Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время установлено, что около 80% машин выходят из строя вследствие износа трущихся деталей. Среди методов окончательной обработки поверхностей трения деталей машин наибольшее распространение имеют методы механической обработки.
Общепринятое двухступенчатое рассмотрение задачи конструкторско-технологического обеспечения износостойкости связано с тем, что в нашей стране стадия проектирования новых изделий разделена на два этапа: конструкторский и технологический.
Конструктор выбирает материал, размеры и их точность, сочетание параметров качества поверхности детали, обеспечивающие требуемую износостойкость. Он указывает выбранные параметры на чертежах деталей изделия.
Технолог назначает метод и условия обработки, позволяющие обеспечить выбранные конструктором точность размеров и сочетание параметров качества поверхности детали с наименьшей технологической себестоимостью.
Сложившаяся схема обладает рядом существенных недостатков, которые возможно устранить только путем применения одноступенчатой схемы решения задачи технологического обеспечения износостойкости. Она основывается на объединении задач конструктора и технолога за счет определения оптимальных по себестоимости условий обработки еще на стадии проектирования машины. Это позволит снизить себестоимость проектируемых изделий, а также сократить время и повысить надежность процесса проектирования.
Цель работы - обеспечение качества и снижение себестоимости изделий за счет одноступенчатого решения задачи технологического обеспечения износостойкости наружных цилиндрических поверхностей деталей машин при механической обработке путем разработки математических зависимостей, алгоритма и программного обеспечения.
Задачи исследования:
Провести анализ существующих методов решения задачи технологического обеспечения износостойкости деталей машин.
Получить теоретические зависимости интенсивности изнашивания от условий окончательного точения и шлифования деталей машин.
Провести экспериментальные исследования влияния условий окончательной механической обработки на интенсивность изнашивания наружных цилиндрических поверхностей деталей машин для различных технологических методов.
Получить эмпирические зависимости интенсивности изнашивания от условий окончательной механической обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей машин для различных технологических методов.
Установить возможности различных технологических методов механической обработки в обеспечении интенсивности изнашивания наружных цилиндрических поверхностей деталей машин.
6. Разработать алгоритм и программное обеспечение для автоматизированного определения метода и условий механической обработки, обеспечивающих допустимую интенсивность изнашивания с наименьшей технологической себестоимостью.
Методика исследований. Теоретические исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения, теории контактного взаимодействия деталей машин, теории резания материалов, энергетической теории трения и изнашивания, на применении математических методов исследований.
Экспериментальные исследования базируются на современных методах математической статистики, методах теории планирования эксперимента, математических методах обработки экспериментальных данных, широком применении ЭВМ и АСНИ.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
Энергетический подход к получению теоретических зависимостей интенсивности изнашивания от условий окончательной механической обработки деталей машин.
Полученные теоретические зависимости интенсивности изнашивания от условий окончательного точения и шлифования наружных цилиндрических поверхностей деталей машин.
Полученные эмпирические зависимости интенсивности изнашивания от условий окончательного шлифования и алмазного выглаживания наружных цилиндрических поверхностей деталей машин.
Установленные значения интенсивности изнашивания наружных стальных цилиндрических поверхностей деталей для различных технологических методов окончательной механической обработки.
Алгоритм и программное обеспечение для автоматизированного определения метода и условий механической обработки, обеспечивающих допустимую интенсивность изнашивания с наименьшей технологической себестоимостью.
Достоверность и обоснованность научных результатов подтверждается тем, что:
исследования базируются на основных положениях технологии машиностроения, теории контактного взаимодействия деталей машин, теории резания материалов, энергетической теории трения и изнашивания, на применении математических методов исследований.
наблюдается достаточно высокая сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований;
разработано программное обеспечение, позволяющее автоматизировано определять оптимальный по себестоимости метод и условия окончательной механической обработки, обеспечивающие допустимое значение интенсивности изнашивания.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые на основе энергетического подхода получены теоретические зависимости интенсивности изнашивания от условий окончательного точения и шлифования деталей машин.
Практическая значимость работы:
Получен банк математических зависимостей интенсивности изнашивания от условий окончательной механической обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей машин для различных технологических методов.
Установлены возможности различных технологических методов механической обработки в обеспечении интенсивности изнашивания наружных стальных цилиндрических поверхностей деталей.
Разработан алгоритм и программное обеспечение, позволяющее автоматизировано определять оптимальный по себестоимости метод и условия окончательной механической обработки, обеспечивающие допустимое значение интенсивности изнашивания.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 58-й научной конференции профессорско-преподавательского состава БГТУ (Брянск, 2008 г.); на международной научно-практической конференции «Наука и производство - 2009» (Брянск, 2009 г.); на международной научно-практической конференции «Состояние, проблемы и перспективы автоматизации технической подготовки производства на промышленных предприятиях» (Брянск, 2009 г.); на региональной научной конференции студентов и аспирантов «Достижения молодых ученых Брянской области» (Брянск, 2009 г.); на региональной научно-практической конференции «Приоритетные направления современной науки: фундаментальные проблемы, инновационные проекты» (Брянск, 2010 г.); на заседании кафедры «Автоматизированные технологические системы» и технологической секции БГТУ (Брянск, 2010 г.), на научном семинаре технологов (Москва, МГИУ, 2010 г.).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, из них две - в журналах из перечня ВАК РФ, рекомендованного для опубликования результатов диссертационных работ.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих результатов и выводов, списка литературы и приложений. Материалы диссертации представлены на 150 страницах, содержат 16 таблиц, 33 рисунка и 4 приложения. Список литературы содержит 115 наименований.
