Введение к работе
В диссертации рассматриваются вопросы, связанные с оценкой точности лезвийной обработки (на примерах обработки точением и фрезерованием) посредством нахождения суммарной погрешности обработки расчетно-аналитическим методом с учетом положений технологической наследственности.
Актуальность темы исследования. Современное машиностроение характеризуется постоянным ужесточением требований к качеству и эксплуатационным свойствам выпускаемой продукции. Это требует совершенствования подходов к проектированию технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий.
Для машиностроения очень важным является показатель точности. Следует отметить, что за последние 50 лет параметры точности изделий ужесточились примерно в 2000 раз. В настоящее время «сверхточная» обработка может производиться с точностью до 0,00005 мм. Таких характеристик в машиностроении практически не наблюдается ни по одному другому показателю. Особые условия техника предъявляет к допустимым значениям параметров точности в прецизионном машиностроении (производство электро- и пневмоприводов, производство систем слежения и наведения и т.д.). «Жесткие» допуски, назначаемые конструкторами и исчисляемые для прецизионных деталей микрометрами, уже с трудом обеспечиваются с помощью имеющихся технологических систем. Анализ проблем точности и ее динамики приводит к выводу, что в дальнейшем все параметры точности в машиностроении будут ужесточаться еще больше. Этот тезис подтверждается фактом бурного развития нанотехнологий, предусматривающих как изготовление, так и измерение параметров, в том числе геометрического характера, с точностью до одной миллиардной доли метра.
Принципиальным становится вопрос о способах обеспечения заданной точности на этапе технологической подготовки производства. Полученная погрешность включает в себя в определенной степени погрешности предыдущих операций, что определяется термином «технологическое наследование».
Учет положений наследственности при проектировании технологических процессов невозможен без изучения количественной стороны вопроса. На данный момент установлено недостаточно конкретных математических зависимостей, позволяющих прогнозировать и количественно оценивать взаимные влияния погрешностей друг на друга, а также рассчитывать погрешности, возникающие в процессе обработки.
Таким образом, данная работа, направленная на создание математического аппарата, позволяющего расчетным путем оценить точность лезвийной обработки посредством определения суммарной погрешности обработки с учетом взаимного влияния ее элементарных составляющих, является актуальной и значимой.
Целью работы является оценка суммарной погрешности лезвийной обработки на примере точения и фрезерования посредством учета взаимного влияния элементарных ее составляющих.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
-
Выполнить обзор состояния вопроса расчетного определения погрешностей лезвийной обработки с учетом явления технологической наследственности.
-
На основе математического моделирования явлений, сопровождающих процесс резания материалов, выполнить теоретический анализ взаимного влияния элементарных погрешностей, составляющих суммарную погрешность, возникающих при различных видах обработки.
-
Разработать методику и алгоритм расчетного определения суммарной погрешности обработки с учетом взаимного влияния ее составляющих и положений технологической наследственности.
-
Выполнить сравнительный анализ значений суммарной погрешности механической обработки, полученных с учетом и без учета взаимного влияния элементарных погрешностей.
Научная новизна работы заключается в разработке теоретических положений по оценке суммарной погрешности обработки с учетом взаимного влияния элементарных ее составляющих, позволяющих учесть положения технологической наследственности при проектировании технологических процессов.
Практическая значимость работы: реализация в производственных условиях предложенной методики нахождения суммарной погрешности обработки с учетом взаимных влияний элементарных ее составляющих, позволяет оценить точность лезвийной обработки и учесть положения технологической наследственности при автоматизированном проектировании технологических процессов.
Автор защищает:
-
Методику расчета коэффициентов трансформации погрешностей на операциях точения и торцевого фрезерования;
-
Методику оценки суммарной погрешности лезвийной обработки с учетом взаимного влияния элементарных ее составляющих.
Достоверность и обоснованность научных результатов. Результаты работы получены с использованием базовых положений технологии машиностроения, положений теории технологического наследования, в том числе, теории математического моделирования явлений, что в целом обеспечило корректность постановки и решения задач, а также адекватность полученных математических и статистических моделей. Сформулированные научные положения, результаты работы, выводы обоснованы теоретическими положениями и экспериментальными данными, не противоречат известным положениям технических и фундаментальных наук и основаны на строго доказанных выводах, предложенных авторами ранних исследований.
Апробация работы. Работа выполнялась в рамках Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» – РИ-111.0/001/061, ГК 02.444.11.7049 «Изучение проблем технологической наследственности, и ее проявления на всех стадиях производства энергетических установок» во время проведения стажировки в Московском государственном техническом университете имени Н. Э. Баумана, а также по хозяйственному договору с ОАО «НПО «Сатурн» № 02.120.11.8024 – Расчётное определение погрешности обработки по заданным технологическим условиям обработки. Результаты работы докладывались и обсуждались на ХХIХ конференции молодых ученых и студентов (Рыбинск, РГАТА, 2005), в Международной школе-конференции (Барнаул, АГТУ, 2005 – 2006), Международной школе конференции молодых ученых, аспирантов и студентов
им. П. А. Соловьева и В. И. Кондратьева (Рыбинск, РГАТА, 2006).
Реализация результатов работы. Основные результаты работы приняты к использованию на ОАО «СУЭК» г. Москва; ОАО «ТМЗ» г. Тутаев Ярославской области; ОАО «Иркутскагроремонт» г. Шелехов Иркутской области; ООО «Спецтехникс» г. Москва, что подтверждено соответствующими актами.
Публикации. По материалам диссертационной работы имеется
5 публикаций.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, приложения. Объем работы 190 страниц текста, включая 42 рисунок, 37 таблиц, 145 формул, список литературы из 115 наименований и приложение на 7 страницах.
