автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение технологической эффективности точения корпусов сложной формы из ПКМ на основе использования метода широких срезов
Автореферат диссертации по теме "Повышение технологической эффективности точения корпусов сложной формы из ПКМ на основе использования метода широких срезов"
Министерство науга, высшей школы и технической политики Российской Федерации
Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени государственный технический университет им. ЕЭ. Баумана
ПОВЫШЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОЧЕНИЯ КОРПУСОВ СЛОЖНОЙ ФОРШ ИЗ ПКМ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА ШИРОКИХ СРЕЗОВ
Специальность: 05. 02.08 - Технология машиностроения 05.03. 01 - Процессы механической и физико-технической обработки, станки и инструмент
На правах рукописи Для служебного пользования
экз. ъ22
Мирсков Александр Николаевич
УДК 621. 941. 012: 621.787. 4
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук
Москва - 1993
Работь. выполнена в Московском государственном техническом университете им. Е Э. Баумана
Научный руководитель: доктор техничэских наук, старший научный сотрудник ЯРОСЛАВЦЕБ Виктор Михайлович Официальные оппоненты: доктор технических наук,профессор НАЗАРОВ Юрий Федорович, кандидат технических наук, 37БК0В Николай Николаевич
Вэдущэе предприятие: Центральный научно-исследовательский институт специального машиностроения
Зашита диссертации состоится ЬлОг1Ьь993 г.
на заседании специализированного совета К 053.15.09 при ЫГТУ им. Е Э. Баумана по адресу: 107005, Шсква, 2-я Бауманская,5
Баш отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных печатью, просим направлять по указанному адресу.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им. Е Э. Баумана.
Автореферат разослан " 1993 г.
УЧЕЕЫЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИЮВАННОГО Ср^®^^^ /
доктор т ехнически^ау^'' /¡¿^—
V профессорСГИБНЕВ А. К
/У*, * ч-'Ч, ^
Шг -ГА^и
г й с - V, .v-: *; . £ ййх и^
юо эх:. В. 3. Бшаяа
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. Необходимость улучшения такти-со-технических характеристик изделий машиностроения обуслов-швает широкое внедрение полимерных композиционных материалов ;ШШ), превосходящих металлы по удельным характеристикам фочности и жесткости. Наибольшее распространение ПКМ получи-ш в конструкш!ях летательных аппаратов ( до 30...50% по ¡ассе) для серийного изготовления корпусов тел вращения раз-мчных размеров и формы.
Характерной особенностью технологии формообразования [зделий из ПКМ является значительная доля ( до 40 % ) опера-1Ий механической обработки в суммарной трудоемкости, что ¡ызввно такими факторам! как сильное абразивное действие ПКМ :а инструмент, склонность ПКМ к деструкции и рядом других, ричем в производстве корпусных изделий до 60% трудоемкости пераций механической обработки приходится на точение, что бусловливает большую актуальность работ, направленных на нижение трудоемкости токарной обработки изделий из ПКМ.
Решить проблему трудоемкости в значительной мере можно утем разработки новых высокопроизводительных методов токар-ой обработки изделий из ПКМ. К числу таких методов относится азработанный в МГТУ метод широких срезов (МШС). Несмотря на ыяв^энные большие потенциальные возможности (Ж, использова-ие данного метода, особенно при точении маложестких изделий, атруднено отсутствием методик и рекомендаций по выбору наи-олее эффективных параметров настройки технологической систе-а, обеспечивающих максимальную при заданной точности произ-эдительность. Таким образом, исследования, направленные на абор эффективных условий токарной обработки ПКМ представля-гся в настоящий момент актуальными и имеющими теоретический практический интерес.
_Цель работы.Снижение трудоемкости токарной обработки из-5лий из ПКМ путем разработки и выбора эффективных технологи-эских параметров точения методом широких срезов.
Методы исследований.В работе использовались основные по-эжения технологии машиностроения, механики композиционных зтерюлов, сопротивления материалов, математического знали-5. Анализ процессов и явлений проводился на основе системно-
го подхода но планам однофакторных экспериментов на математических и физических моделях, результаты обрабатывались общепринятыми методами математической статистики. Силы резания и вызываемые ими прогиби заготовок измерялись комплексами 'динамометрической и вихретоковой аппартуры. Математическое моделирование и обработка экспериментальных данных осуществлялись с помощью программных средств, реализованных на ПЭВМ Tima АТ-286.
Научная новизна. Впервые_долучзш аналитические зависимости для расчета трудоемкости токарной обработки МШС, определения закона распределения податливости по оси изделия сложной формы из ПКМ при точении МШС, расчета сил резания и методика аналитического определения подачи, учитывающие особенности токарной обработки ШС изделий из ПКМ. В совокупности указанные математические зависимости представляют co6oí математическую модель трудоемкооти токарной обработки МНЮ, с помощью которой методом математического моделирования впервые установлена степень влияния первичных параметров технологической системы точения МШС на. параметры точности обрабатываемых изделий.
Практическая ценность.На научной основе разработана но-Еая технология токарной обработки изделий из ПКМ - точени< методом широких срезов. Разработана инженерная методика выбора рациональных условий токарной обработки МШС с помощью ЭВМ Получены рекомендации по проектированию и изготовлена средств инструментального оснащения операции точения МШС разработаны и внедрены образцы широколезвийных резцовых бло ков и оснастки.
Реализация в промышленности .Разработанные теоретически положения и полученная на их основе методика выбора рацио налышх условий точения МШС, а также спроектированные широко лезвийные инструменты и оснастка внедрены в серийное произ водство на НПО "Алтай" на операции токарной обработки малога баритных корпусов из стеклопластика с экономическим эффекте 131,7 тыс.руб.
Апробация работы.Основные положения диссертации доклада вались на:
- научно-техническом семинаре "Новый высокоэффективна
режущий инструмент и оснастка - средства интенсификации машиностроительного производства", г.Ленинград, ДДНТП, 1989 г.;
- межотраслевой научно-технической конференции "Композиционные материалы в изделиях машиностроения", г. Реутов, НПО Машиностроения, 1989 г.;
- юбилейной научно-технической конференции НПО "Алтай", г.Бийск, НПО "Алтай", 1989 г.;
- научно-технической конференции "Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных производств", г.Барнаул, АПИ им.И.И.Ползунова, 1989 г.;
- на научно-техническом семинаре "Новые высокопроизводительные конструкции режущего инструмента и оснастки в машиностроении", г.Ленинград, ЛДНТП, 1990 г.;
- ца международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук", г.Москва, МГТУ им.Н.Э.Баумана, 1991 г.
Публикации.Основные результаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в 11 печатных работах и защищены 1 авторским свидетельством.
Структура и объем работы.Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и результатов работы, списка. литературы из 109 наименований, 11 приложений; изложена на 118 итраницах основного текста, содержит 73 рисунка и 9 таблиц. Общий объем диссертации 234 страницы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
В первой главе показана актуальность решаемой в диссертации задачи снижения трудоемкости токарной обработки изделий из ГОШ, проведен анализ исследований по данной тематике, выбрано и обосновано одно из наиболее перспективных направлений снижения трудоемкости токарной обработки изделий из ПКМ - точение МШС.
Актуальной технологической проблемой является снижение трудоемкости механической обработки изделий из ПЮИ, составляющей 20...40 % суммарной трудоемкости изготовления, из которых в среднем около 60 % приходится на токарные операции.
Еысокая трудоемкость механической обработки изделий из'
ПКМ вызывается особенностями строения этих материалов и свойств составляющих их компонентов, что затрудняет решение поставленной проблемы и обусловливают необходимость поиска новых подходов к совершенствованию технологии механической обработки, учитывающих особые физико-механические и технологические свойства ПКМ.
Анализ работ ряда авторов (В.Д.Дрожжина, В.В.Королева,
A.В.Руднева, М.Ф.Семко, А.А.Степанова, Б.П.Штучного,
B.М.Ярославцева и др.) посвященных разработке и исследованию нокоторых современных прогрессивных способов и средств повышения производительности точения изделий из ПКМ ( оптимизации
режимов резания , точения с предразрушением, фрезоточения, ротационного точения, точения методом широких срезов) показал, что в наибольшей мере требованиям снижения трудоемкости токарной обработки корпусов сложной формы из ПКМ отвечает способ точения методом широких срезов (рис.1.)(A.c. N 203460), разработанный в лаборатории "Новые методы обработки резанием композиционных материалов" НИИКМТП МГТУ им. Н.Э.Баумана . сущность которого заключается в использовании для снятия припуска широколезвийного (100...400 мм) резца, работающего с поперечной подачей. Главное отличие МШС от традиционного фасонного точения заключается в том, что появляется возможность обрабатывать протяженные фасонные поверхности, вклю-- чающие участки с разной геометрией и точностью.
Установлено, при использовании МШС основным фактором процесса резания, ограничивающим технологические возможности метода, являются большие силы резания, возникающие вследствие значительной ширины среза.
При точении МШС нежестких валов ограничительный механизм действия силового фактора проявляется через необходимость обеспечения заданной точности обработки. Большие силы резания определяют высокий уровень изгибных деформаций нежестких валов и вызываемых шли погрешностей обработки. Данное обстоятельство может явиться основной причиной ограничения применимости МШС или снижения его эффективности, так как для уменьшения погрешностей до уровня, установленного конструкторской документацией^ необходимо уменьшать подачу или проводить обработку за несколько рабочих ходов.
Таким образом, основной проблемой при точении МШС нежестких изделий из ГОШ является определение рациональных условий обработки и режима резания , обеспечивающих максимальную при заданной точности производительность.
В результате проведенного анализа выполненных ранее исследований , для разработки научных и методических основ точения МШС в данной работе были поставлены следующие задачи.
1. Разработка математической модели трудоемкости точения методом широких срезов нежэских деталей из ПКМ , включающую в себя аналитическую зависимость для расчета прогибов изделий из ПКМ и методику выбора подачи.
2. Исследование с помощью математической модели влияние первичных параметров технологической системы на трудоемкость обработки МШС.
3. Разработка научно обоснованной методики выбора рациональных условий точения МШС нежестких изделий из ПКМ.
4. Разработка лабораторных и промышленных образцов инструмента и оснастки для точения изделий из ПКМ методом широких срезов.
5. Проверка достоверности полученных рекомендаций путем промышленного внедрения МШС.
Во второй главе освещены основные методические вопросы работы: конкретизированы понятия трудоемкости и податливости применительно к исследуемому процессу, показано влияние особенностей строения ПКМ на точность токарной обработки, приведены результаты экспериментального определения механичоских характеристик этих материалов, описаны экспериментальные установки, приведена методика обработки экспериментальных данных.
Основной научной проблемой работы является установление законосмерностей влияения податливости технологической системы на трудоемкость обработки применительно к технологии точения МШС маложестких изделий из ПКМ.
Податливость в работе определяется как отношение смешения оси детали V(х) в сечении х к силе, вызвавшей это смещение:
1Я(х) = У(х) / ; q(x) йх . в
где (Ц,(х) - закон распределения радиальной нагрузки резания
по длино режушчй кромки (В).
Трудоемкость обработки характеризуется оперативным временем (ton) расчитываемым как сумма основного и вспомогательного времен.
Статические значения модулей упругости и сдвига определялись по методике Ю.МЛарнопольского, основанной на испытаниях на прогиб балки прямоугольного поперечного сечения с разными значениями пролетов.
Динамические значения модулей определялись резонансным методом с помощью прибора ИЧЗ-9. Установлено, что в диапазоне частот, характерных для токарной обработки, различия статических и динамических значений модулей упругости и сдвига незначительны.Проверка адекватности расчетной зависимости,для определения податливости проводилась на установке, собранной на базе токарного станка 16К20 и позволяющей б процессе точения ОС одновременно определять прогибы заготовок и значения силы Р , вызвавшей этот прогиб. Значения прогибов определялись с помощью вихретокового преобразователя, питаемого от генератора Г5-54. Значения силы Ру определялись с помощью комплекса динамометрической аппаратуры УДМ-600 и регистрировались одновременно с прогибами на осциллографе Н117. Для тарировки канала измерения силы Р использовался динамометр ДОСМ 3-0,2; канал измерения прогиба тарировался в режиме вращающейся заготовки с помощью рычажно-зубчатого микроиндикатора. В сечении, где определялись прогибы вихретоковым датчиком на изделио из ПКМ надевалось алюминиевое кольцо или наклеивалась фольга.
Для экспериментальной проверки адекватности использовались как полые трубчатые образцы, так и стержни из стеклопластиков марок СКН-27 и КППН и углепластика тканевой намотки. Широколезвийные резцы оснащались инструментальными пластинами из твердого сплава ВК8, затачивавшиеся и профилировавшиеся на заточном станке ЗА64Д.
Обработка массивов экспериментальных данных проводилась на ПЭВМ по стандартным методикам.
В третьей главе получены аналитические зависимости для расчета трудоемкости токарной обработки МШС, величины составляющей сил!- резания Р , распределения податливости по оси
изделия сложной формы, а также расчетные соотношения и методика выбора рационального значения поперечной подачи, соста-валящие в совокупности математическую модель трудоемкости токарной обработки МШС изделий сложной формы из ПКМ.
Представленныо в гл.З исследования проводились в рамках "расчетно-эналитического метода определения погрешностей обработки" методические основы которого заложены в трудах А.П. Соколовского, В.П.Подпоркина, В.С.Корсакова и развиты Б.С.Балагашшм, Б.М.Базровым, Л.А.Васильевых, В.С.Камаловым, М.С.Камсюком, К.С.КолеЕым, В.Н.Подураевым и др. исследователями.
Для расчета трудоемкости токарной обработки МШС получена формула
1=М
on 1=1 max 1 min 111 Ol 1
где для 1-ого рабочего хода: Zmax - максимальный припуск, Vmin 1" 'яшималышй прогиб, S± - поперечная подача, R , v -соответственно путь и скорость вспомогательного движения, х± - время смены инструмента. В составе основного времени введена составляющая (V ^ 1/S1)," учитывающая характерную для точения МШС маложеских изделий особенность влияния на основное время дополнительного перемещения суппорта на величину прогиба Vra±n 1.
Для определения величины составляющей Р получена формула, учитывающая экспериментально'установленный факт изменения зхначения Ру вследствие уменьшения в процессе обработки жесткости заготовки, влияющей на толщину среза и точность обработки:
Р = Sq3 J- С* (x)cLx /[ 1+0* (х) ¿J**'} С* (х) AW(x)dx], уивч 4 в
где С*(х), уа - эмпирические коэффициенты, В - ширина среза,
AW(x) - разность податливости изделия в начале и конце
последнего оборота.
В работе получена расчетная зависимость для определения функции распределения прогиба по оси изделия сложной формы из ПКМ, обрабатываемого МШС, учитывающая такие особенности исследуемого процесса как: а) распределенный характер нагрузки резания; б) особенности механических свойств ПКМ - слабое
7
сопротивление межслойному сдвигу. При выводе зависимости предполагалось, что:а) нагрузка резания в пределах участков постоянна; б) заготовка закреплена в патроне и поджата задним центром; в) характер деформирования заготовки статический.
Принятые допущения обусловили возможность использования расчетной схемы ступенчатого вала, преобразуемого по методу Б.Н.Жемочкина в эквивалентный ему по прогибам гладкий вал (рис.2).
Проведенные преобразования позволили, используя в качестве исходного универсальное уравнение упругой линии, получить расчетную формулу для определения прогиба изделий сложной формы, записанную для наглядности и удобства использования на ЭВМ в матричной форме:
V-
но.забх2^)
2 х
«С.
Мо
1
1 2 *211 1 2 ®12 1 2 1 2
1 б е11 1 б 1 б е13" 1 6
1 24 1 24 1 24 е13* • 1 24
_ е'
и-1 з
и-1
Г7 е11-1
ДМ, Дй,
ДМ
П)
дм.
ДР, ДР.
- М1 М1 -
кт-1Чп,-1- кпАп
(1)
-1-1 *"1-1 к1-2^1-2" М±
где Б, С - постоянные интегрирования, определяемые из граничных условий, 10 - момент инерции поперечного сечения эквивалентного гладкого вала, ш - положение сечения опирания заднего центра, к± - коэффициенты приведения участка, -разность координат смежных границ участков,ДР1,ДМ1- дополнительные силовые факторы.
Экспериментальная проверка формулы (1), проведенная на изделиях из ПКМ различного состава и структуры и включающая определение коэффициента динамичности реальной технологической системы и сравнение расчетных и экспериментально определенных значений прогибов, показала удовлетворительную схо-8
ь
---7|
Рис.1. Схема точения методом широких срезов: 1-заготовка, 2-широколезвийный резец
йа
^КмиМа
«Нн а
КиЧм
Ц&г
ьс
дРм
дР2
9
Рис.2. Расчетная схема ступенчатого вала (а), схема эквивалентного по прогибам гладкого вала (б)
димость расчетных и экспериментальных результатов ( расховде-ние в пределах 20 %).
Характерной особенностью токарной обработки МШС, обусловливающей необходимость разработки специальной методики выбора подачи, является одновременное образование погрешностей на всей, обрабатываемой за один рабочий ход поверхности. Вместе с тем, отдельные участки могут находиться в разных условиях с точки зрения возможности обеспечения точности, в результате реально подачу будет лимитировать по точности размера или формы какой-либо один из участков (лимитирующий). Исходя из этого, разработанная методика выбора подачи заключается в определении участков,.лимитирующих подачу по точности размеров или формы, и расчета значения подачи по параметрам лимитирующих участков.
Критерием выбора участка, лимитирующего подачу по точности размера будет минимальное значение отношения половины поля допуска размера участка 0,5 к разности прогиба данного участка (V^) и прогиба сечения с минимальной податливостью (Уд):
0,5 Т / VA - Vt = min. (2)
Критерием выбора участка, лимитирующего подачу по точности формы является минимальное значение отношения величины поля допуска формы Тф1 данного участка.к разности прогибов в пределах данного участка:
V / I vi - vi+ii = mln- (3)
Параметры лимитирующих участков, определенные условиями (2) и (3) используются при расчетах значений подач ^ и максимально допустимых по точности размера и формы соответственно, по формулам:
s 1*1 . о,5 трь
1 + С* (х) yßSpys_1 }/С* (x)AW(Ddx Wal В
Jb Í С* U)dx т аф в 4
(у -1)
1 + С* (х) у S *s /С* (х)ДУУ(х)йх ¿Wl
4 в
Итоговое значение подачи S„ выбирается из условия: 10
Б0 = Ш1П ( Эр, Бф).
В четвертой главе показано использование математической модели трудоемкости для исследования влияния параметров технологической системы на трудоемкость и определения на этой основе рациональных условий обработки.
С помощью структурного анализа технологической системы определены взаимозависимые первичные и вторичные технологические параметры , при этом в числе первичных параметров рассматривались нэ только влияющие на податливость самого обрабатываемого изделия, 'но и определяющие конфигурацию технологической системы в целом. Изменяемые первичные .технологические параметры задают конфигурацию технологической системы. Среди них: координата сечения опирания заднего центра, отклонение профиля режущей кромки от номинального профиля детали, податливость пиноли задней бабки, смещение корпуса задней бабки.
Кроме геометрических изменяемыми являются также параметры структуры операции, под которой здесь понимается количество и последовательность осуществления рабочих ходов.
Исследования на математической модели проводились методом вычислительного однофакторного эксперимента на модельной технологической системе, включающей оснастку и модельную деталь, несущую геометрические, точностные параметры и свойства материала. Параметры модельной детали выбраны на основе анализа значений параметров реальных изделий отрасли, относящихся к классу валов малой изгибной жесткости. Для реализации вычислительного эксперимента разработаны алгоритмы моделирования и соответствующее программно- математическое обеспечение.
Методом однофакторного вычислительного эксперимента на математической "модели установлено, что среди параметров конфигурации обрабатывавшей системы наиболее эффективными и универсальными с точки зрения минимизации трудоемкости являются изменение положения сечения опирания заднего центра и коррекция профиля режущей кромки инструмента. Подбор рациональных значений этих параметров позволяет на порядок сократить основное время обработки.
При исследовании целесообразности разделения припуска,
установлено, что проводить обработку с разделением припуска целесообразно для краевых положений обрабатываемой поверхности, при этом возможно существенное, до 5 раз, сокращение трудоемкости, причем для поверхности, состоящей из участков с одинаковой точностью выгоднее всего разделять припуск пополам и в первую очередь обрабатывать участок, находящийся в наименее благоприятной по условиям обеспечения точности зоне -там, где разность прогибов наибольшая.
При исследовании обработки изделий с разной точностью участков обрабатываемой поверхности, установлено, что при положении точного участка в неблагоприятной зоне (ближе к краю заготовки ) менее трудоемкой будет последовательность обработки, при которой в первую очередь обрабатывается более точный участок.
Достоверность полученных методом математического моделирования результатов была подтверждена в лабораторных и производственных условиях при точении методом широких срезов образцов и реальных изделий. Программа исследований включала оценку реальной податливости технологической системы, определение характера погрешностей при разных положениях широколезвийного резца, сравнение расчетных и экспериментальных значений погрешностей обработки при точении штатных изделий. Экспериментально подтверждены установленные особенности образования погрешностей обработки при точении МШС срезов и рекомендации по выбору рациональных условий обработки.
Пятая глава посвящена разработке инженерной методики в бора рациональных параметров точения МШС и описанию результатов промышленного внедрения метода.
Инженерная методика выбора рациональных условий токарной обработки МШС включает следующие этапы:
- выбор рациональной структуры технологической операции в зависимости от характера образующей, положения и размеров обрабатываемой поверхности;
- определение схемы базирования изделия, в том числе координаты сечения опирания заднего центра;
- выбор конкретных значений параметров оснастки для выбранной ранее структуры, операции (числа рабочих ходов). При этом в зависимости от полученных значений координаты опира-
ния, душны ( податливости пиноли) определяется угол коррекции режущей кромки или величина смещения корпуса задней бабки, обеспечивающие минимальную трудоемкость.
Определенные по методике рациональные значения параметров технологической системы используются как исходные данные для расчета на ЭВМ значения подачи и трудоемкости.
Полученные в ходе выполнения работы вывода и рекомендации использованы при промышленном внедрении метода широких срезов в научно-производственном объединешш "Алтай". Внедрение проводилось на штатных, серийновыпускаемых изделиях, представляющих собой корпуса малогабаритных ракетных двигателей из стеклопластика. Обработке подвергались фасонные участки раструбов. Для реализации метода были разработаны инструмент и оснастка для работы на станке с ЧПУ .
Использование МШС вместо профильного точения для формообразования протяженной фасонной поверхности изделия из стеклопластика позволяет радикально снизить трудоемкость обработки, повысить стойкость инструмента, сократить расход твердого сплава.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Показано, что одним из важных факторов, сопровождающих внедрение изделий из ПКМ в промышленность, является высокая трудоемкость их механической обработки, в частности, точения. В результате анализа технических и технологических показателей современных способов токарной обработки изделий из ПКМ установлено, что наибольшими возможностями минимизации трудоемкости обладает точоние методом широких срезов.
2. На основе теоретических и экспериментальных исследований процесса образования погрешностей впервые установлена количественная взаимосвязь точности и трудоемкости операций токарной обработки МШС, выраженная в форме математической модели трудоемкости. Математическая модель впервые комплексно учитывает такие существенные факторы исследуемого процосса, как распределенный характер нагрузки резания, особенности механических свойств ПКМ, сложную форму обрабатываемых изделий, специфику механизма образования погрешностей обработки.
3. Установлено, что большие изгибные деформации, характерные для точения МШС маложестгагх изделий, сравнимы по величине с припуском, что обусловливает необходимость учета дополнительного радиального перемещения инструмента при расчете основного времени обработки.
4. Получена расчетная зависимость для определения радиальной составляющей силы резания, учитывающая экспериментально установленный факт влияния на ее величину деформации обрабатываемого изделия.
5. Получена в матричной форме и проверена экспериментально аналитическая зависимость для определения податливости изделий сложной формы из ПКМ, обрабатываемых МНЮ, разработаны алгоритм и программное обеспечение для расчета податливости на ЭВМ.
6. Установлено, что характерной особенностью точения МШС является одновременное образование погрешностей обработки на всей, обрабатываемой за один рабочий ход поверхности, причем величина допустимой подачи ограничивается условиями обеспечения точности размера или формы на одном, неблагоприятно расположенном (лимитирующем) участке.
На базе проведенного анализа разработана алгоритмизированная методика выбора величины поперечной подачи, обеспечивающей минимальную при заданной точности трудоемкость обработки.
7. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана методика, алгоритм и программно-математическое обеспечение моделирования механизма образования погрешностей обработки при точении МШС. Методом одно-факторного вычислительного эксперимента на математической модели трудоемкости точения МШС определены области значений параметров конфигурации технологической системы и рациональная последовательность съема припуска, обеспечивающие максимальную эффективность обработки.
8. На базе проведенных с помощью математической модели трудоемкости исследований разработана инженерная методика выбора рациональных параметров настройки технологической системы токарной обработки МШС.
9. Спроектированы, изготовлены и прошли опытно-промыш-
ленное опробование и внедрение средства инструментального оснащения операций точб!шя МШС.
10. Результаты исследований и разработанные методики были использована при внедрении технологии точения МШС корпусов схожяой формы из стеклопластика на НПО "Алтай" с годовым экономическим эффектом 131,7 тыс.рублей.
Основное содержание диссертации опубликовано. в следующих рлботах:
1. Миноранский В.К., Ярославцев В.М., Есаков С.А.,Мирсков А.Н. Определение прогибов заготовок из ПКМ при точении фасонными резцами // Технология, оборудование механо-обрабатыващих и сборочных производств.-М.: ЦНИТИ, 1989.-ВЫП.1 (208).- С.42-45.-д.с.п.
2. Ярославцев В.М., Мирсков А.Н. Выбор подачи при точении фасонными резцами маложестких заготовок из армированных пластмасс// Известия вузов. Машиностроение.-1989.-К 1.-С.125-129.
3. Ярославцев В.М., Мирсков А.Н. Технологическое обеспечение точности форш поверхности изделий из армированных пластмасс, обрабатываемых по методу широких срезов //Применении пластмасс в машиностроении : Сб. МВТУ, 1989. - N 526.- С. 41-49.
4. Ярославцев В.М., Мирсков А.Н. Выбор рациональных условий эксплуатации широколезвийного фасонного инструмента при обработко изделий из армированных пластмасс// Новый высокоэффективный режущий инструмент и оснастка - средство интенсификации машиностроительного производства: материалы науч.-тех. семинара 2-3 марта.-Л., ДЦНТП, 1989.-С.22-24.
5. Ярославцев В.М., Мирсков А.Н. Определение погрешности обработки при фасонном точении валов из армированных пластмасс// Известия вузоз. Машиностроение.-1989.-И 10.-С.138-143.
6. Ярославцев В.М., Мирсков А.Н. Высокопроизводительное точение корпусов сложной форш из армированных пластмасс //Материалы Всесоюзной конференции "Композиционные материалы в изделиях отрасли". - Реутов: НПО Машиностроения, 1989.
- Т.1.-С.52-53.
7. Ярославцев В.М., Михайлов М.М., Мирсков А.Н. Определение рациональной подачи при фасонном точении широколезвийным инструментом изделий из армированных пластмасс// Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных производств: тезисы докладов научно-практической конференции 12-13 докабря.-Барнаул: АПК им.И.И. Ползунова, 1989. -С.29-30.
8. Ярославцев В.М., Цуканов В.Н., Мирсков А.Н., Гусенко A.J0. Определение рациональной геометрии режущего инструмента при точении волокнистых композитов// Новые высокопроизводительные конструкции режущего инструмента и оснастки в машиностроении: материалы науч.-тех. семинара 15-16 марта.-Л.: ДЦНТП, 1990.-С.48-50.
9. Ярославцев В.М., Михайлов М.М., Мирсков А.Н., Гусенко А.Ю. Применение широколезвийных фасонных резцов для обработки корпусов изделий сложной формы из ПКМ // Технология, оборудование механообрабатывакщих и сборочных производств.- М.: ЦНИТИ, 1991.-ВЫП.1 (220).- С.38-44.-д.С.П.
10. Положит, реш. о выдаче A.c. по заявке N 4767783/08 (149282). Способ обработки материалов резанием/ В.М.Ярослав-цев, М.М.Михайлов, А.Н.Мирсков, А.Ю.Гусенко, В.Н.Цуканов.-21 .02.1991 .
11. В.М.Ярославцев, А.К.Мирсков Применение метода широких срезов в условиях автоматизированного производства // Актуальные проблемы фундаментальных наук / Под ред. И.Б. Федорова- М.: Издательство МГТУ, 1991.-С.33-35.
12. Ярославцев В.М., Мирсков. А.Н. Метод широких срезов как средство интенсификации процесса резания ПКМ// Проблемы машиностроения и автоматизации. Международный журнал.-1992.-N1.-С.41-51.
-
Похожие работы
- Методологические основы конструктивно-технологического обеспечения живучести авиаконструкций, выполненных из полимерных композитных материалов
- Повышение эффективности и качества обработки отверстий на основе стабилизации процесса сверления изделий из полимерных композиционных материалов
- Проектирование рациональных трубчатых стержневых конструкций из полимерных композиционных материалов с учетом конструктивно-технологических особенностей соединений
- Расчетно-экспериментальная оценка несущей способности многослойных композиционных конструкций летательных аппаратов с учетом внутренних дефектов, определенных компьютерным томографом
- Разработка методов оптимальной загрузки автоклавов производства изделий из полимерных композиционных материалов
-
- Материаловедение (по отраслям)
- Машиноведение, системы приводов и детали машин
- Системы приводов
- Трение и износ в машинах
- Роботы, мехатроника и робототехнические системы
- Автоматы в машиностроении
- Автоматизация в машиностроении
- Технология машиностроения
- Технологии и машины обработки давлением
- Сварка, родственные процессы и технологии
- Методы контроля и диагностика в машиностроении
- Машины, агрегаты и процессы (по отраслям)
- Машины и агрегаты пищевой промышленности
- Машины, агрегаты и процессы полиграфического производства
- Машины и агрегаты производства стройматериалов
- Теория механизмов и машин
- Экспериментальная механика машин
- Эргономика (по отраслям)
- Безопасность особосложных объектов (по отраслям)
- Организация производства (по отраслям)
- Стандартизация и управление качеством продукции