автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение производительности операции торцового фрезерования на станках с ЧПУ путем управления отклонениями формы и волнистостью плоскостей корпусных деталей

госудлрсгпе ш.'й комитет российской фвдеращи по шсиеыу образована

ЧШБИНСНКИ ГОСУДАРСТВЕ! DШИ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Нл прэвах рукотгсл

млпссв аидрел нихшович

пошппглв npn:aDojr.nmnocni операция торцового

■ фрезерования ил станках с чпу путем управления

отклонениями еови и волнистость:*)

ШГОСКОСТЕП КОИ1УСНЫХ ДЕТАЛЕЙ Специальность 05.02.08 -Технология маппшострмщщ

Автореферат диссертации на соискание пеной степени кандидата технических наук

Чвлябтск - i9s3

Работа выполнена на кафадро "Технология автоматизирован-^ них производств" Алтайского государственного технического университета имени И.И.Палэуиоза

Научный руководитель Официалышз отгананти

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент Татаршш Е.Ю.

доктор технических наук, профессор Пономарев В.П. кшшидат техничесгаа. наук, доцент Батуэв В.А. АО АНИТ ИМ I г. Барнаул)

Защита состоится 22 ЗекаЕря 1993 года в 15 час.О0 мин, на заседании специализированного совета Д 053.13.05 при Челябинском государственном техническом университете по адресу: 454080, г.Челябинск, пр.Ленина, 76.

С диссертацией %можно ознакомиться в Оииблиотеке Челябинского государственного технического университета

Автореферат разослан 19 ноября 1933 года

Ученый секретарь специализированного совета доктор екояомических наук, - "

профессор ' И.А.Баев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Современный уровень машиностроения определяется тем, что 75% ое продукции выпускается в условиях мелкосерийного и серийного производства, для которого характерно широкое использование многооперационннх и фрезерных станков с ЧПУ. При этом до 25...40Х времоии работы станка затрачивается на обработку плоскостей корпусных деталей, номенклатура которых такова, что большую ее часть составляют заготовки сложной конфигурации. При их обработке постоянно изменяется ширина зоны резания. Это приводит к образованию погрешностей в виде отклонений формы, расположения и волнистости обработанных поверхностей, Лнкетиро- < ваниэ технологов ряда машиностроительных предприятий показало, что наиболее распространенными из применяем«, способов обеспечения задашшх показателей точности являются занижение режимов резания (345) и применение оснастки повышенной жесткости (26%). Однако такие мероприятия сникают эффективность примонощш стон-ков с ЧпУ, так как связана с потерей производительности .и с возрастешь; затрат на изготовление деталей.

Проектирование эффективных способов управления показателями точности (СУ7ТТ) в настоящее время осложняется тон, что для выбора юс Физического" принципа действия и структуры чаще всего применяется малоэффективной метод "проб и ошибок", использующий интуиции 'Л проалх.'Л опыт технолога. Вызывает затруднения и оценка найденных СУПТ, так как существующие математические модели основаны на эмпирических и подуаналитических силовых зависимостях, адекватно отображающих реалышй процесс лишь для условий, в которых они получены. В связи с этим исследования, направленные на разработку научно обоснованной методики поиска технических решений, способствующих повышению производительности и снижению стойкости обработки плоск'.ос поверхностей корпусных деталей на станках с ЧПУ, являются актуальными.

• Цель работы. Повышение производительности операций торцового фрезерования на станках с ЧПУ путем разработки способов.уп-равления оталонениямй формы и волнистостью плоских поверхностей корпусных деталей на основе моделирования процесса формообразования.

-и-

Осяоваиэ задачи. I.Провести функционально-физический анализ технологической системы (ТС), выявить штоковие п функциональные связи, действующие мевду элемэнтямп ГС в процэссо фсрмообразова-шш поверхностей.

2.Разработать методику автоматизированного синтеза способов управления показателями точности при Фрезеровании, обеспечивающую получение конкурентоспособных технических решешй.

3.Построить имитационную модель процесса формообразования для оценки способов управления торцовым фрезерованием.

4.Разработать аналитические зависимости для расчета силы резания при торцовом фрезеровании, учитывающие изменение фактической глубины резания, влияние конструктивно-геометрических параметров и закона относительного движения фреон и заготовки.

5. Разработать способы улр&гшншя точностью формы и волнистостью плоских поверхностей, провести их промышленные испытания и внедрить в производство.

Метода исследований. Теоретические исследова.'шя проводились на базе научных основ технологии машиностроения, теории розания металлов, принципов системного анализа и методологии поискового конструирования. Достоверность результатов расчетов проверялась экспериментально в лабораторных, и производственных условиях по разработанной в диссертации мотодико. Обработка экспериментальных дтшх проводилась методами математической статистики.

Научная новизна. I.Обоснована возможность и разработав методические основы поиска перспективных и коннурентноспособных способов управления,показателя!™ точности плоскостей корпусных деталей при торцовом фрезеровании на стшгках с ЧПУ.

2.Получена зависимость, использование которой при разработке управляющих программ для фрезерных станков с ЧПУ, позволяет управлять точностью формы заготовок сложной конфигурации за счет изменения соотношения мек.ду продольной и поперечной подачами.

3.Разработана имитационная модель формообразования и методика численного определения показателей точности детали.

4.Разработаны аналитические зависимости для расчета составляющих силы резания, учитывающие изменение фактической глубины резания, влияние конструктивно-геометрических параметров и закона относительного движения инструмента и заготовки.

Практичэская ценность. I .Спецнализировашшй фонд эвристических приемов для совершенствования операций торцового фрезерования, обеспечивающий поиск перспективных peumimft.

2„Методическое, ив^ордациенноо и программное обеспечите для синтеза способов управления показателями точности, реализованное в виде автоматизированной обучащей систему.

3.Кошсретше тсх!шчоскко р'ЧЩ9Ш!Я (Способ обработки деталей торцовой фрезой - полохгголыюс режешга по заявке на изобретение N 5015729/08; резец (кассета модульной торцовой <2резн) - АС СССР H 1760531; способ обработки деталей переменной ширини - полок, решешм по заявке нп изобретение N 5038139/08), позволяв:ига в 1.3..Д.5 раза снизить отклонения формы и волнистость плоских поверхностей корпусных деталей и на 40Х повысить производительность торцового Фрезерования на станках с ЧПУ.

4.Автоматизированный стенд сбора и обработки экспериментальных данных, исполъзу»чия оригинальный способ контроля показателей точности плоских поверхностей (АС СССР к 1768947).

Реализация работ. Теоретические и экспериментальные исследования, проведенные п дакпэй работе, паяли практическое применение. "Способ обработки деталей торцовой Фрезой" (положительное pesreinie по заявке на изобретение î! 5015729/са) позволил па заводе топливной аппаратура ПО "Барнаултргшсиаи" в 1.4 раза повисить производительность опорэхсп фрезеровшкя плоскостей корпуса насоса. Совместное использование "Способа обработки деталей торцовой Фрезой" i*. "Способа обработки деталей переменной гсиршш" (полоя. ревмгно по заявке на изобретение ri 5030139/03) дало пез-мокность сократить на IOS время выполнения опорац:м фрезерования базовой плоскости корпуса прибора на ПО "Луч" (г.Барнаул) и снизить отклонения'от плоскостности и волнистость в 1.3...1.6 раза. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения результатов данной работы составил I00I4Q руб. в ценах 1991 года.

На ПО АМЗ (г.Барнаул) для решения задач технологической подготовки производства внедрена комплекс программ для имитационного моделирования процесса формообразования и автоматизированный стенд сбора и обработки экспериментальных данных, в составе которого используется оригинальная методика профилогра-

фирования поверхностей (АС СССР N 1768947).

Апробация рабЬтц. Основные положения диссертации докладывались на II зональной научно-технической конференции "Пути повы-шания качества и надежности инструмента" (Рубцовск,1987), научно-практической конференции "Повышение эффективности использования в производстве с/ганкса с ЧПУ" (Бсртул,1987), школе-семинаре "Комплексная технологическая подготовка производства средствами САПР" (Одесса,1983), на республиканской научно-практической конференции "Повышенно эффективности технологических процессов мз-шшострЬитвльшх производств" (Барнаул,1989), республиканской научно- технической конференции "Выбор конструкций и режимов ро-зашя при эксплуатации прогрессивного тЕордосплавного инструмон-та" (Екатеринбург,1590), научно-технической конференции "Совре-шшше методы повышения эффективности машиностроения" (Рубцовск, 1991), на семинарах кафедры "Технология автоматизированных производств" АлтГТУ имени И.И.Ползунова в 1989-1993 годах.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства и 2 положительных решения по заявкам на изобретения.

Структура и объем работа. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, обоих выводов, списка литературы, и приложений. Работа изложена на 133 страницах машинописного текста, содержит 42 рисунка, 6 таблиц, список литературы из 105 наименований, 13 приложений. Общий объем работы 223 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ I.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

«

Для современного машиностроения характерно широкое применение мшгооперационных и фрезерных станков с ЧПУ. Однако при обработке плоскостей корпусных деталей это оборудование используется неэффективно: в 601 случаев обработка проводится но заниженных режимах либо* с использованием оснастки повышенной жесткости. В первую очередь это связано с тем, что большая часть заготовок имеет сложную конфигурацию, при их фрезеровании постоянно изменяются размеры зоны резания, что приводит к отклонениям формы, расположения и волнистости поверхностей.

Теоретические основы поиска эффективных путей управления точностью заложены научными школами Мосстанкина, МГТУ, С-ПГТУ,

ЧГТУ. Литературный обзор работ, посвятоиных данной проблеме, показал, что для операций торцового фрезерования на станках с ЧПУ доминирующими являются погрешности, вызванные эноргетичоскимл потоками, возник о ¡оаими (поступающий) в ТС при формообразовашпк колебвтгля, упругие отжатпя, тепловые деформации. За время обработки изменяется не только величина, ио и направление погрешностей. В связи с этим выдвинута гипотеза о том, что при рязробот-ко СУГ1Г нот необходимости уменьшать иаздую из составляете пог-ровностей. достаточно чтобы их сумма била минимальна. Для поиски тагах способов управления необходимо раскрыть внутренние свойства ТС (потоковые л функциональные связи элементов), тс ость провести Функционально-Физический анализ ТС.

Согласно принципов поискового конструирования г-ыбор СУПТ проводится в насколько этапов. При этем не смотря па отделимо успехи по внедрению вычислительной техники для ропепил задач оптимизационного выбора параметров способов, поиск их физических принципов действия и структуры осуществляется малооСфектигашм катодом "проб и ознСс;'.", основанном на интуиции и прошлом опыте технолога. Вызывает затрудненно и окончательная проверка най/угг-них роаеиай, та:; как Со.чь^лютг-о розработгпгных пмнтпциошшх мо-дело?. Формообрэзовашш имо:ст частный характер: в их состзсч используются эмгпричоские и полупналигпчоские зависимости, адекватно отракашио реальный процесс лквь для у слоги:!, в которых они получеш. Применение аналитических зависимостей сслогаоио тем, что не все управляющие параметры входят в них в явном виде.

Так;:;.*, образом, для пои;:леш:я производительности и точности операций торцевого фрезерования на станках с ЧПУ необходимо разработать научно обоснованную мотоджу поиска эффективных СУПТ, шедючащую выбор физического пр!пщипа действия, структуры, расчет параметров и их оценку методами имитационного и физического моделирований. Решению этих задач посвящены следущке разделы.

2.5ЭТПЩ:01иШ>Н0-£ЙЗ:ШЖ0Е ОБОСНОВАНИЕ 11 ПРОЕКТЭТЮВАШ®: СПОСОБСЗ управлиез! ПС^СЛЗАТКЛЯМИ ТОЧНОСТИ

Поиск СУПТ, основанных на использовании внутренних связей ТС начинается с проведения ее'функционально-физического анализа. Результаты отображаются в конструктивно-функциональной и потоко-

вой функциональной структурах. Структуры представляют собой ориентированные графы, вершины которых - элементы ТС, а ребра ,-функции элементов или наименования потоков, проходящих через них (рис.1). Воздействуя на элементы ТС, штоки изменяют их состояние, но при этом изменяются и характеристики самих потоков, например, происходит рассеяние энергии колебаний в станине станка. Следовательно, для управления процессом формообразования нет необходимости вводить в ТС дополнительные элементы, так как функции управления могут быть реализованы самой ТС.

Элементом, реализующим основную функцию ТС, является фреза; ее составные части выполняют наибольшее число функций, она взаимодействует со всеми элементами ТС. При этом затраты на фрезу составляют всего доли процента от общей стоимости станка с ЧПУ. В то же время более 45Ж отказов фрезерного станка вызвано инструментом. Поэтому в качестве управляющего элемента структуры ТС при построении СЛ1Т выбран металлорежущий инструмент.

Для гарантированного получения перспективных и конкурентно-способных СУПТ были проанализированы законы строения и развития данного класса технических объектов. В ходе ретроспективного анализа рассмотрено более 1000 описаний авторских свидетельств м патентов шести стран, выданных за последние 50 лет. При этом выявлялись приемы и способы, которые.применялись (или могли применяться) при переходе от прототипа к изобретению, что позволило сформировать специализированный фонд эвристических приемов ( 93 приема, разделенных на девять групп), который был использован для поиска и совершенствования способов торцового фрезерования.

Методика проектирования СУПТ, реализованная в виде автоматизированной обучащей системы "Творчество", разработана на основе принципов поискового конструирования и результатов функционально-физического анализа ТС. Используется следующая схеме поиска: определение технологической цели и функций СУПТ; формулирование идеального решения; выбор прототипа и его анализ; применение специальных процедур и устранение недостатков с использованием разработанного фонда эвристических приемов; расчет и оптимизация параметров структуры; оценка найденного способа методами моделирования. Результатами применения методики являются конкретные решения, направленные на обеспечение требуемых показателей точности при торцовом фрезеровании на станках с ЧПУ.

Потоковая функциональная структура технологической системы: !=£>поток информационных сигналов;—».основной поток физических операций; —— поток образования погрешностей

Окгру«<?/ои(ол среда

I

(О

•мироЬание поверхности

Опруясающад среда

Рис. 1

Рпзработашшй с использованием сявциализировашюго фонда звристичесгса приемов способ упраЕлеи'.я отклонениями формы деталей сложной конфигурации включает следующие действия: назначение постоянной для данных условий продольной псдачи s^; изменение соотношения меэду продольной Sx и поперечной S^ подачами в зависимости текущей ширины заготовки таким образом, чтобы в коц-та!сте с заготовкой оставалось постоянное количество pes;ys?ix зубьев (рис.2). Это обеспечит стабилизацию силы резания и величины упругих отжатий ГС. Последние компенсируются внесением коррекции в размер статической нзстрсйш!. Для заготовки, имеющей трапецеидальный профиль, в работе получена следующая зависимость для определоигая соотношения S /S : v

X у

S /S =0.5-BMx)+R-k_-B'(x)/[R2-(k,+k_)2- <B(x))2 1°"5 (1)

* У J le f

где В(х)-функция, описывающая"изменение текущего значения аиршш заготовки; R- радиус фрезы; ,к - аналитические коеЩыцкен-

ты, зависящие от соотношения ширины заготовки и диаметра фрезы.

Показатели точности формы могут обеспечиваться бэз роаешя траекторией задачи и применения систем; ЧШ'. В найдошом с использованием описанной выше методики техническом решении функция управления передана режущим зубьям (кассетам) торцовой фрезы. Это сделано путем замены жесткой связи зубьев с корпусом фрезы на упругую и использования шарнирного крапление подаизюЛ части относительно неподвижной.

Анализ найденных способов фрезерования на соответствие патентно-правовым показателям, показал их патентную чистоту, что позволило заявить их- в качества изобретений (полохит.решение по заявке на изобретение N 5038139/08 и АС СССР I78Q93I).

Для обеспечения в заданных пределах показателей волнистости, образующейся при фрезеровании заготовок сложной конфигурации, необходимо реализовать функцию "Управлять периодической возмущающей силой резания". В соответствии с выявленными прогнозами развития СУПТ эго должно быть сделано за счет инструмента. Наиболее удобной формой представления информации о конструкциях, торцовых фрез является структура в виде связного И-ИЛИ-грвфа, который обеспечивает автоматизированный синтез фрез пра "новом" сочетании шш-ввршин. При создании информационного массива были

-M'

проанализированы конструкции фрез по патентным фондам шести страп за 50 лет. В структуре построенного общего И-ИЛИ-дерева девять иерархически связанных уровней описания конструкций фрез. Дерево включает 155 вершин и содержит более 4'101грешений, отличающихся друг от друга хотя бы одним элементом или признаком. Найденное при синтезе на И-ИЖ-графе одно из решений обладает Ьризнаками патентной чистоты. Его особенность заключается в том, что каждый зуб фрезы имеет отличный от других зубьев главный угол в плане. Способ, в составе которого используется данный инструмент, заявлен в качестве изобретения (положительное решение по заявке на изобретение N 5015729/08).

Практическое использование полученных способов возможно по-, еле расчета параметров их структуры и проведения оценки методами имитационного моделирования/

3.ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА

СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ТОЧНОСТИ Для построения имитационной модели формообразования по каждому из иерархических уровней описания ТС, выявленных при функционально-физическом анализе, введены в рассмотрение соответствующие системы координат, Их пространственное положение мокет "изменяться" при обработке и "искажать" заданный закон относительного движения инструмента и заготовки. Это учитывается известным методом координатных систем с деформирующимися связями.

Положение любой ¿-той точки, принадлежащей обработанной поверхности, определяется ее радиус-вектором гд4

где гз1- радиус- вектор точки, принадлежащей поверхности заготовки, ("О-фактическая глубина резания, текущее значение которой рассчитывается из уравнения баланса перемещений ТС:

где 2(^)=гИ0(1)-гпс(т)-Зп; Мд.^.М^ - матрицы поворотов систем

координат соответственно детали, приспособления, фрезы; ^-радиус-вектор, учитывавший перемещение системы координат приспособ-

ления; ?иоСО|Гзп(т)- радиус-векторы, учитывающие положение систем координат инструмента и приспособления относительно системы координат станка. Величину и направление слагаемых, входящих в уравнение (3) определяют упругие и температурные деформащш, износ элементов ТС, относительное положение которых изменяется вследствие вибрации. Массив радиус-векторов обработанной поверхности, полученный с помощью уравнения (2), позволяет рассчитать значения показателей точности и оценить разработанные СУПТ.

В связи с тем, что составляющие уравнения баланса перемещений определяются через действующие значения сил резания, в диссертации были получены соответствующие аналитические зависимости. В основу расчета сил резания при торцовом фрезеровании на , станках с ЧПУ положена разработанная С.Н.Корчаком методика, использующая законы теории пластичности и закон механики о равенстве активных и реактивных сил, что позволяет установить для каадого момента времени зависимости между режимами, физико-механическими свойствами материала заготовки, ее конфигурацией,конструктивно-геометрическими параметрами фрезы.

N 1.15>а. (Т)-и . (1)-о.-Соей о.25г'и^.. <т>-1 . (т)»о.

/чМ-УТН С____< -_ф!_31 1ч

Т< <а| Т •31П(Р( ! + 31пф4 -»

т N 1 .Ь5-а. <Т) (1)'О. ^пА

КгЫ'Жт-*-"йЦ-1--*°-г5г'*ф1(Т,-1з<''с>-0»). <4>

--+--3

а{ (т)=8х'31пф4•в1пф{(Т),

где Р^, Р^, Р^-тангенциальная, радиальная и осевая составляющие суммарной силы резания, ит ,иг ,иа аналитические коэффициента, учитывающие влияние конструктивно-геометрических параметров инструмента, &((т)-толщина среза, о4- интенсивность напряжений в

деформируемом объеме металла; р-угол действия; (3,- угол сдвига, ц- коэффициент трения ,13- величина площадки износа.

Полученные аналитические зависимости (4) использованы в составе имитационной модели формообразования для оценки описанных в разделе 2 способов управления торцовым фрезерованием.

Проведешюе моделирование способа управления отклонения)..^ фср-ш деталей сложной конфигурации путем изменения соотношеши! подач согласно выралв;шя (I) подтвердило его ьф1>:<кгив-

носгь: по cpaoifeir.ro со способом ^рооорования с постоянной продольной подачей, найденный С-УПТ Обеспечивает в 3.5 раза меньшую величину отклонений от плоскостности.

Структура способа управления волнистость», разработанная с помодью процедур синтеза на И-'ЛйИ-гр&Го, шшнов* ро».уций инструмент, зубья которого имеют етличааышся друг от друга зт-чан;'я гласных углов в плане. 1>эльм Ешборз параметров способа Является минимизация амплитуда превалирующей гармоники А в в рассматриваемом спектре колебаний:

Лпрсь='^ (А(0)|-ЛкЬт1п (5)

где а со») - апмплитуг.:к>-частотнан характеристика ТС; Ак - амплитуда к-то* гпр-.ошяг? зсч-луцзнцой силы.

Однако узща ьсо:*а час;опию харокторизтики ТС стшпса, па котором Судет проводится обработка, неизвестны. 3 этом случае АЧХ ТС прэдстазляеюя в виде прямой лишк, а рэсчот геометрических парамогр-оп $раза (углов в плане) заключается ь максимальном ПрИб.*л!а*оши л-тектря ООЭ'!уадо:«оя силы К 0Гра!ПП91Ш0Му "белому куму". Ь связи с тем, что при изменении углов в плаке нзмэняотся соотношение мекду составляющими сиги рззания, в качестве иелезсй (функции выбрана л/леГлал свертка;

э и

<=) к=1 1

М .

где ( ЖМ,-'мощность гармоник спектра возмущаззей сила в направив

лэшшх 0Х.0У.02; а{- весовые коэффициенты: аж=ау=0.25, «2=0.5.

После определения неизвестных параметров проведена оценка разработашюго способа, которая показала, что использование оптимальных параметров инструмента, то ость, рассчитанных по выражению -(5) позволяет не порядок уменьшить амплитуд* превалирующей гармоники ь рассматриваемом спектре (рис.За.Зб), что обеспечивает соответствуют» снижение параметров волнистости.

Моделирование способа управления, в котором использован инструмент с Параметрами, рассчитанными по выражению (6), подт-

Спектры . относительных перемещения инструмента и заготовки при обработке по разным способам фрезерования: а)фреза с <р=Сопэ1;; б)фреза с оптимальными геометрически™ параметрами; о) Фрез а ^универсальными" геометрическими параметрами; г)фреза с "универсальными" геометрическими параметрами (жесткость ТО изменена в 1.5 раза)

т

300 йСО

юо о

24 16 а 6

о

и_Ш_и

1_и-ХЛ » I

В)

16

I I I-

16

I I.)

¿,П01 80 60 кО 20 О

1>

/5

2,»*Н ' 120 90 60 30 0

6 2)

Рис.3

Ли-х.

16

1. I I

вордило (рис.3в,3г) их инвариантность к динамическим свойствам ТС: изменение коэффициента жесткости ТС в 1.5 раза не привела к заметному возрастанию волнистости поверхности.

Окончательная оценка разработанных способов управления торцовом фрезерованием получена в ходе экспериментальных исследований. Они проводились на автоматизированном стенде сбора и обработки экспериментальных данных. Основными параметрами, по которым оценивалась эффективность СУПТ, являются рассчитатше по массиву радиус-векторов обработанной поверхности показатели точности. Получение массива осуществлялось профилогрэфнровшшем детали согласно оригшзльной методике ЦС СССР N1768947), предложенной в работе. Датчику сообщались гармонические колебания в направлении, перпендикулярном его прямолинейному движению вдоль контролируемой поверхности. Амплитуда колебаний равна половине ширины заготовки (датчик расположен на ее оси симметрии). Частота V рассчитывалась по следующей формуле;

г'=Уп'Л/(Ь-1000), Гц (8)

где ."п - скорость линейного перемещения заготовки относительно щупа, м/с; 1< - длина измеряемого участка, км; к - количество точек, необходимых для описания профиля. Траектория движения обеспечивалась системой ЧПУ и задавалась уравнением косинусоиды.

Экспериментальная проверка способов управления показателями точности позволяет сделать вывод о возиогиоста их практического использования а действующем производство. Оценка имитационной модели подтвердила оо адекватность реальному процессу. Несовпадение' теоретических и экспериментальных данных - 14...18%.

З^ОТХНЕКИК И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

В диссертационной работе решена актуальная задача, состоящая в разработке научно обоснованной методики поиска технических решений, способствующих повышению производительности и сшшэгет стоимости обработки плоских поверхностей корпусных деталей ка станках с ЧПУ.

Основные результаты, полученные в работе I.Обоснована возможность и разработаны методические основы поиска эффективных способов улраикзшя. показателями точности корпусных деталей при торцовом фрезеровании на станках с ЧПУ.

2.Разработана имитационная модель формообразования и методика численного определения показателей точности плоских поверхностей корпусных деталей.

3.Разработаны аналитические зависимости для расчота, составляющих. силы- розакия, учитывающие изменение фактической глубшы резания, влияние конструктивно-геометрических параметров и закона относительного движения инструмента и заготовки.

4.Получеш конкретнее технические решения (ЛС СССР :л 700931; положительные решения по заявкам ни изобретения И 501 ¿7-29/03 л И 5033139)I позволяйте в 1.3...1.6 раза улучшить показатели томности Формы и волнистости и на 402 повисать производительность торцового Фрезерования плоских поверхностей корпусных Ад-

талей на станках с ЧПУ,

Основные виводн по работе

1.Использование-итератив'юЛ схемы поиск;! СУГТГ, реализованной в Еиде Ев^сматнз'лровашюЯ обучэщея си с юга, обеспечило получение. четырех решений, обладаю.^« признаками патентной чистоты: способ сбрсботки деталей торцовоП Фрезой (положительное рчпащщ по заявке м 5015729/ОЯ); розец (кассета модальной торговой фрэси) (АС СССР И 1780931); способ обработки деталей перэм&иной ширитз! (положительное решение по заяеке И503Я139/0Э); способ контроля топографии поверхностей деталей (АС СССР и 1763947).

2.Разработанные аналитические зависимости дают возможность для каждого момента времени установить взаимосвязь мееду составляющими суммарно:! силы резания л рехимоми, конфигурацией, фмзи-ко-маханическ1!М11 свойствами заготовки, конструктивно-геометрическими параметром:! фрезы, что позволяет использовать их в составе имитационной модели формэоСразовпиия.

3. Изменение соотноавняя мэзду продольной и поперечной подачами позволяет в отдельных случаях в 3.5 раза уменьшить отклонения от плоскостности деталей сложной конфигугации.

4.Выбор- оптимальных для данной ТС конструктивно-геометрических параметров фрезы, используемой в способе управления показателями волнистости, позволяет на порядок снизить емплитуду превалирующей гармоники в рассматриваемом спектре колебаний ТС.

5.Приведение спектра периодической возмущающей силы резания к ограниченному ."белому к;/[\у" за счет соответствующего выбора

знпчвния главных углов в плане режуадх зубьев торцовой Срез и порядка их установки в корпусе позволяет получить "универсальные" параметры СУТТГ, инвариантные к динамическим свойствам ТС.

6.Внедрение способа управления показателями волнистости (положительное решение по заявке на изобретение H 5015729/08) но взводе топливной аппаратуры ПО "Барнаултрансмаш" позволило повысить производительность операции торцового фрезерования плоскостей корпуса насоса в 1.4 раза. Совместное использование "Способа обработки деталей торцовой фрезой" и "Способа обработки деталей переменной ширины" (положительное реиешхэ по заявке на изобретение к 5033139/03) дало возможность сократить на IOÎ время фрезерования корпуса прибора в 110 "Луч" (г.Барнаул) и снизить отклонения от плоскостности и волнистость в 1.3...1.6 раза.. Суммарный годовой экономический эффект от внедрения результатов дачной работы составил 100140 рублей (в ценах 1991 года).

Основные положения диссертации опубликованы в работах

1.Татэркин Е.Ю.,Марков A.M. Анализ способов управления точностью обработки при фрезеровании на станках: с ЧПУ //Тез. докл.науч.-техн. кокф. Пути поалзепил' качества и надежности инструмента. - Рубцовск, 1987.- с.55-55.

2.Татвргаш Е.Ю., Марков A.M. Прогнозирование процесса формообразования при торцовом фрезеровании на станках с ЧПУ //Тез.докл. науч.-пр-акг.кснф. Повышенно эффективности использования станков ЧПУ в производстве -Барнаул, 1987,- с.58-59.

3.Марков A.M.Проблемы обеспечен::.! требуемой точности при торцовом фрезеровании на станках, с ЧПУ.- В кн.: Отдолоч-но-чистовые метода обработки и инструменты автоматизированных производств. Кежвуз.сб./ Алтайский политехи, ш-т. -Барнаул, 1989, с.74-77.

4.Татзрхин Е.Ю.,Марков A.M..Головнев Ю.В. Повышение вибро-устойчивоста инструмента щах торцовом фрезеровании // Тез.дохл науч.-практ.кокф. Пошавниа эффективности технологически, процессов, машгюстроителышх производств.-Барнаул, 1989,- с.27-28.

5.Марков A.M., Ситников ¿.А., Татаркзш E.D. Применение векторного анализа для опксшшя поверхности детали. В кв.; Современные метода повышения' эффективности машиностроения: Тез. докл.

чд-

науч.- тот. конференции, Рубцовск, 1991, с.78-80.

6.Тптарзсип Е.Ю., Ситников A.A., Парков А.Ы. Создание автоматизированных измерительных систем на основе конструктивно-функционального анализа. В кн.: Отдолочно- чистовые иэтодц обработки я инструменты автоматизкроЕЫпгых поизводств: Неавуз. сб.: Барнаул, АлтШ1991, с. 69-74.

7.Ü8PK0B А.Ц.Татвркни E.D. Автоматизированный синтез конструкций сборных торцовых фрез. //Тез.докл.науч.-техн.конф. Выбор конструкций и решмов разшгия при эксплуатации прогрессивного твердосплавного инструмента.-Сгзрдлонск, 1991.- с. 12-13.

8.Марков A.M.Функциональный подход к проектированию способов управления Фрезерованием. В кп.: Отделочно- чистовые методы обработки п инструмента автоматизированных поизводств: Можвуз. сб.: Барнаул, АлтПИ, 1991, С.81-89

9.Марков А.Ы.,Татзркнп Е.Ю.Синтез конструкций сборных торцовых фрез на И-ИШ-графе//Тоз.докл. научл.-практ.копф. Специалиста АлтПИ промшиюнностк страны .-Барнаул ,1992. -с. 1Б-16

10.А.с. ... (СССР). Способ обработки деталей переменной ширины. Положитель. решение по заявке но изобретет» N 50381 Э9/оа /Е.D.Татаркин, А.Ы.Марков, Д.О.Грабарев, Н.И.Тереикина.

11.А.с. ... (СССР). Способ обработки деталей торцовой фразой.- Полол, решение по заявке на изобретение и 5015729/03 /Е.Ю.Татаркин, A.M.Марков, Ю.В.Голсвпев, Д.О.Грабарев.

12. А.о. N 176Q947 (СССР). Способ контроля топографии обработанных поверхностей деталей / Е.Ю.Татаркин, А.А.Ситников, A.M.Парков. О.В.Головяев, В.Ы.Воронец.- Опубл. 15.10.92, Еш.иза.

13. A.C. N1780931 (СССР). Резец / Е.Ю.Татаркин, И.В.Голов-нвв, А.А.Сатякков, А.Н.Парков. - Опубл. 15.12.92., Бпл. М46.

1 М

Заказ 675 Тираж 100эк?т АО "АНИТИМ" Бариаул-19ЭЗг.