-проволокой и модернизации электроэрозионных проволочно-вырезных станков. При выполнении работы использовались теоретические положения технологии машшюстроения, размерного анализа, высшей математики, а также эвристические методы. Сущность эвристических методов заключается в формализации установления причишю-следственных связей в процессе мыслительной деятельности человека в направлении решения поставленной задачи, т. е. применительно к рассматриваемой проблеме.
Научная новизна работы заключается в следующем:
Установлены функциональные зависимости между точностью угла поворота обработанной поверхности детали относительно её установочной базы и параметрами точности электроэрозионного проволочно-вырезного станка, на котором эта деталь обрабатывалась;
Установлена закономерность расчета размерных цепей с нулевым номинальным значением замыкающего звена, которая позволила расширить допуска на составляющие звенья в два раза;
Предложен метод программной компенсации погрешностей взаимного расположения осей станка при его модернизации для обеспечения требуемой точности обрабатываемой на нем детали.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
Разработан ряд методов повышения точности статической настройки электроэрозионных проволочно-вырезных станков;
Разработана методика реализации программной компенсации погрешностей позиционирования и ортогональности реальных осей движения исполнительных органов электроэрозионных проволочно-вырезных станков при их модернизации;
Разработан метод расчета размерных цепей с нулевым номинальным значением замыкающего звена и определена область его применения;
Разработаны методики статической настройки электроэрозионных прово-лочно-вырезных станков для обработки поверхностей деталей, перпендикулярных и наклонных к установочной плоскости базирования;
Определены факторы, позволяющие прогнозировать срок проведения статической поднастройки и модернизации электроэрозионного проволочно-вырезного станка.
На защиту выносятся:
комплекс научных и практических результатов по разработке методов снижения погрешности статической настройки технологической системы, при обработке заготовок методом электроэрозионного вырезания электродом-проволокой;
реализация этих методов в виде методик.
Реализация работы. Результаты диссертационной работы используются при проведении статической настройки и модернизации электроэрозионных проволочно-вырезных станков в ООО «ЕДМ инжиниринг».
Апробация работы. Результаты работы обсуждались и были одобрены на кафедре «Технология машиностроения» МГТУ «СТАНКИН» в течение 2001-2004гг, а также докладывались на III Всероссийской научно-практической конференции «Организационные, философские и технические проблемы современных машиностроительных производств», МГУ РИМ, 2003г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 статей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех
глав, общих выводов, списка литературы из 127 наименований и приложений; изложена на 138 страницах машинописного текста, содержит 54 рисунков, 6 таблиц.
