автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование и выбор рациональной шероховатости электродов-инструментовэлектроэрозионной обработки в автоматизированном производстве

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВ АНДРЕЙ ПАВЛОВИЧ

"УДК 621.9.04

ИССЛЕДОВАНИЕ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ

ЭЛЕКГОДОВ-ИНСТРУМЕНТОВ ЭЛЕКТРОЭРОЗИОННОЙ ОБРАБОТКИ В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Спецвшвосгь 0S.02.08 • Технология мсшнносгроехша

Автореферат диссертации на совсханне ученой степени иццццда яяиимщ наук

Ижевск-1996

Работа выполнена в Ижевской государственно» технически» университете

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Якинович Б.Й.

Официальные оппоненты - член-кор. Рос. йкад. тех. наук, доктор технических наук, про*ессор Свитковсний Ф.№.

кандидат технических наук, доцент Власов В.Н.

Веду»ее предприятие - ИНЙТИ "Прогресс", г.Ижевск

Защита диссертации состоится " & " отглъ^а г, е {</ часс1 на заседании диссертационного совета А Ш.35.02 Ижевского государственного технического университета по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

Автореферат равослан " " 19% г.

Ученый секретарь диссертационного совета д.т.н., профессор

Л.Т.Крекник

ОБШЙЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТ«

актуальность продлены. Интенсивное использование и развитие злектрозрози-онной обработки !ЗЭ05 в настоящее время связано с определенными тенденциями и задача»», характерный« для современного наяиноетрсенип: с иногоноиенклатур-ность» иамностроительной продукции, повышением уровня требований к качеству изготавливаемой продукции со стороны потребителей, сокращение» производственного цикла.

Однако, несмотря на богатые технологические возможности, метода 330 используется ли«ь как ЗФФектмввое дополнение к традиционным методам обработки. Слесарная доводка и полировка является до сих пор основными способами окончательной обработки поверхности после 330. В тоже время неоднократно подчеркивалось, что стойкость деталей пресс-Форк (ПФ), втакпов и многих видов металлорежущего инструмента, обработанных злеитрозрозионныи способом и не подвергавшихся дальнейвей механической ипи слесарной доводке, ве ниже, а ео многих случаях аде. Причиной столь парадоксальной ситуации является расплывчатость существующих рекомендаций при проектировании технологического процесса !ТП) 330, и нак следствие зтого недоиспользование ресурсов данного еидз обработки, которое в наиболыей степени проявляет себя на зтапах чистовых режимов.

В настоящее время особу» значимость приобретает вопросы поашения эффективности 330 в производственных процессах Ш) изготовления деталей прессованием.

Существование ряда теоретических, технологических м методологических проблем, сдержива»щих повышение эффективности 330, требует комплексных исследований процесса 330 и выработки методологии проектирования технологии изготовления наиболее важных компонентов, входящих в 330. Таких, например, как злектрод-икструнент (ЗИ>,

Данная методология должна быть выполнена в виде алгоритма и обеспечивать оптимальность параметров ЗЙ 330 с точки зрения обеспечения эффективности . последней и Ш, содержащих ее. Наполнение такого алгоритма технологическими ре«е-нияии должно происходить в результате теоретических и экспериментальных иссле-

доейник.

Цепь работы. Разработка струнтурво-пзраивтрической «одели »Флективных производственных процессов изготовления пресс-норн на основе рационального выбора «ероховатости злектродов-инструиентов злектрозрозионной обработки.

Основные задачи исследования.

1. Проведение исследований трудоемкости этапов ПП изготовления деталей прессование«;

2. Установление степени влияния начальной «ероховатости ЗИ на показатели Эффективности 330;

3. Разработка катенатических моделей, позволяхэдие оценить возножность получения требуемой «ероховатости поверхности 31 из графитовых и иедных иатериг-г.ов в процессе Фрезерования;

4. Постановка и рехекие задачи оптимизации ПП изготовления деталей пресс-Форн с учетон влияния «ероховатости ЭИ;

5. Создание алгоритма разработки з*«ктнввсй технологии изготовления преес-Фори,с учетон степени влияния «ероховатости поверхности ЭИ;

Б. Внедрение полученных результатов в производство.

Методы исследования. При реюнии поставленных задач использовались теории: построения структур производственных процессов, планирования зксперивента и нвтсды:экспертных оценок, иатеиатической статистики, регрессионного анализа.

Научная новизна. Установлена степень влияния «ероховатости поверхности ЗИ из «едных МО и Й1, ГОСТ 1535-71) и гранитовых (НПГ-7, ТУ 46-20-51 - 74) иате-риалов на показатели эффективности ПП изготовления Фориообразуввдх деталей Ш) Гй>.

Разработана иатеиатическая иодель Ш, учитывахцая влияние «ероховатости Ж на показатели эффективности Ш изготовления ФД ПФ и позволяющая определить оптимальные значения основных управлвеиых ларанетрев ПЛ.

На основе углубленных исследований получены регрессионные зависиисети, описывающие влияние «ероховатости ЗИ на качество обработанной поверхности 330, производительность 330 и относительный линейный износ Эй.

Практическая ценность. Учет влияния »ероховатссти ЗИ позволил повысить надежность » эффективность 330.

На основе разработанной математической недели элективного ГП изготовления Г№, путем рационального распределения требований к «ероховатости поверхности по зтзпам Ш уменыена трудоемкость изготовления ФД ПФ на 15-20 %. По результата» моделирования, «риальнопз и содержательного анализа данных результатов определены: рациональные режимы обработки 31 (из приведенных кие материалов} методами фрезерования, рациональная геометрия ре.гдего инструмента и режимы 330 Ш № из легированны:«! конструкционных сталей.

Реализация результатов работы. Результаты теоретических и экспериментальных исследований внедрены при изготовлении деталей основного и инструментального производств, Епектрозрозиовныи способом.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на: научно-технической конференции "Ученые йжГТУ - производству" (г. Ижевск, 1934 г.), республиканской научно-технической конференции "Проблемы качества и надежности мамн" (г. Могилев, 1394 г.), научно-технической конференции "Ученые ИжГТУ -производству" !г. Ижевск, 19% г.).

Публикации.- Основное содержание работа опубликовано в S печатный работах.

Структура и объем работы. Диссертаций состоит иг введения, четырех глав, заключения и приложения.1- Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 37 таблиц и 25 рисунков. Список литератур« из 94 наименований.

ШЕРХШЕ РАБОТУ

Во введении показана актуальность работы,

В первой" главе быполнвв анализ проводимых исследований направленных на ловыжение эффективности 330.

В нажей стране и за рубежом выполнен больжой объем теоретических и экспериментальных работ, направленны:*: на изучение 330. Б.Р..Пазаренко и Н.И.Лазарён~ ко, Б.й.Красюк, Й.Л.Ливаиц, Я.Ш.Отто, й.й.йронов, Б. Н. Золотых, Б. й. Артамонов,

М. Л. Левит, 0. Б. Падалко, Н.К.Фотеев, И.Г,Некражевич, К.К.Намитоков, Е.И.Стйеиц-кий, Ландау Х.Г., Хипберт Н. - внесли определвнций вклад е вопросы физики н технологии процесса 330, позвонили установить степень влияния на производительность и качество 330 материалов ЗИ и состояния рабочей жидкости <РЮ, разработать высокопроизводительные процессы, которые обеспечивает получение оптимальные для данных условий эксплуатации параметров «ероховатостм и яр.

Установлено, что стабильность процесса 330 является основным условием получения высокой зф№ктиености, возможной при давно« режиме обработки, материале и Форме ЗИ, Р1 и других заданных «акторов. Появление нестабильности процесса приводит к региону снижение зм-ектмвности 330 и делает ее малоэффективным.

С позиции зависимости динамики удаления продуктов эрозии иг межзлектрод-ного промежутка (НЭП) от жероховатости поверхности Эй, рассматриваются *изи-ческая модель прохождения процесса 330 и влияние скопления микрочастиц в МЗП на перераспределение тепловой энергии между 3(1,

Согласно теории взвесенесущих смесей к расчетный зависимостей, полученных Г.Н.Роер, Я. Е. Ивановым, Й.Й.Даревским, важны» параметром для двухфазных лото-ков является критическая скорость *при скорости движения двухфазного потока кеные критической, частицы на дне остангвйивавтея к нормальное движение беев-си прекращается).

Наиболее подробно исследованы и описаны в технической литературе вопрос» повышения производительности и качества 330 за счет варьирования режимами обработки, изменением температуры 311 и РЖ, использования новых износостойких материалов Ш и новых РХ. Значительно меньхе исследований и публикаций связанных с установлением зависимостей &«ехтиБнссти 330 от характеристик ЗИ. Практически отсутствуют исследования о рол* жероховатости ЭИ на процесс , и ее влиянии на такой аспект качества 330, как шероховатость получаемой поверхности детали.

На практике, »акторам описывавдим характеристики Зй, не уделяется должного внимания, результатом этого, на наж взгляд, является недоиспользование ресурсов 330. Поэтому разработка рекомендаций по повышению надежности 330 приобретает практическое значение.

В связи с тем, что 330 находит наиболее частое применение в Ш изготовления ПФ в диссертации проводятся структурные исследования ПП, разработка опти-

кальных структур ПП с ловкий« оптимальности не только ЗЭО, во и всего ПП, в целой, с учете* распределения «ероховатости поверхности по этапа* Ш и влияния последней на трудоемкость Ш. Исследования проводились в соответствии с теорией построения структур ПП, разработанной ученый»; В.М.Кован, Д.В.Чарвко, S. С. Шармны« и др.

Продлена повьаения эффективности 333, в условиях инструментальных производств, и определение возможностей болЕе полного использования ресурсов ЗЭО поставили в настоящей работе ряд задач:

1. Проведение исследований трудоемкости зталов ПП изготовления деталей прессованием.

2. Установление степени влияния жерояоватостм ЗУ! на показатели эффективности 330. Построение математических неделей взаимосвязи шероховатости поверхностей ЗМ и заготовки с показателям эффективности 330.

3. Разработка натензтнческих моделей, погесппщих оценить возможность получения требуемой «ероховатости поверхности 311 из гранитовых и медных материалов б процессе Фрезерования:

а) Определение рациональны)!, с позиции получения требуемой кроховатести поверхности, геометрических параметров инструмента;

б) Выработка рекомендаций по обеспечению экологической чистоты при изготовлении 31 из графитовых материалов.

4. Постановка и ре«ение задачи оптимизации Ш изготовления деталей Г№ с учете» влияния «роховатости ЗИ.

5. Создание апгхфтна разработки г««ФектйБнсй технологии изготовления Ш, с учетом степени влияния «¿роховатости поверхности 311.

S. Внедрение полученных результатов в проивигдетво.

Elp второй главе проведен анализ этапов ПП изготовления деталей прессованием, определяв^* его эффективность.

8 ГШ изготовления деталей прессование« ''выделяются три ТП, такие как ТП изготовления 311, ТП изготовления ГО, ТП и 6 готовлен и я самой детали - прессование. На рис.1 представлен ПП изготовления деталей прессоЕзниеи в виде структурной схемы субъектов производства. Схема построена на основан»* статистического анализа более 200 Ш на нескольких предприятиях нажинострэекия. Процента-

РисЛ. Структура объектов,участвующих в ПП изготовления деталей прессованием и доля трудоемкости их изготовления

ни «г схеме показаны доли трудоемкости изготовления объектов от обдей трудоемкости ПП. При этой под долей "изготовление изделия" подразумеваются затраты вреиенм нй изготовление одной единиц« изделия; под изготовлением вспомогательных деталей Г№, подразумевается изготовление нормализованных деталей и узлов (например плиты для крепления ФД ПФ, ЗИПы и т.д.(.Основные трудозатраты Ш получения детали прессовании относятся к изготовлению Зй и ПФ.

Определено распределение требуемой аероховатости ЗИ на предприятиях машиностроения, с параметрами а = 0.644, 5г= 0.104, где а - среднее значение, На, ккн, 5а - дисперсия.

Все исследования проведены в реальных условиях производства, для деталей одного класса, с приемлемыми дисперсиями, полученных результатов.

Во всех Попев £00) проанализированных ПП присутствуют на последних этапах слесарные операции, что приводит к потеря по трудоемкости ПП и качеству изготавливаемых изделий. Причиной зтоиу является требования по аероховатости поверхности. Именно «ероховатссть поверхности определяет г*«ктйвность 330 и Ш в целом.

В третьей главе, исследовалась степень влияния аероховатости поверхности ЗИ на процесс 330.

Цель» выполненным исследований являлось определение степени влияния аероховатости Ш не различных материалов на показатели змективностм 330.

Исследования проводились в четыре этапа. На первом этапе исследовалось влияние различных материалов на эффективность 330, на втором зтапе исследовалось влияние аероховатости на г*Фективность на пелучистовых режимах; на третьем исследовалась область чистовых режимов, с аналогичными материалами Зй, е равных РЖ; предназначением четвертого этапа являлось определение влияния аероховатости ЭИ на гм>ективвость 330 при различных частотах тока.

Выбор способа изготовления гранитового Эй с последувдин покрытием иеди основывался на предположении, что более электропроводный материал !иедь) позволит более плавно вступить ео взаимодействие компонентам 330 {гаготовка-ЗИ) у, процесс адаптации системы произойдет более скоротечно и с ненмими возмущениями, что само по себе очевь ценно на зтале чистовых х доводочных реяимоЕ, где доминирующий показателем з-ФФектиености является качество поверхности. Следу»-

щик объяснение« положительного зинвктв в отношении качества поверхности являлось предположение, что микрочастицы, вырванные с поверхности «едкого слоя, будут расправлены и заполнят собой «икроиероЕности поверхности заготовки.

Эксперименты проводились с параллельный дублирование« опытов. Число параллельных опытов равнялось пяти на первой стадии зксперикевтоЕ и трев, на последуй*** стадиях.

Модели связи между начальной шероховатость» поверхности ЗИ и шероховатость» поверхности изготавливаемого изделия при получистошк режимах имеют следующий вид:

для медного 31 Ra= 1.17+0.5£йа«э>+£.35!?а«эм>, ¡1)

где йа-жероховатость поверхности после 330, мнв; йа«»-шероховатость поверхности заготовки до обработки, их»; йа1ЭИ>-шероховатость поверхности ЗИ, вхв; дпя гранитового ЗИ Р.а= ü.71+ü.51Ra t3>+3.46Raiam« (2i

для гранитового ЗИ,покрытого медь» Ra= 1.56+0.21Ra1э> +1.34Röt3n>. (2)

Модели связи начальной шероховатость» ЗИ и износом Зй: для «едкого ЗИ V= 59.S9-2.29Ra<3>-10.2Ra<aMM для гранитового У= S7.31 -1. l&fe (а> -3.77Ra i3k», ;5)

для гранитового Зй, покрытого ведь» V= 32.7-2.27Fe,э> +13.2Ra(Эи>. (5!

йодеяи сеяеи между начальной шероховатость» Зй в производительность» 330; для медного ЗИ 1.60+0.1Бйа«э>*0.8б!?а<эи>, (7)

дпя гранитового Ш 5= 1.54+0. 12Р.а,а,+0.31йа<аи>, Ш)

для гранитового Ш, покрытого ведь» Q= l.i5+Ö.22Jiai3>+0.7&RaiaM>. ¡9)

Граники зависимостей зннектквноств ЗЭО от начальной шероховатости поверхности ЗИ, при различных материалах Зй, для второго зтапа исследований приведены на рис.2. Как видно из грамков наилучме результаты получены в случае с применение* гранитового ЗИ покрытого кедыв.

Модели связи между начальной шероховатость» поверхности Ж, вязкость» PI и шероховатость» поверхности изготавливаемого изделия при чистобык режимах имеют следующий вид:

для медного Ш Яа= У. 06+0, С5и +1.2C'Ra(Эи>, Ü0>

где w(pÄ)-B3SKCCTb рабочей жидкости, яг/сек,

для гранитового Зй Ra= С.02+0.13и£рм> +1.28Ra(аи>f Uli

В 0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 §• 0.5 0.8 1.1 1.4 1.7 2.0 шероховатость ЗИ, Ва, ыкм шероховатость Ж Еа. кси шероховатое» ЭИ, Йа. мхм

Рис.2. Зависишь шероховатости получаемой детали (а), износа ЗИ (б) ж производительности ЭЭО (в) от шероховатое» ЭИ при рашш материаш ЭЙ

дав графитового Зй, покрытого медь» Йа= 0.$2К<.(Ш с рж> +0, ЭЗйа1Эп>■

Модели сеяей начальной шероховатость» Зй, вязкость» Р1 и ижсом ЗИ; для медного ЭИ V = Б&,57+2.73«!р«>-7.ч7ВеСЭи>, <13>

для графитового Эй V = 33.3+2. 02«(„»>-5.-Ша,эм>< ПА)

ддя графитового ЗИ, покрытого медь» У=79.Эь+2.84» ,,„,> -Б,5вйа(эи> • 415>

Модели связи нежду шероховатость» Эй,вязкость» РЖ и производительность»

330;

для медного ЗИ 0 = 1.£<Н>.09««Р).>+<(. 93На(Эл>, 'Ло)

для графитового ЗИ 0 = 0.98-0. 03«(рш> +0.7Эйа 4Эи>. {17)

для графитового Зй, покрытого недьв 0= 1.34 -0. 20«»Р«> +1. ОЗйа (Эц> ■ П5)

Полученные «сдали адекватны с 95 % уровне» достоверности. Максимальные погрешности расчетных значений выходных параметров 330 находятся в следуюцих пределах! 1. Шероховатость поверхности после обработки - 5 - в Ц £. Произво-дитепьность обработки -9-10 X; 3. Износ Зй - 6 X.

Проведенное статистическое описание является необходимой основой для предъявления обоснованных требований к качеству поверхности ЗИ и выбора их оптимальных значений.

В главе приведены результаты экспериментов ло получению регрессионных моделей технологического обеспечения параметра йа шероховатости поверхности ЗИ, из медных в графитовых материалов, в процессе Фрезерования ковцееыми коническими Фрезами со сферической головкой.

Цепь» исследований являлось определение режимов обработки Фрезерованием позволявших получать требуеиу» шероховатость '.0.63 - 0.5 по Р.а ) Зй из меди и графита.

В результате праяваритепьнш: исследований были определены: область режик-ной чаете проведения зкслерикентоБ и рациональные геометрические параметры инструмента. По результатам исследований был поставлен попноФакторный зкспери-мент типа 23.

В результате обработки результатов зкспериментов получены уравнения устанавливавшие связь между параметром !?а жерохоЕйтсстм поверхности и режимами обработки: для граФИта

йа= 0.93-5.97 -10-^+5,03 -Ю^Е+0,7££Ь-7.33 • <0-*У5+5.67 -10^+

+3.57 - !0-«!Л- 2.38 - 1С"6Ш,, '.19/

где V - скорость резания, м/иин; 5 - подача, ми.'мин; I - глубина резания, «я. Расчетное и табличное значение #и«ера составлякт: Ррзсч. = 1.4 Ртабл.= 3.6Э

для меди

йа= 0.42+9.5 • Ю"*,'- 3.5£ ■ Ю"3^ 0.16*- В. 4 • 10"П/5. *20>

Расчетное и табличное значение Фи«ера составлявт:

>срзсч,= с. 24 Ртабл.= 3.63 Данные уравнения могут быть использованы в целях технологического обеспечения заданного параметра «ероховатости поверхности деталей 31 иг иеди «арки Н£> и углеграФИта марки МПГ-7.

Итогон исследований явились постановка и рекние задача оптимизации ПП изготовления ПФ. При постановке задачи оптимизаций использувтся положения реальной содержательной модели процесса изготовления деталей ПФ, рассмотренные во второй главе, зависимости «ероховатости поверхности ПФ после 330 от «ероховатости поверхности 31 и от режимной части 330, полученные в третьей главе, особенности протекания 330 м условия влияния качества поверхности детали ПФ после ЗЭО при слесарной доводке,

Формулировка ¡задачи следующая. Необходимо определить вероховатость поверхности ЗИ так, чтобы трудоемкость ПП изготовления деталей Ш была «ивималь-ной, получаемая поверхность должна быть не хуже требуемой. При зтом главная цель-минимизация общей трудоемкости обработки детали ПФ.

В обще» Еиде целевая чуницня записывается следу»щии образом!

Т= !«>+■ гТспЕс* Тэао+ уТспес - и! '21)

где Т«р- иа»иннов время обработки поверхности Зй, мин; Телес- время слесарной обработки, иин; Тээо- машинное время 330 поверхности Эй, мин; а ,у - булевы переменные, приникающие значения 0 или 1, а, у = 1,если йа»и'*р>/!;1а,и; Рл<заа»/Ка„>1 « а, у = 0, если Яа„«-<,>/Яа.н; Яа'^'/Яа«. < 1, (fe.и<-0,-аерс'ховатссть 31 поеле Фрезерной обработки, мкм; Яа„и- требуемая «ероховатость 31, мкм; йа<эзо>- аероховатость поверхности Ш ПФ после 330, мки;Яа,«- требуемая «ероховатость Ш 1», кки).

!4а*инное время можно определить из Формулы:

Т«>= РЖг./ЗмЧЗ., ¡22)

где Р- пложздь обработки, к«2; Кп- когФФицневт перекрытия, равный 1.3; ¿.-диаметр Фрезы, гщ 8м- подача инструмента, им/мвн.

Машинное время обработки Таза для 330 определяют по следующей зависимости: Тээсг М}, {23)

где V- объем металла, удаляемого ври постовнвом режиме, ми*; интенсивность (производительность) объемного съена металла, нм3/мин.

Время слесарной обработки определяется ив выражения: Тспес= а,Е°- 4О10.12/Яап.0- *еЖЕ?а /1?а„.) (24)

где I- длина обрабатываемой поверхности, в«; В- «ирниа обрабатываемой поверхности, ми; йа,ээо>- требуемая «ероховатость поверхности детали ТО, ним; йа„„-жероховатссть поверхности, полученная после 330, ики.

Интенсивность объемного слоя металла вычисляется по следующим зависимостям:

для гранитового ЭН ср О-Ш1-*^"*-11, (253

для медного ЭИ ц= 0.611-,7. (26)

Таким образом, окончательно записываем целеву» Функции: Т= Р^Кп/Бкжй^+а (1<>-в,В0- '*О10.*2) КНа,« =+

^/Ч+у^о-в^-^Ч^^/На^0-^)*!^*330'^««)0-« - тп. (27)

В задаче оптимизации также присутствуют следующие ограничения:

- по «ероховатости поверхности Зй для графитового

[Яа„я}) 0.93-5.37* Кг^рЩ.ЛОООН 5.03* 0.7Б£Ь

-7.93* Ю^нЯ^^ЮОО+З.б?»

*(рШ.,ЛООО}-2.38* 10"««м1(рМ£)^1000), . (28)

дяв медного 31 ЕЯз„.3> 0.421-?.5 -10"а*!р(й»/1000}- 3.55-10"^+ 0.16Ь - 8.4 -10-75и*(рН(Ц/10005, (23)

Здесь Ша.м3- допускаемая «ероховатость поверхности ЗИ, ики;

- по яероховатости поверхности детали ПФ, ики.

для графитового П?а13а0>]} 3.03- 0.01К 1.1Р.аат, 130)

для медного ЗИ ЕНа«330']) 1.14- 0.Ш+ 1.Ша#и, (31)

Здесь ERat3ao>] - допускаеиая жерокоеатость поверхности детали ПФ, мкн;

- пс диапазону частот оборотов привода главного движения станка; для графитового m 1100( H! 2000, (32) для медного 31 300( N( 2000, (33)

- по диапазону подач, определяемого отдельно для каждого материала пределами области адекватности моделей!

для гранитового ЗИ 100( Smî 200, {34)

для медного ЭИ 50 < Sm< 100, ¡35)

- по диапазону глубины лезвийной обработки,определяемого из опыта:

0.£5< tt 0.75, (35)

- по диапазону частот импульсов тока;

для гранитового ЗИ 22 < f< 200, (37)

для медного 31 44 < f< 440. «38)

Искомые (управляемые) параметры: Sm, t, f, а, у.

Методом ре«ения служил »етод случайного поиска, реализованный в виде программного оптимизационного модуля.

В процессе изготовления ФЛ оптимальным вариантом с позиции минимизации трудоемкости является тот, где реализуется возможность начала lîi с 311, икеще-го намиенмее значение жвроховатогт* поверхности, на рис. 3 показаны пути достижения требуемой «ероноватости П>>.

Оптимальным на этапе изготовления ЗИ является тот путь, где отсутствует слесарная операция.

Основным и главным выводом по комплексу исследований, выполненному в третьей главе следует считать то, что между аероховатостьв поверхности 311 и показателями зннективности 330 существует устойчивая зависимость, которая корректно описывается регрессионным* зависимостями. Коэффициент корреляции по отдельным показателям зн»ективности достигает до 0.32.

В четвертой главе приводятся: алгоритм проектирования ПП изготовления деталей ПФ и инженерная методика проектирования технологии изготовления 311. Разработки проведены с использованием полученных в диссертации результатов.

Разработанный алгоритм проектирования ПП изготовления ПФ, служит для обеспечения технологической готовности ееей совокупности взаимосвязанных ТП

Рис.3. Мультиграф возможных путей достижения требуемой шероховатости ФД ПФ, Иа, мкм: (1.Шероховатость ЭИ после фрезерной обработки, мкм; ¿.Шероховатость ЭИ после слесарной обработки, мкм; З.Шероховатоеть ПФ после ЭЭО, шсм; 4.Шероховатоств ПФ после слесарной обработки ПФ, мкм)

направленных на выпуск Г№ заданного уровня качества при установленных сроках, объеме выпуска и затратах.

В алгоритме проектирования ПП изготовления !№ присутствует, кроне блока оптимизации ПП а блока минирования требуемых характеристик П$>, блок анализа ПП, направленного на проведение статистического анализа совокупности ПП, проходящих на данвом предприятии. Цепь» данного анализа должно быть определение критических этапов ПП, »акторов ставящих данные этапы в разряд критических. Анализ должен вклвчать в себя следующие исследования: а)статистический анализ трудоемкости операций ПП; б) статистический анализ "дефектности" этапов ГО; в) статистический анализ достигаемого качества поверхности.

Внедрение результатов исследований проводилась в среде инструментального производства для деталей одного класса: 1) материал изготавливаемой ПФ - Сталь 45 и 40X13; 2) материал изготавливаемой детали прессованием - АГ-4; 3) «зрма поверхности - средняя группа сложности; 4) достигаемая вероховатость по Ra -1.25-0.S3 мкв; 5) типоразиер-от 1000 им2 до 5000 ммэ . Результатом внедрения ввилось снижение процента брака изделий на 15-20 */, снижение трудоемкости на 15-20 Суммарный экономический змфкт от результатов внедрения исследований составил 16.1 мл. рублей в ценах 1936 г.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ Я ВЫВОДУ

Теоретические, экспериментальные и практические результаты диссертации заьтшчаится в следующем:

1. Системно-структурный анализ ПП изготовления ПФ статистическими методами позволил определить с уровнем значимости 0.05 наиболее трудоемкие зтапы ПП. Таковыми этапами является: ТП изготовления Ш и Ш ПФ.

Значение математического ожидания процента трудоемкости (от 100 % общей трудоемкости FF1) лежит в пределах вычисленного доверительного интервала для ТП изготовления ЭИ: 10.4С(а(13.£, дли ТП изготовления Ш ПФ: 13.0ib(£7.6.

2. Установлена значимость влияния параметра Ra яероховзтости 311 при чистовых режимах 330 (прямая полярность). Дисперсия обусловленная влиянием sepo-

ховатости ЗА при обработке легированной конструкционной стали 4ШЗ раьно SÊ=195.9, отношение Se/SV Fnp( FT.

Результаты многонактсрных экспериментов позволили получить регрессионные зависимости показателей зннективности 330- качество обработанной поверхности ФД Г», Fa, ики, производительность 330, 3, ии3/,иин, линейный относительный износ ЭИ, V, % от шероховатости Эй, Ra, икн, err начальной шероховатости заготовки, fia, ики и от вязкости РЖ, w,, к'/сек. Зависиности адекватны с доверительной вероятностью не иенее 0-95.,

3. Апробирована возможность изменения ТП изготовления ЭИ путей нанесения медных гальванопокрытий на поверхность гранитового 311. В результате апробации получен положительный зннект по таким показателям 330 как точность и качество поверхности. Зннект по качеству получаемой поверхнссти выражается в уменьшении параметра Ra шероховатости на 35Î-4CS по сравнении со спучаем применения Эй из меди МО.

4. Определен» рациональные режимы обработки ЭИ из медных (№ и Hi, ГОСТ 1535-71) и гранитовых (ЙПГ-7, ТУ 48-20-51 - 74) материалов для отечественного оборудования, обеспечивахщие возможность получения требуемого качества поверхности при Фрезеровании.

В результате применения метода экспертных оценок определена рациональная геометрия режушего инструмента.

5. По результатам углубленных исследований разработана математическая модель fïl, позволявшая: уменьшить трудоемкость ПП и процевт присутствия слесарных операций в ГЛ; оптимально распределить по зтапаи ГШ требования к шероховатости ЗМ и ФД Г»; определить оптимальные значения режимов обработки ЗИ и Ш ПФ.

S. Разработан алгоритм проектирования ПП изготовления ПФ, основное содержание которого составляет: статистический анализ Ш, определение наиболее трудоемких этапов ГШ, рациональный выбор материала ЗИ и его шероховатости, назначение и расчет режимов изготовления ЭИ, определение режимов 330.

7. Промышленное внедрение результатов работы проводилось на участках 330 механических и инструментальных цехов ГП0 "Боткинский завод". Суммарный зконо-мичеткий зннект от результатов внедрения исследований составил IB.1 ил. рублей

в цена* 199Б г.

Основное содержание диссертационной работы приведены в следувдих работа:*:

i. Горелов s.A., Кузнецов Й.О., Янииович Б.й. Алгоритм выбора материалов электродов-инструментов // Ученые ИжГТУ производству. Тез. докл. научно-технической кон*. - Ижевск, 19%. - С. 37.

£. Кузвецов й.П., Якииович Б.й. Анализ влияния технологических параметров злектродов-инструнентов на эффективность производственного процесса изготовления «танпов и пресс-Фори // Ученые ИжГТУ производству. Тез. докл. научно-технической конф.- Ижевск, 1994.- С. 203.

3. Кузнецов fl.fl., Якииович Б.Й. Разработка математических моделей качества поверхности ЗИ объемной Формы // Проблемы качества и надежности нажин. Тез. докл. республиканской научно-технической конф. - Могилев,1934.- С. 65.

4. Кузвецов Й.П., Якииович Б.Й. Исследования влияния жероховатости поверхности Эй на эффективность изготовления ПФ // йаштостроитель. - 1ЭЭ5. - Н6.-

5. Кузнецов Й.П., Якииович Б.й. Технология изготовления на станках с ЧПУ электродов-инструментов для зпехтрозрозвонных копировально-прошивочных станков U Техника машиностроения.- 1995.- N4.- С.26-29.

6. Кузнецов Й.П. Исследование влияния шероховатости злектродов-ннструмек-тов на эффективность 330 // Нажмностроитель.- 1995.- N12.- С. 15-19.

7. Кузнецов Й.П., Якнмович Б.Й. Оптимизация ПП изготовления пресс-Форн // Ученые ИжГТУ производству. Тез. донл. научно-технической конф.- Ижевск, 1996.-С. 35.

9. Якимович Б.Й., Кузнецов й.П., Горелов В.й. Повышение эффективности электрозрозионной обработки на основе применения комбинированных покрытий зпектродов-инструментов // Лазерные Физико-технические методы обработки материалов. Тез. докл. научно-технической конф.- Киев, 1395.- С.198.

С. 13-17,