Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ 9
1.1. Многорезцовая обработка - эффективный путь повышения производительности обработки 9
1.2. Методы проектирования многорезцовых наладок 13
1.3. Цель и задачи исследования 33
ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕМ
ТОКАРНОЙ МНОГОРЕЗЦОВОЙ ОБРАБОТКИ 36
2.1. Группирование многорезцовых наладок 37
2.2. Размерный анализ наладок и построение эквивалентной схемы системы СПИД 41
2.3. Вывод уравнений относительных перемещений элементов системы СПИД 50
2.4. Алгоритм автоматизированного построения математической модели процесса многорезцовой обработки. 57
ВЫВОДЫ 70
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ МНОГОРЕЗЦОВОЙ ОБРАБОТКИ 73
3.1. Математическая модель механизма образования погрешности многорезцовой обработки 73
3.2. Определение жестокостей опорных точек и влияния температуры на их значения 76
3.3. Проверка математической модели на адекватность... 84
3.4. Исследование влияния последовательного и параллельного вступления резцов в зону резания на точность 100
3.5. Образование погрешности при обработке одной поверхности несколькими резцами НО
3.6. Влияние геометрии резцов на погрешность многорезцовой обработки 120
ВЫВОДЫ 126
ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАЛАДКИ 130
4.1. Классификация поверхностей и выбор резцов 131
4.2. Выбор целевой функции 134
4.3. Уравнения технических ограничений... 136
4.4. Определение оптимальных подач и скоростей резания резцов наладки 139
4.5. Определение приоритета параметров наладки.. 143
4.6. Выбор расположения резцов наладки, обеспечивающего заданную точность обработки 147
4.7. Алгоритм оптимизации режимов резания 150
4.8. Алгоритм корректировки конструктивных факторов наладки 153
4.9. Автоматизация проектирования инструментальных наладок 164
4.10. Пример выбора конструктивных факторов наладки 168
ВЫВОДЫ 176
ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ... 177
5.1. Проектирование наладки к многорезцовому станку модели, IA720 177
5.2. Расчет экономической эффективности 191
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 196
ЛИТЕРАТУРА 198
ПРИЛОЖЕНИЯ
Введение к работе
В соответствии с решениями ХХУТ съезда КПСС перед машиностроителями нашей страны на одиннадцатую пятилетку поставлена важная задача - обеспечить все отрасли народного хозяйства высокоэффективными машинами и оборудованием.
В "Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы" указывается, что производительность труда в машиностроении и металлообработке должна повыситься в 1,5 раза за счет применения прогрессивных технических решений и проектирования новых видов машин, механизмов и оборудования.
Наряду с ростом объема производства и повышением производительности труда в этой пятилетке предусматривается улучшение качества выпускаемой продукции с доведением его до уровня мировых образцов. Особое значение в связи с этим приобретает необходимость применения ЭВМ и современных методов управления и проектирования, как действенных средств ускорения темпов развития научно-технического прогресса в машиностроении.
Актуальность темы. Главной задачей совершенствования методов управления обработкой на металлорежущих станках является повышение эффективности их работы. Пути достижения этой цели -повышение точности, производительности и снижение стоимости операций. Взаимосвязанность этих параметров не позволяет изменять их совместно в желаемом направлении.
При проектировании многорезцовых наладок существуют постановки задачи, когда при заданных ограничениях на производительность и стоимость операций требуется достичь высокой точности обработки, а также при заданных ограничениях на точность требуется достичь наибольшей производительности обработки.
Достижению высокой производительности многорезцовой обработки препятствуют силы, возникающие при одновременной работе нескольких инструментов, которые вызывают больше упругие перемещения деталей системы СЇЇВД. Сокращение погрешности, вызываемой упругими перемещениями, достигается нахождением такого сочетания конструктивных и технологических параметров наладки, при которых упругие перемещения деталей являются минимальными или постоянными по значению в течение всего процесса обработки. В работе решается задача выбора оптимальных режимов резания инструментов и их расположения в резцедержавках, основанного на стабилизации суммарных сил резания. Одновременная работа нескольких инструментов образует сложный взаимосвязанный механизм, исследование которого без методов математического моделирования представляется невозможным. Математическое моделирование механизма многорезцовой обработки позволяет исследовать влияние различных факторов, возникающих в процессе резания, на точность формообразования детали. Актуальность исследований в этой области повышает растущая доля многорезцовой обработки и повышение требований к точности обработки.
Цель работы. Повышение эффективности многорезцовой обработки за счет выбора наилучшего сочетания конструктивных факторов и технологических параметров инструментальной наладки, обеспечивающих заданную точность обработки.
Научная новизна. Установлен характер образования погрешностей обработки, обусловленных упругими перемещениями звеньев системы СІВД, а также раскрыт механизм взаимосвязи инструментов при многорезцовой обработке. Разработана математическая модель процесса многорезцовой обработки, основанная на установленных взаимосвязях. Разработана методика автоматизированно - 6 го проектирования многорезцовой наладки, обеспечивающая максимальную производительность при заданной точности обработки. Практическая ценность. Для проектирования многорезцовой наладки, обеспечивающей заданные условия обработки, разработаны алгоритмы, позволяющие:
- автоматизировать построение математической модели процесса многорезцовой обработки;
- оптимизировать режимы резания;
- рассчитывать погрешности многорезцовой обработки;
- исследовать влияние конструктивных факторов на точность обработки;
- выбирать конструктивные факторы инструментальной наладки.
Программы расчета составлены на алгоритмическом языке
ФОРТРАН для БЭШ-6. Программы апробировались для деталей "коле-co-HI4-3.06.602 и "ступица М-29".
Работа изложена в 5 главах.
В первой главе. Проведен анализ существующих работ по проектированию инструментальных наладок и оптимизации их режимов работы. Рассмотрены преимущества многорезцовых наладок, области их применения и возможности с точки зрения повышения производительности обработки. Выявлены недостатки и задачи, которые требуется решить для повышения эффективности инструментальных наладок.
Во второй главе. По расположению инструментов многорезцовые наладки разделены на 4 группы. Определены различия и выявлены общие звенья в размерной цепи наладок. Приведена методика построения математической модели, представляющая собой совокупность координатных систем, соответствующих узлам станка, связанным между собой упругими связями. Разработаны алгоритми построения математической модели, где исходными данными являют - 7 ся параметры детали и станка.
В третьей: главе. Для примера в качестве объекта для математического моделирования и исследования влияния конструктивных факторов на точность и производительность обработки выбрана деталь, имеющая несколько различных поверхностей, обработка которых возможна многорезцовым методом.
На основе анализа размерной цепи системы СПИД выделены детали, участвующие в процессе формообразования, для которых строятся координатные системы. Разработана математическая модель механизма образования погрешности многорезцовой обработки выбранной детали. Приведены результаты экспериментальных исследований и расчета жесткостей в опорных точках системы СПИД и влияния температуры на их значения. Определена степень адекватности математической модели сопоставлением рассчитанных по модели результатов и действительных значений, полученных экспериментальным путем. Проведены исследования влияния количества резцов на точность и производительность обработки. Исследовано влияние геометрии резцов на точность при многорезцовой обработке, а также расположения инструментов в резцедержавке. Представлен механизм взаимосвязи инструментов. По установленным формам взаимосвязи - через резцедержавку и заготовку - определена качественная картина образующихся при этом поверхностей.
В четвертой главе. Разработана методика автоматизированного проектирования инструментальной наладки, состоящая из трех этапов. На первом этапе строится математическая модель процесса обработки заданной детали. На втором этапе оптимизируются технологические параметры - подачи и скорость резания. Методом множественной корреляции экспериментальных данных проведена ранжировка конструктивных факторов и технологических параметров наладки по степени влияния их на точность обработки.
На третьем этапе выбираются конструктивные факторы в порядке установленной степени влияния на точность обработки: количество, расположение, очередность работы, геометрия реяущей части резцов. Разработаны алгоритмы автоматизированного проектирования инструментальной наладки.
В пятой главе. По разработанной методике спроектирована наладка для станка IA720. Произведен расчет экономической эффективности применения результатов работы. Приведены общие выводы и заключения, список литературы и приложения к работе.
Работа выполнена в Институте кибернетики УзНПО "Кибернетика" АН УзССР.
