автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Разработка и исследование технологических схем обработки корпусных деталей с угловым расположением осей отверстий на агрегатных расточных станках с поворотно-делительными столами

1. ВВЕДЕНИЕ.

2. Глава I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1. Анализ параметров корпусных деталей редукторов с угловым расположением отверстий и разработка технологического классификатора.

1.1.1. Анализ типажа и программ выпуска редукторов

1.1.2. Анализ параметров корпусных деталей с угловым расположением осей отверстий

1.1.3. Разработка технологического классификатора корпусных деталей с угловым расположением осей основных отверстий

1.2. Анализ технологических схем обработки корпусных деталей на агрегатных расточных станках.

1.2.1. Обработка основных отверстий корпусных деталей на агрегатных расточных станках.

1.2.2. Анализ технологических схем обработки корпусных деталей на агрегатных расточных станках со стационарными приспособлениями.

1.2.3. Анализ технологических схем обработки корпусных деталей на агрегатных расточных станках с поворотно-делительными столами.

1.3. Цель и задачи исследования.

3. Глава 2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБРАБОТКИ

КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ С УГЛОВЫМ РАСПОЛОЖЕНИЕМ ОСЕЙ ОТВЕРСТИЙ НА АГРЕГАТНЫХ РАСТОЧНЫХ СТАНКАХ С ПСВ 0Р0ТН0-ДЕЛИ ТЕЛЬНЫМИ СТОЛАМИ.

2.1. Требования к технологическим схемам обработки корпусных деталей с угловым расположением осей отверстий.

2.2. Разработка технологических схем с односторонней обработкой.

2.3. Разработка технологических схем многосторонней обработки.

2.4. Унифицированный ряд агрегатных расточных станков для обработки корпусных деталей с межосевым углом равным 90°

4. Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТОЧНОС

ТИ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСЕЙ РАСТАЧИВАЕМЫХ ОТВЕРСТИЙ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ОБРАБОТКИ НА АГРЕГАТНЫХ СТАНКАХ.

3.1. Влияние различных факторов на точность взаимного расположения угловых отверстий

3.2. Влияние геометрических погрешностей станка на точность взаимного расположения угловых отверстий при обработке на одной позиции от независимых силовых агрегатов

3.3. Влияние геометрических погрешностей станка на точность взаимного расположения угловых отверстий при обработке на разных позициях от одного силового агрегата

3.4. Анализ влияния сил резания на точность взаимного расположения угловых отверстий при расточке на агрегатных станках с различными схемами обработки

5. Глава 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1. Задачи и методика экспериментальных исследований. Экспериментальная установка.

4.2. Результаты экспериментальных исследований

4.3. Анализ опыта эксплуатации и экспериментальные исследования по сохранению во времени точности расположения осей отверстий на агрегатных расточных станках с различными схемами обработки

6. Глава 5. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И

ЭФФЕКТИВНОСТИ АГРЕГАТНЫХ РАСТОЧНЫХ СТАНКОВ С РАЗЛИЧНЫМИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ СХЕМАМИ.

5.1. Разработка классификатора технологических схем обработки корпусных деталей с угловым расположением основных отверстий на агрегатных расточных станках

5.2. Определение зависимости основного Бремени от соотношений геометрических параметров корпусных деталей с угловым расположением осей отверстий для различных технологических схем.

5.3. Определение области эффективного применения агрегатных расточных станков с различными технологическими схемами для обработки корпусных деталей с угловым расположением осей основных отверстий

5.4. Экономическая эффективность внедрения агрегатных расточных станков с новыми технологическими схемами.

В утвержденных ХХУ1 съездом КПСС "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 годы и на период до 1990 года" сказано, что необходимо "улучшить структуру парка металлообрабатывающего оборудования в машиностроении за счет увеличения выпуска высокопроизводительных специальных и агрегатных станков, кузнечно-прессового оборудования, автоматических линий и комплексов

На встрече с коллективом московского станкостроительного за-Еода им.Серго Орджоникидзе Генеральный секретарь ЦК КПСС, Председатель Президиума Верховного Совета СССР товарищ Юрий Владимирович Андропов подчеркнул огромное значение работы станкостроителей по оснащению народного хозяйства страны современными автоматическими линиями и специальными агрегатными станками.

В последнее время технический уровень выпускаемых в нашей стране и за рубежом агрегатных станков значительно вырос. Так, специальные агрегатные станки стали применяться не только в массовом и крупносерийном производстве, но и в серийном и мелкосерийном производстве для групповой обработки деталей, а также для обработки деталей мелких серий с переналадкой станков. Стали выпускаться агрегатные станки повышенной точности, на которых ведется обработка корпусных деталей с высокой точностью обрабатываемых поверхностей и их взаимного расположения. В стране и за рубежом освоен выпуск поворотно-делительных столов агрегатных станков высокой точности с диаметром планшайбы до 2000 мм, благодаря чему появилась возможность создавать агрегатные станки для обработки корпусных деталей с повышенной точностью взаимного расположения обрабатываемых поверхностей.

В последние годы начали создаваться автоматические линии из многопозиционных агрегатных станков с поворотными столами, позволяющие наиоолее рационально решать вопросы механической обработки ряда деталей /31/. Из станков с поворотными столами создаются как жесткие автоматические линии, так и роботизированные автоматические линии с гибкой связью. Имеет место тенденция к созданию специализированных агрегатных станков /56/ для ооработки определенной номенклатуры деталей.

В различных отраслях машиностроения выпускается большая номенклатура с широким диапазоном программ выпуска корпусных деталей с угловым расположением осей основных отверстий, таких как корпуса конических и червячных редукторов. В связи с этим возникает необходимость совершенствования существующих и разработки новых технологических схем агрегатных расточных станков с поворотными столами и определения области их эффективного использования.

Автор считает сеоим долгом поблагодарить научного консультанта - канд.техн.наук Л.В.Перегудова за советы при написании диссертационной работы и автореферата.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведен анализ схем обработки корпусных деталей с угловыми отверстиями на агрегатных расточных станках, в ре -зультате чего установлено: а) традиционные схемы имеют ограниченную область эффективного применения для обработки всей номеклатуры конических редукторов в сельхозмашиностроении; б) станки имеют низкую производительность вследствие последовательной и параллельно- последовательной обработки угловых отверстий; в) в большинстве случаев не обеспечивается требуемая точность взаимного расположения обрабатываемых отверстий при существующих нормах точности изготовления и выверки станков.

2. Разработаны новые технологические схемы агрегатных расточных станков с поворотно-делительными столами, позволяющие повысить производительность станков в 1,5-2,5 раза за счет параллельной обработки угловых отверстий при обеспечении необходимом точности их взаимного расположения.

3. Для разработанных технологических схем получены математические зависимости, характеризующие связь параметров схем (числа сторон обработки, числа силовых агрегатов и др.) с параметрами взаимного расположения обрабатываемых отверстий (величинами межосевых углов, ' числом осей отверстий и др.).

4. Теоретически исследовано влияние геометрических погрешностей станочной системы на параметры точности взаимного расположения о брабатываемых отверстий для разработанных и традиционных схем; при этом установлено, что разработан ные схемы обеспечивают повышенную точность взаимного расположения отверстий за счет сокращения числа влияющих факторов.

5. Разработан и реализован способ проверки и корректировки геометрической точности станков с новыми технологи ческими схемами, позволяющий повысить точность взаимного расположения обрабатываемых отверстий в среднем на 60-80%.

6. Теоретически исследовано влияние смещений шпинделей под действием сил резания на точность взаимного расположения обрабатываемых отверстий для различных схем станков и установлено, что для разработанных схем эти смещения практически не влияют на параметры точности, так как между смещениями шпинделей существует тесная корреляцион -нал связь как по величине, так и по направлению,

7. Экспериментально определены динамические смещения шпинделей при последовательном выполнении расточных переходов по каждой оси, которые изменяются при черновой обработке от 30 до 110 мкм., а при получистовой и чистовой обработке от 10 до 30 мкм.

При этом отклонение от пересечения осей при черновой обработке составило 5 мкм, а при получистовой и чистовой обработке - 1,5 мкм и меньше, что подтверждает наличие корреляционной связи между динамическими смещениями шпинделей.

В случае совмещения черновой и чистовой расточки по разным угловым осям динамические смещения шпинделя, .выполняго-щего чистовую расточку, возрастают до 25.35 мкм., однако отклонение от пересечения не превышает 1,5 мкм,

8. Экспериментальные исследования в производственных условиях показали, что скорость изменения среднего значения отклонения от пересечения осей растачиваемых отверстий в станке с традиционной схемой обработки составляет 1,79 мкм/ мес., тогда как в станках с предложенной односторонней схемой обработки - 1,08 мкм/мес., а с многосторонней обработкой - 0,208 мкм/ мес:.

9. Производственными наблюдениями установлено, что в станках с традиционными технологическими схемами наряду с постепенными отказами по нарушению геометрической точности имеют место мгновенные отказы, вследствие столкновения бор-штанг из-за сбоев в системе управления.

В результате обоих видов отказов эти станки перевыстав -ляются в среднем 1,5 раза в год.

В станках же с предложенными схемами за весь период наблюдений ( 4 года ) перевыставка проводилась один раз на одном станке из пяти обследованных.

10. На основе разработанного классификатора технологиI ческих схем предложены методика выбора рациональных схем обработки на агрегатных расточных станках в зависимости от конструкторско - технологических параметров обрабатываемых деталей, точности обработки отверстий и точности взаимного расположения отверстий.

11. Разработана методика сравнения технологических схем по приведенным годовым затратам, в которых учитываются дополнительные затраты, связанные с восстановлением геометрической точности станков в процессе эксплуатации.

1. Материалы ШТ съезда КПСС. М. ¡Политиздат, 1981. - 223 с.

2. Адаптивное управление станками. Под редакцией Балакшина Б.С.,

3. М.¡Машиностроение, 1973. 688 с.

4. Альбом специальных редукторов, изготовляемых и применяемых напредприятиях Минлегпищемаша. М., Ротапринт ВНИЭКИлрод-маша, 1970. 180 с.

5. Барановский Ю.В. Режимы резания металлов. Справочник. М. ¡Машиностроение, 1972. 407 с.

6. Белага В.Б., Перегудов Л.В. Анализ технологических схем агрегатных расточных станков при обработке корпусов унифицированных редукторов сельскохозяйственных машин. Технология, экономика и организация производства. М.,1977, }Ь 2(4), с.39-44.

7. Белага В.Б., Перегудов Л.В., Суровцев В.А. Выбор технологических схем агрегатных расточных станков для корпусов редукторов сельхозмашин. Экспресс-информация, ЦНИИТЭИтрак-торосельхозмаш, Л 2(103), серия 10-08, 1974. 6 с.

8. Белага В.Б., Перегудов Л.В. Новая технологическая схема агрегатных станков. "Вестник машиностроения", 1976, № 10, с.67-70.

9. Белага В.Б., Суровцев В.А. и др. Способ обработки отверстийкорпусных деталей. Авт.свид. J6 435074, бюлл.: "Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки", 1974, № 25, с.44.

10. Белага В.Б., Перегудов Л.В. Выбор оптимальной технологическойсхеш агрегатных расточных станков. "Вестник машино-• строения", 1978, $ 9, с.45-49.

11. Белага В.Б., Козлов В.П., Перегудов JI.B. Специализированныйагрегатный расточный станок. "Прогрессивные технологические процессы в машиностроении". Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции, Ташкент, 1975, с.56-59.

12. Белов B.C., Этин А.О., Басина Н.С. Основные направления развития технологии обработки и металлорежущего оборудования. "Станки и инструмент", 1980, 9, с.3-4.

13. Белоусов А.П., Дащенко А.И., Полянский П.М., Шулешкин A.B.

14. Автоматизация процессов в машиностроении. М. :Высшая школа, 1973. 456 с.

15. Беляков И.Т., Тарасевич P.M., Безуглов H.H. Оптимизация вариантов технологических процессов на основе идентификации. "Станки и инструмент", 1972, Ш 7, с.2-7.

16. Бойко A.C. Состояние и перспективы развития редукторостроенияв СССР. Сборник "Повышение технического уровня, совершенствование методов расчета и конструирование зубчатых передач, редукторов и их узлов", Харьков, 1974, с.3-6.

17. Борисов В.Б. Исследование точности расположения осей отверстий при многопроходной обработке на агрегатных станках, (автореферат), М.:МВТУ им.Баумана, 1971. 16 с.

18. Борисов В.Б., Петров М.В. К вопросу о взаимосвязи между смежными технологическими переходами при обработке систем отверстий на агрегатных станках. "Известия ВУЗов", Машиностроение, 1969, № 3, с.134-137.

19. Бромберг Б.М., Дашевский Т.Б. и др. Аямазно-расточные станки.

20. М.¡Машиностроение, 1965. 244 с.

21. Бромберг Б.М., Белогородский И.В., Дубиненко А.Ф. и др. Способ обработки отверстий с непараллельными осями. Авт. свид. № 546435, бюлл."Открытия, изобретения, промышленные образцы, товарные знаки", 1977, №6, с.32.

22. Брон Л.С. Автоматические линии. Термины и определения. "Станки и инструмент", 1981, № 6, с. 1-2.

23. Брон Л.С. Единая гамма унифицированных узлов агрегатных станков и автоматических линий. "Станки и инструмент",1979, 5, с. 14-17.

24. Васильев B.C., Брон Л.С. Основные направления комплексной автоматизации обработки деталей в массовом производстве. "Станки и инструмент", 1975, № 4.

25. Васильев B.C., Этин А.О. Учет дополнительных факторов приоценке производительности станков. "Станки и инструмент", 1982, Л 9, с.3-4.

26. Векилов Р.В., Вороничев Н.М. и др. Иссследование и диагностика узлов агрегатных станков и автоматических линий. "Станки и инструмент", 1975, № 8, с.3-6.

27. Вентцель E.G. Теория вероятностей. М. :Наука, 1969. 576 с.

28. Владзиевский А.П. Автоматические линии в машиностроении.

29. Ч.1-П, М.:Машгиз, 1958. 716 с.

30. Волчкевич Л.И. Надежность автоматических линий. М.¡Машиностроение, 1963. 308 с.

31. Вороничев Н.М., Генин В.Б., Тартаковский Ж.Э. Автоматическиелинии из агрегатных станков. М.:Машиностроение, 1971. 552 с.

32. Вороничев Н.М. Развитие комплексной автоматизации механической обработки корпусных деталей в массовом производстве. "Станки и инструмент", 1975, № 8, с.1-2.

33. Вороничев Е.М., Рубинштейн В.Б. Комплекс автоматических линий для обработки V-образных блоков цилиндров."Станки и инструмент", 1975, № 8, с.10-14.

34. Врагов Ю.Д. Анализ компоновок металлорежущих станков. М.:

35. Машиностроение, 1978. 208 с.

36. Гебель X. Компоновка агрегатных станков и автоматических линий. М.:Машгиз, 1959. 190 с.35. ГОСТ 1758-56.36. ГОСТ 3765-56.

37. Дащенко А.И. и др. Влияние жесткости агрегатных станков иих узлов на точность обработки. Научно-технический реферативный сборник "Металлорежущие станки и автоматические линии". М. ¡НИИмаш, 1971, № 3.

38. Дащенко А.И., Шмелев А.И. Конструкция и наладка агрегатныхстанков. М.¡Высшая школа, 1970. 368 с.

39. Дащенко А.И. и др. Точность и стабильность обработки деталейна агрегатных станках с высокой концентрацией операций. Научно-технический реферативный сборник "Металлорежущие станки и автоматические линии". М.¡НИИмаш, 1972, № 2.

40. Дащенко А.И., Мамакаев P.M. Методика определения жесткостиосновных узлов агрегатных станков. Известия ВУЗов. М.: издание МВТУ им.Баумана, 1972, № 7.

41. Деев О.М. Исследование точности расположения осей отверстийобрабатываемых на автоматических линиях при плавающем соединении инструмента со шпинделем (автореферат), М.: МВТУ им.Баумана, 1973. 14 с.

42. Деев О.Н. Смещение осей отверстий обрабатываемых на агрегатных расточных станках, имеющих плавающее соединение инструмента со шпинделем. "Известия ВУЗов", Машиностроение, 1972, № 9.

43. Демянюк Ф.С. Технологические основы поточно-автоматизированного производства. М.¡Высшая школа, 1968

44. Единая гамма нормализованных узлов агрегатных станков и автоматических линий. М.¡НИИмаш, 1975. 12 с.

45. Жданович В.Ф., Гай А.Б. Комплексная механизация и автоматизация в механических цехах. М.¡Машиностроение, 1976. 288 с.

46. Зузанов Г.И. Агрегатные станки. М.¡Машгиз, 1948.

47. Игумнов Б.Н., Гуд Е.П. Методика расчета оптимальных режимоврезания для многопозидионных станков. "Известия ВУЗов',' Машиностроение, 1972, № 9, с.140-145.

48. Игумнов Б.Н. Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий. М.¡Машиностроение, 1974.- 200 с.

49. Калашников С.Н., Калашников A.C. Контроль производства конических зубчатых колес. М.¡Машиностроение, 1976. -175 с.

50. Кован В.М. Основы технологии машиностроения. М.:Машгиз, 1965.- 496 с.

51. Колев К.С., Горчаков Л.М. Точность обработки и режимы резания. М.¡Машиностроение, 1976. 144 с.

52. Кольчинский Д.П. Комплекс автоматических линий для обработкиголоеок цилиндров двигателя автомобиля Москвич 412. "Станки и инструмент", 1975, № 8, с.14-20.

53. Кораблев П.А. Обработка на агрегатных станках в приборостроении. М.:Машгиз, i960.

54. Косилова А.Г. и др. Справочник технолога по автоматическимлиниям. М.¡Машиностроение, 1982. 320 с.

55. Косилова А.Г., Мещеряков Р.К., Калинин М.А. Точность обработки заготовки и припуски в машиностроении. М.¡Машиностроение, 1976. 288 с.

56. Косилова А.Г. Точность обработки деталей на автоматическихлиниях. М.¡Машиностроение, 1976. 224 с.

57. Круглов В.А. Достижение высокой точности обработки на агрегатных станках. "Вестник машиностроения", 1969, № I.

58. Левин A.A., Пасько Н.И. Расчет производительности автоматических линий. "Станки и инструмент", 1969, № 8.

59. Мамакаев P.M. Исследование влияния жесткости системы СПИД наточность обработки на малых агрегатных станках (автореферат). М.: , 1973. 30 с.

60. Мат алии A.A. и др. Многооперационные станки. М.'.Машиностроение, 1974. 320 с.

61. МеламедГ.И., Цветков В.Д., Айзман Д.С. Агрегатные станки.

62. М. .'Машиностроение, 1964. 423.

63. МеламедГ.И., Счастливенко Ф.Е. Надежность и долговечностьстаночных систем. Шнек:Беларусь, 1967. 224 с.

64. Методика исследования работы автоматических линий. М.:0НТИ1. ЭНИМС, 1971.

65. Немировский П.З. Статистический анализ надежности автоматических линий с жесткой межагрегатной связью. "Станки и инструмент", 1974, $ 6.

66. Нормализованные узлы и детали агрегатных станков и автоматических линий. М. :НИИмаш, 1972.

67. Опитц Г. Современная техника производства (перевод с немецкого), М.¡Машиностроение, 1975. 280 с.

68. Оптовые цены на агрегатные металлорежущие станки. Прейскурант18.09. М.прейскурант, 1974. 80 с.

69. OCT Н72-5-80. Станки агрегатные. Нормы точности взаимногорасположения узлов.

70. Отчет по научно-исследовательской работе В 258. Построениеи расчет размерных цепей, определяющих конечную точность агрегатных станков и их узлов, регламентированную техническими условиями HI96000, HI970I, HI97II, HI9703, HI9732. М.:Станкин,1966.

71. Перегудов Л.В., Белага В.Б., Суровцев В.А. Применение arpeгатных расточных станков для обработки корпусных деталей сельскохозяйственных машин. Обзорная информация. М.:ЦНИТЭИтракторосельхозмаш, 1975. 36 с.

72. Портман В.Т. Синтез компоновок станков на основе анализа процесса формообразования. -Станки и инструмент", 1982, В 7, с.8-11.

73. Портман В.Т. Определение функциональных характеристик станков на основе анализа процесса формообразования."Станки и инструмент", 1981, № 10, с.1-3.

74. Портман В.Т. Суммирование погрешностей при аналитическом расчете точности станка. "Станки и инструмент", 1980, № I, с.6-8.

75. Прецизионные расточные станки. Хова Котио КО, ЛТД, Япония,1972, с.14.

76. Программа поставок Ни^ег , ФРГ, 1972, с. 18.

77. Пронников A.C. Надежность машин. М. .-Машиностроение, 1978.592 с.

78. Пуш В.Э. Конструирование металлорежущих станков. М.¡Машиностроение, 1977. 390 с.

79. Ральф Э.Кросс. Основные направления развития современныхавтоматических линий. В сб. "Американская техника и промышленность". Зып.1, 1976, Фирма Чилтон Ко, США, В/О "Внешторгреклама", СССР, с.167-169.

80. Солонин И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.¡Машиностроение, 1972. 216 с.

81. Старостенецкий Ю.А. Повышение геометрической точности агрегатных расточных станков. "Станки и инструмент", 1975, № 5.

82. Старостенецкий Ю.А. Повышение точности агрегатных станков.1. М.:НИИмаш, 1974. 88 с.

83. Суммарные нормы на монтаж и регулировку агрегатных и специальных станков Московского станкозавода им.С.Орджоникидзе. Техпроцесс ТПС-04. Карты № II и J6 12, 1976.

84. Тартаковский Ж.Э. Надежность и производительность автоматических линий из агрегатных станков. "Станки и инструмент", 1975, № 8, с.6-8.

85. Темчин Г.И. Теория и расчет многоинструментальных наладок.1. М.¡Машгиз, 1963. 544 с.

86. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения (в 2 частях). М.¡Стандарты, 1974. -168 с.

87. TOC Куржим. ЧССР. Производственная программа, 1974.

88. Туллер А.Г., Конюх А.И. Надежность и производительность автоматических станочных линий. М.:НИИмаш, 1968.

89. Фирма fozeût" франция. Каталоги, 1975.

90. Чарнко Д.Б. Основы выбора технологического процесса механической обработки. М.¡Машгиз, 1963. 320 с.

91. Чернявский Б.И., Белага В.Б. Анализ типовых компоновок агрегатных станков, применяемых в ЕВКТБ машиностроения. В сб. "Исследование автоматизированных станков, устройств и процессов машиностроения", Тезисы, Ташкент,

92. Шевляков И.М., Мельниченко В.Д. Обработка деталей на агрегатных и специальных станках. М.¡Машиностроение, 1971. -164 с.

93. Шевляков И.М., Мельниченко В.Д. Обработка деталей на агрегатных и специальных станках. М.¡Машиностроение, 1981. - 224 с.

94. Этин А.О. и др. Временная инструкция по определению сравнительной производительности и эффективности станков. М. ¡ЭНИМС, 1972. 106 с.

95. Этин А.О. Кинематический анализ методов обработки металловрезанием. М.¡Машиностроение, 1964.

96. Этин А.О., Шумяцкий Б.Л. Технико-экономическое обоснованиеобластей применения универсальных станков. "Станки и инструмент", 1968, № II, с.7-9.

97. ЗУО ЬОЬД Ъеоугаб, 1973, Проспекты-25с.

98. ЕЕМАШЛ 1погта11опз 1есЬпйди 10, ?еЬг1е,г11965. 99. КЕМ А Ц 1~Т 1п|о£таиоп5 1всЬп1с|ик /Н , 196&.