Введение к работе
.. -г -;/| 'АКТУАЛЬНОСТЬ. Современные машины для переработки сельско-: ^хозяйственной продукции содержат большое количество деталей, '" "имеющих плоский контур сложной формы. К ним относятся различные режущие органы (ножи волчков, шпигорезок, ножи куттеров, сетки, решетки), кулачки, копиры и многие другие детали. Эти детали являются основными рабочими органами машин и изготавливаются из высокопрочных коррозионностойких сталей марок 40X13 и 95X18 редко применяемых вмашиностроении. Требования по точности механической обработки также весьма высокие. На современном этапе развития основным средством механической обработки деталей, имеющих сложный контур, являются, прежде всего , фрезерные станки с числовым программным управлением (ЧПУ), эффективность применения которых зависит от полноты использования возможностей программного управления.
В то же время для процессов фрезерования хромистых коррозионностойких сталей отсутствуют нормативные рекомендации между режимами резания для станков с ЧПУ и способами обеспечения необходимой точности обработки на стадии подготовки управляющих программ. Это приводит ' к большой трудоемкости отладки управляющих программ, вызванной необходимостью их многократного перепрограммирования с целью подбора режимов резания для обрабатываемого материала с тем, чтобы обеспечить требуемую точность обработки, т.к. значительное влияние на точность обработки деталей оказывает силовая нестабильность процесса обработки концевыми фрезами, связанная с непрерывным изменением припуска. В настоящее время, как правило, интуитивно, исходя из опыта разработчика управляющей программы, производится учет факторов силовой нестабильности протекания процесса резания, при этом постоянная подача назначается на значительный участок траектории для условий наибольшей глубины резания на нем, хотя технологические возможности станков с ЧПУ позволяют назначать рациональные режимы резания на любом сколь угодно коротком участке контура детали. Зачастую, технолог-программист, для сокращения времени отладки, заведомо идет на занижение режимов резания с целью обеспечения точности и качества обрабатываемой поверхности, но при этом также снижается производительность процесса обработки. Это связано с отсутствием научно обоснованных нормативных материалов, которые учитывали бы связь количества рабочих ходов, глубины резания, подач и других режимных параметров с качеством и, прежде всего, с точностью обработки при изготовлении деталей из хромистых коррозионностойких сталей марок 40X13 и 95X18. Поэтому разработка рекомендаций по назначению оптимальных режимов резания, минимально необходимого количества рабочих ходов
для труднообрабатываемых сталей на стадии проектирования операций контурного фрезерования на станках с ЧПУ с целью обеспечения качественных показателей обрабатываемых деталей является актуальной.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Повышение производительности при контурном фрезеровании высокопрочных хромистых коррозионностоиких сталей концевыми фрезами за счет расчета минимального количества рабочих ходов и запрограммированного изменения подач на основе математических моделей управления точностью и производительностью.
- исследование влияния изменяющихся геометрических параметров
зоны резания на нестабильность составляющих силы резания;
исследование влияния силовой нестабильности процесса контурного фрезерования на точность обработки;
разработка методики определения минимального количества рабочих ходов и глубин резания для реализации запрограммированного управления подачи с целью повышения точности обработки в процессе контурного фрезерования деталей из труднообрабатываемых сталей;
определение поправочных коэффициентов на режимы резания для хромистых коррозионностоиких сталей мартенситного класса, применяемых для изготовления деталей оборудования перерабатывающих отраслей;
разработка, производственная проверка и внедрение в производство режимов резания, учитывающих связь назначаемого количества рабочих ходов, глубин резания и' подач для хромистых коррозионностоиких сталей.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории резания металлов, законов механики, аналитической геометрии.
Достоверность полученных аналитическим путем результатов проверялась в лабораторных и производственных условиях по разработанной в диссертации методике. Вычисления, математическое моделирование и обработка результатов экспериментальных исследований проводились с использованием ЭВМ.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Разработка, на основе математического моделирования, методики расчета силового взаимодействия элементов технологической системы, закономерности. выбора минимального количества рабочих ходов, глубин резания и варьирования подачей вдоль обрабатываемого контура в зависимости от материала и геометрической формы поверхности с целью повышения точности обработки.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ данной работы состоит в промышленном ее использовании, позволяющем сократить время отладки управляющих программ примерно на 30%, повысить в .1,5 - 2 раза точность получаемых размеров и формы обрабатываемой поверхности, а также 2
производительность обработки хромистых коррозионностойких сталей - на 10 - 3G %.
Результаты работы использованы при выполнении следующих хоздоговоров и госзаказов:
-
Хоздоговор N34-19 (1988 год) между ВШ10 "Ремдеталь" и Мосгорагропромом "Технологическая подготовка производства по изготовлению на станках с ЧПУ деталей для заводов Мосгорагропрома".
-
Хоздоговор N231-19 (1989 год) между ВНПО "Ремдеталь" и Носгорагропромом "Технологическая подготовка производства по изготовлению на станках с ЧПУ запасных частей к оборудованию перерабатывающих отраслей Мосгорагропрома".
-
Госзаказ N2.202-19 (1989-1990 гг.) Госкомиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам "Организация изготовления на станках с ЧПУ наиболее сложных деталей импортного производства оборудования перерабатывающих отраслей".
-
Хоздоговор N323-19 (1989 год) между ВНПО "Ремдеталь" и Ереванским опытным заводом "Изготовление на станках с ЧПУ деталей импортного оборудования для перерабатывающих отраслей".
-
На ремонтных заводах агропромышленного комплекса внедрены разработанные автором три сборника управляющих программ для изготовления запасных частей на станках с ЧПУ к двигателям СМД-14Д7К, СМД-60 и шасси трактора Т-150.
-
Кафедрой технологии машиностроения ЧГТУ разработчиком двух последних справочников общемашиностроительных нормативов режимов резания и времени для станков с ЧПУ (издания 1982 и 1990 годов Госкомтруда СССР и издательство "Экономика") приняты для включения в новое издание справочника материалы по результатам настоящего исследования.
-
В техническом центре "Импортсервис" внедрение данной разработки при изготовлении на десяти фрезерных станках с ЧПУ деталей к оборудованию по переработке сельскохозяйственной продукции дало экономический эффект 78 тыс. рублей в год.
-
На ПРО "Архремлестехника" при изготовлении на двух фрезерных станках ГФ2171 деталей к оборудованию перерабатывающих отраслей внедрение данной разработки дало годовой экономический эффект 16 тыс. рублей.
-
Основные положения данной работы использовались при подготовке технологов - программистов на станках с ЧПУ агропромышленного комплекса, проходивших обучение в ВНПО "Ремдеталь".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертации докладывались в г. Пятигорске в 1988 году на научно - технической конференции стран членов СЭВ "Современное оборудование в
технологические процессы для восстановления и упрочнения деталей машин", "Ремдеталь-88", на научно-технических конференциях ВНПО "Ремдеталь" в 1986 - 1991 гг., а также на кафедре "Технология машиностроения" ЧГТУ.
ПУБЛИКАЦИИ. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 108 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, 11 таблиц, список литературы из 114 наименований и 13 приложений на 50 страницах. Общий объем работы 217 страниц.
