автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.05, диссертация на тему:Повышение точности формообразования сложных линейчатых поверхностей деталей двигателей инструментом в виде тела вращения на станках с ЧПУ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ лштлциоттнмп ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На нраиах рукописи

этсз. л»

000012

Для служебного пользования

АБРОСИМОВА Л1арина Александровна

ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ СЛОЖНЫХ ЛИНЕЙЧАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ ИНСТРУМЕНТОМ В ВИДЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Специальность: 05.07.05 — Тепловые двигатели летательных аппаратов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

УФА 1994

Работа выполнена в Уральском научно-исследовательском институте технологии и организации производства двигателей.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Мухин В. С.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

Ведущее предприятие — Научно-производственное предприятие «Мотор».

на заседании диссертационного совета К-063.17.04 в Уфимском государственном авиационном техническом университете.

Ваши отзывы, заверенные печатью, направить по адресу: 450025, Уфа-центр, ул. К- Маркса, 12 на имя ученого секретаря совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

профессор Зайцев А. Н., кандидат технических наук, доцент Саватеев В. Г.

Защита состоится

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

А. М. Смыслов

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность гены. Повышение точности формообразования поверхностей деталей двигателей на станках с ЧПУ является одним из важнейших направлений развития технологии современного двига-телестроения, обеспечивающим повышение уззоэня механизации и автоматизации производства, сокращение трудоемкости ручных слесар-но-доводочнкх работ и длительности цикла освоения технологических процессов.

• Для обеспечения газо, - гидродинамических и кинематических характеристик двигателей широко используются детали со сложными линейчатыми поверхностями: радиальна-осевые и осевые монолитные нодеса компрессоров, план-шайбы маховиков безшатунньк двигателей внутреннего сгорания, шнеки, лопасти гребных и воздушных винтов, крыльчатки центробежные насосов, торцевые кулачки и т.д. Указанные детали относятся к наиболее сложным и тру- • доемким в изготовлении в силу геометрической сложности и высокой точности поверхностей, малых размеров ыежлопаточных каналов, использования труднообрабатываемых материалов, необходимости обеспечения высокого'качества поверхностей. Доля ручных еле-сарно-довсдсчных работ, выполняемых высококвалифицированными рабочими, составляет свыие 60% трудоемкости обработки поверхностей. Существующие технологические способы повышения точности формообразования поверхостей основаны в большей степени на методе проб и ошибок, трудоемкости и недостаточно' "эффективны. В настоящее время точность поверхностей, например, пера лопаток моноколес после обработки на станках в серийном производстве составляет 0,3 * 0,8 мм при заданной в чертеже 0.1 * 0,3 мм.

Задача разработки эффективных способов повышения точности формообразования сложных линейчатых поверхностей деталей двига-

телей на станках с ЧПУ является ооставной Частью отраслевой комплексной программы автоматизации производства,

Цель_£а5от.^: Изыскание и освоение технологических способов повышения точности, формообразования сложных линейчатых поверхностей деталей двигателей инструментом в виде тела вращения на основе количественной оценки пространственных размерных связей технологических схем формообразования, обеспечивающих'сокращение трудоемкости ручных слесарнс-догодечиых работ, повышение уровня механизации и автоматизации Производства, сокращение длительности цикла освоения технологических процессов.

Научная новизна. Предложен козий подход к анализу формообразования сложных линейчатых-поверхностей деталей двигателей,основанный на представлении, технологических схем формообразования в виде векторных пространственных размерных цепей, составляющими звеньями которых являются размер, и форма инструмента, параме-.-тры установки его относительно детали и параметры взаимосвязанных относительных формообразующих перемещений-детали и инструмента как функции количества и структура перемещений, а замыкающим - погрешности формообразования, обеспечивающий возможность прогнозирования и управления точностью формообразования при проектировании технологических процессов. P-азработаны эффективные технологические способы повышения точности формообразования сложных линейчатых поверхностей на основе задания пространственной ■ траектории перемещения инструмента с учетом выбора его формы,установления последовательности формообразующих перемещений и закрепления их осей и центров,.оригинальность которых подтверждена а.с.1769458 кл В 23 с 3/18 и а.с.17920о4 кл В 24 В 19/14.

.'• Доа,т,оверАррт> полученных результатов обеспечивается применением математически обоснованных методов моделирования .с лс— пользованием .теории, сплайнопм подвижного репера линейчатых по-*

. верхностей; синтеза траектории перемещения инструмента на основе метода координатных систем с деформирующими связями; применением метода Ньатсна в задаче минимизации функции двух переменных при расчете отклонения поверхностей; совпадением теоретических и экспериментальных данных.; внедрением результатов исследования в серийное производство.

Разработана технологическая схема чистовой лезвийной и абразивной обработки поверхностей, обеспечивающая единый подход к проектированию технологических про. цессов обработки слсжньх линейчатых поьерхсстей различной формы и обуславливающая достижение заданной точности за счет рационализации структуры формообразующих перемещений и способа установки инструмента относительно детали. Схема использована при разработке технического задания на проектирование пятиксор-динатного станка с ЧПУ модели 41СРС'М-4(ЮП5 для алмазного шлифования пера лопаток осевых и радиально-осевых моноколес. Разработана интенерная методика расчета пространственной траектории перемещения инструмента при периферийно-торцевой обработке сложных линейчатых поверхностей с учетом точности формообразования, обеспечивающая снижение длительности цикла освоения технологи- , ческих.процессов обработки поверхностей на станках с ЧПУ. Разработаны алгоритмы и программы автоматизированной подготовки управляющих программ для чистовой размерной обработки сопряженных сложных линейчатых поверхностей, обеспечивающие поедание точности формообразования на станках с ЧПУ и уровня механизации и автоматизации производства. Внедрение разработанных способов в серийное производство ив Ж1 "Гидравлика" (г.Уфа) гри периферийно-торцевой обработке аэродинамических поверхностей осевсго моноколеса I ступени'двигателя ТА-6А на пятикоординатном станке

с ЧЛУ модели ДФ-966 позволило.повысить точность формообразования в 4-D раз, при одновременном сокращении трудоемкости ручных слесарно-довсдочных работ на 30-40^, цикла освоения технологического процесса - на 20-30 % и повышении уровня механизации и автоматизация производства на 10-15 %.

^пррбацня .работа. Основные положения диссертации докладывались на III научно-технической конференции молодых ученых "Решение задач совершенствования технологии и оборудования" /г.Уфа, I9ö9r. отраслевом научно-техническим совещанием "Технологичность конструкций и особенности технологии малоразмерных газотурбинных двигателей /МГТД/" /г.Омск, 1990г./.

Публикации. -По теме диссертации опубликовано 4 статьи и получено Z авторских свидетельства.

Стру^уура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложений. Объем диссертаций составляет 146 страниц машинописного текста, 51 рисунок , список литературы, включающий 116 наименований, и приложение.

СОдаРйШЕ РАЬСГЫ

Во_ введении обоснована актуальность темы. •

В перврй ..главе проведен анализ конструктивно-технологических особенностей сложных линейчатых поверхностей деталей двигателей и технологических схем их формообразования инструментом 8 виде тела врацения, выполнена постановка цеди работы и задан исследования.

Конструктивно-технологические особенности сложных линейча-тьи поверхностей заключаются в задании прямолинейной образующей углами в двух взаимноперпендикулярных 'плоскостях, неразвертывае-мости поверхности на плоскость, выпукло-вогнутой пространственной

.форме, малых размерах мзжлспаАочкцс каналов, использовании труднообрабатываемых материалов, необходимости обеспечения высокого качества и точности поверхностей. Существенный вклад в разработку общих принципов построения, расчета и обеспечения точности деталей двигателей внесен трудами Б'.М. Базрова, С.С.Волосова, Ю.Д.Врагова, Ф.И.Демина, И.А.Дружинского,1 П.Ф.Дунаева, И.М.Колесова, В.В.Матвеева, В.А.Ссипова, З.Т.Портмана, Г.П.Федорченхо,

A.С.Шевелева и др.

Перспективным технологическим процессом обработки сложных линейчатых поверхностей является способ периферийного формообразования концевым инструментом в в^де тела вращения на много-координатных станках с ЧПУ. В целях обеспечения точностных показателей поверхностей 'необходило более глубокое изучение геометрических аспектов их многкоординатного формообразования на основе исследования технологических схем формообразования. Признаками систематизации схем являются: форма используемого инструмента, параметры установки его относительно поверхности детали, количество формообразующих перемещений. В настоящее время в трудах ученых М.С.Бабичева, Д.М.Балдина, В.А.Захарова, М.И.Ковалева,

B.А.Осипова,-A.B. Сандлера, Н.П.Пряхина,,П.Р.Родина, В.А.Чудова, В.Зилафа и др. определены закономерности формирования точностных-показателей поверхностей, имеющих простое аналитическое описание; исследованы способы повышения точности точечно заданных поверхностей о малым углом закрутки, разработаны способы оценки точности на основе упрощенных расчетов погрешностей формообразования.

Однако, технологические способы повшения точности формообразования сложных линейчатых поверхностей инструментом.в вида тела вращения изучены недос?аточно: ,

- отсутствует количественная оценка погрешностей формооб-

разования погерхностей при проектировании технологических процессов обработки;

- не исследовано влияние на точностные показатели поверхностей параметров технологических схем формообразования;

- теоретически и экспериментально не обоснован выбор параметров схем формообразования;

.- существующие методические материалы не позволяют разработать эффективные технологические способа повышения точности формообразования сложных линейчатых поверхностей инструментом в виде тела вращения.

На основе анализа состояния вопроса определена следующие ' основные задачи исследования:

I. Выявление особенностей формирования'геометрических харак* теристик сложньх линейчатых поверхностей при их многокоординатном формообразовании.инструментом в виде тела вращения.

Z. Алгоритмизация задач анализа,технологических схем формообразования сложных линейчатых поверхностей,

3. Исследование влияния параметров технологических схем формообразования на точностные показатели поверхностей.

4. Разработка и освоение эффективных технологических способов поЕыиения точности формообразования сложных линейчатых по-вёрхностей инструментом в виде тела вращения.

_Во.....второй _глав.е. представлены результаты теоретического исследования технологических схем формообразования сложных линейчатых поверхностей деталей двигателей инструментом в виде тела вращения. Технологическая схема формообразования определяет сбязь между поверхность» детали и инструментом и регламентирует ее своими параметрам^: размером и формой инструмента, параметрами установки инструмента относительно детали и параметрами формообра-

зуюцих перемещений - функции количества и структуры перемещений.

Формирование геометрических характеристик поверхностей при формообразовании их инструментом в виде тела вращения происходит в соответствии с законами построения огибающей семейства инструментальных поверхностей и включает: моделирование поверхностей детали и инструмента, расчет параметров установки инструмента относительно детали, синтез1 траектории перемещения инструмента на основе координатных формообразующих зэаимоотносительных перемещений детали и инструмента, расчет линии контакта и поверхностей формообразования. Многовариантность технологических схем обуславливает построение ряда поверхностей формообразования.

Ы деталях двигателей слокные линейчатые поверхности являются сопряженными с прилегающими (вспомогательными) поверхностями. ¡Модель сопряженных сложных линейчатых поверхностей представлена в виде l^ulr).^i-vJV(u)frv^), С1)

где 1/,\г - текущие параметры поверхностей по направляющей и образующим; - сплайн-функции в форме Фергюсона,

аппроксимирующие' точечно заданные направляющие по корню и пери' ферии.- . описывающая корневую направляющую, определена из решения задачи сопряжения поверхности с прилегающей поверх- . ностью, являющейся,.как правило, поверхностью вращения.

Онлайновая аппроксимация поверхностей обеспечивает единый подход к моделированию сложных мнэйчатых поверхностей как внпух-. лых (вогнутых), так и выпукло-вогнутых.

Поверхность инструмента представлена поверхностью комплексного концевого инструмента, включающей широкий набор типоразмеров, и описана параметрическими уравнениями:

+ конуса '.сг>

Я * 1$г - для инструмента в виде цилиндра

• ^ е 1гг/£М>:- аналогично; ёЫ)\~§" круговые векторные.функции;

- текущие параметры поверхностей! - тройка базисных

векторов инструментальной поверхности,

Связи пространственного взаимодействия детали и инструмента задаются координатами расчетной точки сси инструмента и ориентацией вектора сси инструмента И(у) , описывающими параметры дискретной установки инструмента относительно детали. Положение расчетной точки оси инструмента определяется в направлении нормали к поверхности в точках корневой кривой на расстоянии радиуса торцевого сечения инструмента Кг : ■гр(и)*геМ + ИгЪЩ, ( з ) где п°(Ч) ~ вектор нормали 'к кривой * Основой выбора ориентации оси инструмента является предпочтительная аппроксимация прямолинейных образующих или предпочтительная аппроксимация направляющих кривьгх, В первом случае обеспечивается параллельность в каждый момент времени прямолинейных образующих поверхностей детали и инструмента. Ео втором - касание пеъ*/.ферийной поверхностью инструмента направляющих кривых Х'МЛ'Ь*) сложной линейчатой поверхности:

! 4 ) •

где ^(уЬ'Чт

Кг^Тй^Щц!] ц<(к<) - -¿¿(Щ) ■

Синтез траектории перемещения инструмента На основе координатных взаимоотносительньх формообразующих перемещений детали и инструмента производится с учётом структуры перемещений, задающей их последовательность и взаимное положение осей и центров угловых перемещений с использованием метода координатных систем с дефор-мир.ушими связями:

где В4 - вектор-столбец вида

, определяющий

положение расчетной точки оси инструмента в базисе инструмента-

определяю-

льной поверхности, - вектор-столбец вида

щий ориентацию оси инструмента в базисе инструментальной поверхности, "П _ матрица 4 х 4 вида

Т:

'ей £,геп X]

би У

е3( е« е3г 2

.00 О 1

( б )

Первые три столбца Т; представляют матрицу направляющих косинусов базисных вечторов инструуентальной П'м-зрхности при перемещении инструмента в систоле координат поверхности детали, четвертая столбец определяет положение начала ба?иса инструментальной поверхности. При наличии пле«а угловых перемешений матрица Т[ усложняется до Т>К , задающей перемещение центра углового перемещения объекта в начало его системы координат и обратно.

Т£ , ( 7 )

где То,Т| - матрицы 4 х 4 вида Т0 = ] •д I

[ООО 1 О О оц_

где I - единичная матрАча 3 х 3, ^ - вектор-столбец размерности -3, определяющий положение центра углового перемещения объекта в его системе координат. Порядок умножения матриц "П. , задаваемый структурой,формообразующих перемещений, определяет вид расчетных формул формообразующих перемещений в виде функций:

х * И^С*)>н(и),Ю'> 2 = (б) А -1(т);

Условиями рационализации структуры является установление последовательности перемещений и задание параметров положения

их осей и центров, уменьшающих зависимость траектории перемещения инструмента у>,М 0т отклонений координатных формообразующих перемещений: АХ} & У, Д Д А, А 6 .

Характеристикой пространственного взаимодействия поверхностей детали и инструмента является след, оставляемый инструментом на заготовке. На основе теории подвижного репера линейчатой поверхности получен« уравнения'линии контракта и поверхностей формообразования. В' баяисс инструментальной поверхности линии контакта описываются: ,

О* ; •

где

А,В,С - инварианты линейчатой поверхности, описываемой осью инструмента при пepevelдeнии его относительно детали.

Модель поверхности формообразования имеет вид

где ВМ^ЁМ^рМ) - тр°йка базисных векторов инструментальной ' поверхности в системе координат детали:

е (иЩ ~ 1(Й(и(1)));

3 ~ параметр сферической индикатриссы линейчатой поверхности,- описываемой осью инструмента при его перемещении.

Погрешности формообразующих перемещений л/,¿У, А%,йА,АЬ и размерных характеристик искажают траекторию перемещения

инструмента и формируют поверхность формообразования с отк-

лонениями от.исходной огибашей поверхности Т(и(^),к) • Отклонения поверхностей формообразования от заданных чертежом сложных ли-

нейчатых поверхностей определяют псгрепкости формсобразсв&чия Л и рассчитываются в направлении нормали к последним в заданных точках:

щ С 12 )

при .. л^/.г)] -О.

~ I ^ «\

При I Й) истодаиком формирования погреш-

ностей формообразования является погрешности сложных линейчатых

л.

поверхностей инструментальными поверхностями; при г.(и{1), Ь) а

- отклонения формообразующих перемещений, синтезирующие траекторию перемещения инструмента относительно детали; ■при - отклонения размерных характеристик

инструмента,

Установленные расчэтно-аналитические зависимости между геометрическими характеристиками исходных поверхностей и поверхностей формообразования на основе математического описания парамет-■ ров технологических схем определяют пространственные векторные размерные цепи схем формообразования:

Координаты точек исходных поверхностей

•Погрешности положения точек исходных поверх}-ностей (погрешности формообразования)

Размерные характеристики технологических схем формообразования

размер и форма инструмента параметры установки инструмента относительно детали параметры формообразующих перемещений

Координаты точек поверхностей формообразования

Функциональная взаимосвязь между точностными показателями

поверхностей и параметрами технологических схем формообразования на основе представления схем б виде пространственной размерной цепи, составляющими звеньями которой являются параметры едем, а замыкающим - погрешности формообразования, обеспечивает прогнозирование и управление точности формообразования сложных линейчатых поверхностей при проектировании технологических процессов.

Н.трет;>9й_главе изложены результаты экспериментального исследования зависимости точностных показателей поверхностей от параметров технологических схем формообразования!

- размера и формы инструмента: Д - / (£г, У*) и изменения ¡к вследствие износа: А - }(Йг*А/?г,Чк*й'?*) 5

- параметров установки инструмента относительно поверхнос-

л л

ти детали: ¿»^(гр, и) ;

- параметров формообразующих перемещений как функции количества перемещений а *}(Кп) и их структуры: А*

Л'И*,У* аГ,!,А,Ь), + &),

А* ^(с!) , А - последовательность линейных и угловых перемещений^.

Исследование проводилось на примере- формообразования поверхности спинки лопатки осевого (высота лопатки на входе 63,5 мм, выходе - 22.9 мм, угол закрутки ' с 0.2° на.1 мм длины прямоли-■ нейней образующей, разброс' угловых положений прямолинейных образующих в торцевой плоскости 23°, в осевой - 0°) и радиально-осевого (высота лопатки на входе 57,6 мм, выходе 15.8 мм угол закрутки * 0.4 разброс угловых положений прямолинейных образующих в торцевой плоскости 36°, осевой - 90°) моноколес двигателей ТА-6А и ПУ.

Лоле допуска по чертежу деталей составляет - 0,1+ 0.3 мм, отклонение образующей от прямолинейности не более 0,15 мм на 1/2 длины образующей. В качестве инструмента использовался концевой

Конический, конусности 3°, и цилиндрический инструменты с тор-це.л в виде сферы радиуса 2 мм.

Установлено, что наибольшее влияние на точность формообразования оказывают погрешности, сваленные с количеством '.1 структурой формообразующих перемещений ( 60%). Удельный вес г.огреснос-тей аппроксимации слоиных линейчатых поверхностей инструментальными поверхностями составляет 30 Доля погрешностей разуерных характеристик инструмента - около 107?.

Выявлено, что формообразование путем двух угловых перемещений, выполняемых в начале и конце последовательности перемещений, и 3-х лииейных-мекду ниш, обеспечивает многократное (в Ь-8 раз) снижение погрешностей формообразования. Докюано, что увеличение размера плеча угловых формообразующих перемещений отрицательно влияет на точность формообразующих перемещений; закрепление осей и центров детали и инструмента за их расчетный! точками (началом система координат), обеспечивает существенное повышение точности формообразования.

Установлено, что наибольшее влияние на точность формообразования окапывают угловые перемещения: отклонения угловых перемещений в*0.0б° снижает точность формообразования в 4-5 раз.

Показано, что исключение из последовательности формообразующих перемещений углового перемещения, отслеживающего пространственную ориентацию прямолинейной образующей в одной из Плоскостей (4 координатное формообразование)., обуславливает увеличеже погрешностей формообразования в 5-7 раз с преимущественным формированием за пределами отрицательного поля допуска.

Установлено, что способ установки инструмента относительно детали на основе точной аппроксимации двух направляющих поверхности за счет их касания песифсриеЯ инструмента обеспечивает спите-

ние погрешностей формообразования в 4-7 рас в зависимости от конструктивам характеристик поверхностей, Показано, что существенное влияние на точность формообразования оказывает длина прямолинейной образующей: погрешность формообразования поверхностей с большей длиной прямолинейной образующей имеет большее поле рассеяния (преимущественно подрезы поверхностей).

Ьвдвлено, что повышение г.есткости инструмента за счет его конусности сопровоудаетея снижением точности формообразования.Формирование погрешностей формообразования происходит преимущественно в области поверхности, обрабатываемой периферией инструмента большего радиуса.

Установлена зашсимост-ь погрешностей формообразования от отклонений размерных характеристик инструмента. Показано, что превышение Ь?1-го радиального износа инструмента 6,0 мм, =3°) ведет к резкому увеличению погрешностей формообразования (свыше 0,2+ 0,3 ум) и обуславливает необходимость задания новых откоррек- • тированных формообразующих траекторий.•

Четвертая глава посвящена разработке технологических способов повышения точности формообразования сложных линейчатых поверхностей и внедрению результатов исследований в промышленное™.

Предложена технлогическая схема чистовой (лезвийной и абразивно^ размерной обработки поверхностен ионическим инструментом со сферическим торцем путем пяти формообразующих перемещений, два из которых, угловых, совершают деталь и инструмент, в начале и конце последовательности формообразующих перемещений.

При-'атом для обеспечения единого подхода к проектированию технологических процессов обработки поверхностей, имеющих задание прямолинейных образующих в двух взаимно перпендикулярных плос-

костях с разбросом угловых положений до предусмотрено расширение технологических возмо:«ностей схемы за счет расположения оси детали под углом 45° к оси отсчета угловых перемещений инструмента. Аппроксимация поверхностей инструментальными поверхностями достигается установкой инструмента путем касания его периферией 2-х направляющих поверхности детали по периферии и корню, а сферической - прилегающей поверхности. Получены уравнения формообразующих перемещений. Сригинальносгь предложенной схемы подтверждена а.о. 1792054. Схема использована При разработке технического задания на проектирование пятикоординатнего специализированного станка с ЧПУ модели 4!ХРС.М-40ОП5 для алмазного шлифования пера ло.паток осевых радиально-осевых монсколео.

Разработана инженерная методика расчёта пространственных -траекторий перемещения инструмента при периферийно-торцевой обработке сложных линейчатых поверхностей с учетом точности формообразования,- основанная на анализе вписываемости поверхностей формообразования в объемное поле допуска з условиях вариантности схем формообразования и задании порядка принятия решений по выбору значения параметров схем. Способ повышения точности формообразования на основе выбора параметров инструмента и установки его относительно детали защищен а.с. 1769458.

Алгоритмы и программы автоматизированной подготовки управляющих программ чистовой размерной обработки сопряженных сложных линейчатых поверхностей обеспечивают решение аадач, связанных с формализацией исходных данных, корректировкой их на основе анализа гладкости поверхностей, моделированием поверхностей с использованием сплайн-функции, проектированием траектории перемещения инструмента с учетом точности формообразования, формированием массива формообразующих перемещений рабочих органов станка при'

условии обеспечения монотонности линейных перемещений за счет шбора констант угловых перемещений, формированием и кодирова-ни ом управляющей информации.

Освоение разработанных способов повыиения точно,сти формообразования проводилось шЭйЛ "Гидравлика" при обработке аэродинамических поверхностей осевых моноколес I ступени компрессора двигателя ГА-6Л на пятякоординатном станке с ЧЛУ модели ДФ-966.

Внедрение способов в серийное производство позволило повысить точность формообразования с 0.5 мм до 0.1 мм по.корыту 0.15 мм по спинке пера лопатки. Снижение трудоемкости ручных слесарно--доводочных работ составило 30-40& при одновременном сокращении длительности цикла освоения технологического процесса на 20-30^ и псвшения уровня механизации и автоматизации производства на Ю-Ы. _ # , '

(¿емшив-выши .

I. Предложен новый подход к анализу формообразования сложных линейчатых лглорхностей деталей двигателей инструментом в виде тела вращения, основанный на представлении .технологических схем формообразования в виде пространственных векторных размерных цепей, составляющими звеньями которых являются 'размер и форма инструмента, параметры установки инструмента относительно детали, параметры формообразующих перемещений как функции количества к последовательности перемещений, а также расположения их осей и центров, а замыкающим звеном - погрешности'формообразования, создайщий условия прогнозирования и управления точностью формообразования поверхностей на многокоординатных станках с ЧЛУ при проектировании технологических процессов.

¡¿. Разработана математическая модель анализа технологичес-

ких схем; основанная на расчете погрешностей формообразования и устанавливающая источники их формирования: погрешности аппроксимации поверхностей инструментальными поверхностями, отклонении формообразующих перемещений детали и инструмента, изменения размерных характеристик инструмента. Ьыявлен приоритет влияния параметров формообразующих деталей и инструмента. Определены условия рационализации структуры перенесений на основе задания последовательности перемещений и положения их осей и центров.

3. Установлено, что наиболее существенное влияние на точность оназьшают угловые формообразующие перемещения: отклонения в*0.0&° обуславливают 4-а кратное увеличение погрешностей форма-образования. Показано, что структура перемещений, устанавливающая их последовательность: угловые - в начале и конце, линейчатые - между ниш, и закрепление осей и центров угловых перемещений за расчетными точками объектов обеспечивает повышение точности -формообразования поверхностей за счет сокращения в Ь-8 раз суммарной погрешности координатных формообразудщих перемещений. 'В условиях использования схем с иной структурой перемещений возможно повышение точности за счет сокращения реверсов линейных перемещений путем выбора констант'угловых перемещений. Установлено, что повышение точности возможно при использовании пятикоординат-ных схем формообразования и достигается путем выбора способа установки инструмента относительно детали. Задание установки инструмента на основе касания его периферией 2-х направляющих поверхности детали обеспечивает уменьшение погрешностей формообразования в 4-7 раз аа счет сокращения погрешностей аппроксимации.

Показано, что периферийно-торцевое формообразование поверхностей с заданной точностью возможно при радиальном износе инструмента на более Щ>.

т ^

'1. ;!а основе пропеденных теоретических и- экспериментальных исследований разработаны:

- технологическая схема чистовой (лезвийной, и абразивной) размерно/, обработки, обеспечивающая единый подход к проектированию технологических процессов обработки сложных линейчатых поверхностей различной пространственной формы, достижение требуемой точности за счет рационализации структуры £ зпмообразущих' перемещений к способа установки инструмента относительно детали. Схима испольаонана при разработке технического задания на проектирование плтикоординатного специализированного станка с ЧЛУ модели 4^СР(Ь-400Пэ для алмазного шлифования аэродинамических поверхностей осозых и радиально-оссвых моноколес^

■- инженерная методика расчета пространственной траектории перемещения инструменте при периферийно-торцэвой обработке сложных линейчатых поверхностей с учетом точности формообразования, обеспечивающая существенное повышение точности и сокращение длительности цикла освоения технологических процессов;

- алгоритмы и программы автоматизированной подготовки управляющих программ для чистовой размерной обработки сопряженных сложных линейчатых поверхностей с Использованием ПЭШ, обеспечивающие точность формообразования поверхностей, повышение уровня механизации и автоматизации производства,

Оспоение разработанных способов проводилось на УАП "Гидравлика" при периферийно-торцевой обработке аэродинамических поверхностей осевого моноколеса I ступени компрессора двигателя ТА-6А на пятикоординатном станке с Ч11У модели ДО-Убб, Внедрение разработанных способов в серийное производство позволило повысить точность формообразования в 4-5 раз и сократить трудоемкость ручных слссарно-доводочных работ на 30-40$ длительность цикла освоения

технологического процесса на 20-3Q& и повысить уровень механизации и автоматизации производства на 10-15$.

Основное содержание диссертации положено п следующих работах: "

1. Абросимова ¡И,А., Валеева P.C., Расчет погрешности аппроксимации при формообразований поверхностей'пера лопаток цилиндрическим и коническим инструментом. - Тезисы докладов Ш научно-технической конференции молодых ученых "Рушение задач совершенствования технологии и оборудования". - Уфа, 1989, с.23-26.

2. Абросимова Ü.A, Формообразование.винтовых аубьев концевых фрез инструментом в виде тела вращения. - Тезисы докладов отраслевого научно-технического совещания "Технологичность конструкций и особенности технологии производства малоразмерных газотурбинных двигателей'! /ЛГГД/". - Омск, 1990, - с.35-36. \

3. Абросимова Л.А, "Повышенна точности формообразования сложных линейчатых поверхностей'! * Ш 6022-91. НИИД - 22с.

4. Зубов В.П.,Абросимова lt.А.,Степанов Н.И. Расчет геометрии кон-

■ цевого инструмента для обработки аэродинамических йоверхностей ло-'патон моноколес. - Авиационная промышленность. - 1992. - № II.-с.9. ' '

5. Зубов В.П.,Абросимова Ы.А. Способ обработки сложных линейчатых поверхностей. А.С,' № 1769458, 1992*

6. Зубов В.П., Пряхин Н.П.i Степанов Н.И., Абросимова М.А. Способ чистовой размерной обработки сложных линейчатых поверхностей А,С. 1792054, 1992.

л