автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Разработка и исследование метода удаления ликвидов проволочными инструментами с деталей типа корпусов и плит в условиях автоматизированного производства

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. II. Э. БАУМАНА

МЕДВЕДЕВ Дмитрий Анатольевич

Разработка и исследование метода удаления ликвидов проволочными инструментами с деталей типа корпусов и плит в условиях автоматизированного производства

Специальность 05.02.08—Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ ДИСССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

На правах рукописи

Москва—1994

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете им. Н. 3. Баумана.

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущее предприятие

кандидат технических наук, доцент Соловьев А. И. доктор технических наук, профессор, академик PAT Таратинов О. В. кандидат технических наук, нач. отдела НИ AT Шеметоа М. Г. АО «Красный яролетарий*

¿ащита диссертации состоится «

£6 О-/

1995 года

на заседании диссертационного Совета К 053.15.15. в Московском государственном техническом университете им. Н. Э. Баумана по адресу: 107005, Лшскаа, 2-я Бауманская ул., д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ иыени Н. Э. Баумана.

Ваш отзыв на автореферат б одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять по указанному адресу.

Телефон для справок: 267-09-63.

Автореферат разослан

J2.3 >

1994 года.

Ученый секретарь совета кандидат технических наук, доцент

Мещеряков Р. К.

!

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Решение задач повышения производительности труда, снижения металлоемкости машин при одновременном повышении их надежности и долговечности в значительной степени зависит от совершенства технологических процессов, внедрения высокоэффективных методоЕ обработки материалов, уровня автоматизации производства.

Большая часть переходов по изготовлению деталей сопровождается образованием ликнидов. Под ликвидами понимаются различного рода дефекты, образующиеся на поверхностях деталей и на кромках (наплывы литья, пригары, ржавчина, заусенцы и т.п.). При механической обработке ликвидами являются заусенцы и сколы, образующиеся на кромках детали. Пэкимо окончательного (перед сборкой) существует необходимость снятия ликэидов в процессе механической обработки медду ус талонами.

После механической обработки операции удаления ликвидов подвергается 80-90 7* деталей. Причем данный процесс достаточно трудоемок. Доля трудоемкости удаления ликвидов в общих затратах на изготовление продукции составляет для деталей типа корпусов и плит до 25% и имеет тенденцию к возрастанию. Несмотря на это операции снятия ликвидов автоматизированы только на 10-15 7., механизированы на 30-40 На большинстве предприятий удаление ликеидов с кромок деталей осуществляется вручную напильником, шабером, шдифмашинкой и т. п. Хотя большинство процессов механической обработки автоматизированы, проблема автоматизации удаления ликвидов не решена и является узким местом для автоматизированного производства.

Наиболее перспективным с данной точки зрения является метод снятия ликвидов с использованием проволочных инструментов (ПИ). Данный метод обладает рядом преимуществ перед известными способами отделочно-зачистной обработки, характеризуется высокими эффективностью рекутдего и упрочняющего действия, избирательностью процесса. Предлагаемый метод, что особенно ваяно, совместим с переходами механической обработки деталей, легко встраивается в уже существующий технологический процесс, не разрывая его, не требуя специального оборудования, используя возможности имеющегося автоматизированного механообрабатывакцего оборудования.

Дель работы. Повышение производительности при обеспечении качества зачистки на основе исследования процесса иглолезвий-ной обработки, разработки рекомендаций к технологии эксплуатации и создания новых конструкций проволочных инструментов.

Методы исследований. Применялись теоретический и зкспери-шнтальный ыетоды. Теоретический метод включал математическое .моделирование операции удаления ликвидоз проволочными инстру-мекраш с -.использованием положений теории склерометрии и сопротивления материалов. Экспериментальный метод предусматривал исследование операции удаления ликвидоз, позволяющее определить влияние региыов обработки на протекание процесса зачистки крбмгй: детали, .-проведение..и анализ теоретических и экспериментам их исследований осуществлялись с использованием методов штештической статкстюи, ' планирования и обработки экспериментальных, данных на IBM PC.

' Научная новизна. 'На -основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований установлены закономерности процесса. удагэшш дпквидог прэголючньйя инструмента^!, .состоящие в зависимостях -цэвцу глубиной снншемого при еачкстке слоя ыа- ■ ■ териала, .числом рядов зачкстных эдзшнтсв, проеедаих через обрабатываемую кроыку детали п режимами обработки.

С использованием данных закономерностей разработана математическая иодель операции снятия ликшдов проволочными инструментами, методика проектирования операции зачистки кромок деталей типа, корпусов и г,ллт.

. Практическая ценность и реализация результатов работы.

Разработаны-требования технологичности, связанные с применением проволочных.инструментов в автоматизированном производстве, которые включают обще требования к заготовка и дета-.ли, к конструкциям проволочного инструмента и, приспособлений для закрепления заготовок.

Разработаны рекомендации по выбору схеы удаления диквидов проволочными инструментами. Проведены производственные исследования разработанных методика и рекомендаций на МОПО "Красный Пролетарий".

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Всесоюзном научно-техническом семянаре "Механизация финитно-зачястных и отделочных работ в машиностроении" (г. Бел-

город. 1991), на сеыиваре-презенташга '* Автоматизированное интегрированное производство будущзго'Чг. Иосага, 1В91), яаюн-курсе молодых талантов МГТУ им. II Э. Баумана "Эврика" (г. Москва, 1991)где работа была удостоена третьей прешш.

Публикации. По теме диссертации опублглязвана 6 печатных работ. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения , 4 глав, заключения и основных выборов, излоявиа на 192 страницах, в том числе содержит 109 • страниц машинописного текста,' 54 рисунка, 9 таблиц, список литературы из 72 наименований и 4 приложений на 23 страница*.

СОДЕРЗАНИК РАБОТЫ

Во введение обоснована актуальность работы, дана характеристика ее налраг.еннссти и новизны.

1 первой главе содерзштса анализ лягературннх данных о современном соетояют! отделочно-зачкстной обработки (030) по удаленна ¿зягвкдсз с крокок деталей тага корпусов и плит..

Установлено, что для деталей га тпструкщювпш сталей ликвидайн в основном является заусенцы; при обработка деталей иэ чугуна в Качества ликвиден следует рассматривать не только обраэуюамеся при леввийноЯ обработке заусенцы, но и сколы величиной до 0,5 ¡дм, появлпшйеся, главным образом, на черновых переходах лезвийной обработки.

Ячество зачистки характеризуется полны;! удаленней янкви-дов ( отсутствие ликпидов на ¡фо>.аг ), что обеспечивается при получении после зачистки фаски, размер катета от второй превышает размер корня ликзида Ь (ишрину е я высоту с скола) на 0,5-е^. Данный размер должен быть стабилен по длине кромка. Кроме того, важным при снятии яиквида с кромки детали является отсутствие воздействия на прилегая*®» поверхности. В&сбходиыс такке обеспечить требования ГОСТа на фаски (предельные отклонения на свободные размеры фасок, шероховатость поверхности фасок и т. д.).

При выборе метода удаления ляквядов анализировались - различные способы группового, индивидуального и непрерывного удаления ликзидов. Рассмотренные способы не получили шрокого распространения в автоматизированном производстве из-за несоответствия их повышенным требованиям к гибкости, универсаль-

ности и безлкщности технологии.

Применение механической обработки при зачистке с использованием металлорежущих инструментов (фрез, шлифовальных кругов) малоэффективно» так как при использовании дисковых или торцовых фрез для удаления ликвидов на кромках детали происходит образование вторичных ликвидов, а при работе шлифовальным кругом по кромке сам круг, имеющий малую стойкость к точечной нагрузке, подвергается значительному износу.

В результате проведенного анализа из многообразия методов 030 выбран метод обработки проволочным инструментом. Осуществляемое данным методом снятие ликвидов характеризуется высокой производительностью, качеством и надежностью.

В настоящее время в литературе достаточно подробно рассмотрены вопросы, связанные с теоретическим обоснованием различных применений ПИ. Наиболее полно это направление представлено трудами Серебреяицкого Г1IL , Панаева Д. Д., Проскурякова ¡Ü Г., Бабичева LÍL , Валыцикова Ю. Е ' Космачена И. Г. и др. Большой вклад в развитие метода внесли работы Салуквадзе В. С., Одинцова JL Г., Кулакова ЕМ., Роспасиенко Б.И. и др. и георе-тико-экспериментальные исследования Ершова Е С., Кургувова Ю. И. , Гавриленко И. Г. , 2!орова КХ С., Толстикова В. И., Моргулиса А. М., Рудельсона JL Ы. , Завацкого Е Л. , Лошкарева Е М., Пере-' пички Е. Е , Абугова A. JL и др.

-Большинство.теоретических и экспериментальных исследований в данной области посвящено силовым параметрам зачистки поверхности детали от окалины, загрязнений, пригаров и т.д.

Процесс иглолеэвийной обработки (ИО) кромок деталей и соответствующих ему технологических параметров изучен недостаточно. .Узкая номенклатура и непригодность централизованно выпускаемых отечественными предприятиями моделей проволочных инструментов для оснащения автоматизированного металлорежущего оборудования, а также специфика проблемы удаления ликвидов на кромках и отсутствие информации о производственном и экспериментальном опыте эксплуатации ПИ на операциях удаления ликвидов, образующихся на деталях типа корпусов и плит в условиях автоматизированного производства, сгавиг ряд задач, которые необходимо решить для достижения поставленной в работе цели:

- разработать теоретические основы расчета силовых параметров процесса зачистки, глубины снимаемого слоя и шероховатости поверхности фаски после удаления ликвидов методом Ш;

- теоретически и экспериментально исследовать закономерности автоматизированной операции зачистки и сформулировать рекомендации по выбору схем осуществления технологического процесса и схем обработки в зависимости от требуемого качества изделия и производительности обработки;

- сформулировать рекомендации по выбору, расчету и технологии эксплуатации проволочных инструментов на автоматизированных операциях по удалению ликвидов;

- разработать методику проектирования технологической операции автоматизированного удаления ликвидов с деталей типа корпусов и плит;

- разработать технологические рекомендации к операции зачистки и конструкции проволочных инструментов для использования в условиях автоматизированного производства;

- провести производственные испытания разработанных методики и конструкций проволочных инструментов на многоцелевых станках.

Во второй главе рассмотрен процесс воздействия ПИ на кромку детали.

Во всех работах, посвященных вопросу ИО, данный процесс рассматривается как воздействие на обрабатываемую поверхность большого числа релущих элементов (ворсин, игл и т. п.). Но отсутствует анализ того, как влияет количество данных режущих элементов, прошедших через обрабатываемую поверхность, на величину снимаемого слоя. Поэтому при исследовании, кроме известных параметров ИО (натяг 1 , подача з„ин, частота вращения п )■ необходимо учесть и количество рядов реиущих элементов п „од, прошедших через обрабатываемую поверхность.

Так как при ИО происходит последовательное снятие металла !. слой ва слоем), то очевидно, что в процессе зачистки происходит постепенное уменьшение натяга 1 , а это, в свою очередь, приводит к постепенному уменьшению усилия зачистки, а .следовательно, к снижению глубины снимаемого слоя Данную закономерность, свойственную ИО,' необходимо учитывать при исследовании процесса и проектировании его математической модели. При

разработке данной модели необходимым этапом является определение силовых параметров операции зачистки.

Рабочей частью проволочного инструмента является ворс, представляющий собой набор проволочек одинаковой длины, жестко закрепленных с одного конца Обработка поверхности происходит в результате контакта свободных незакрепленных концов ворсин с поверхностью при определенных величинах натяга 1 .

Действующая на единичную ворсину сила зачистки Р вызывает ее изгиб и образование полукруглой реяущэй кромки с передним углом £ и соогветсгвующ-ш задним углом о< . Таким образом, ворсина представляет собой микрорезец с режущей кромкой, расположенной на податливой стержне. Сала зачистки Р уравноведавается силой упругости Р" изогнутого стержня. Следовательно, задача, 'по определению силы зачистки Р при воздействии аачистного элемента, на обрабатываемую поверхность сводится к определению силы упругости Р' сильно изогнутого стержня.

Линейная теория упругого изгиба стержней базируется на предположении о малости перемещений по сравнению с длиной стержй. • В данном случае перемещения при изг.ибе становятся соизмеримы}.® с длиной самого стерлня. Здесь наблвдается существенно нелинейная зависимость больших перемещений от внешней силы, хотя деформации стержней остаются малыш и материал работает. в. пределах упругости. В связи с этим целый ряд важных особенностей поведения и возможных форм упругой линии при изгибе с большими; перемещениями не может быть изучен с помощью линейной теории изгиба - Поэтому, воспользуемся точным уравнением упругого ".равновесия при плоском изгибе стержня в виде: ¿IV М изг

-- -- . (1)

¿Б II

где V - угол наклона касательной в текущей точке упругой линии ,стержня;1 б - длина дуги упругой линии, отсчитанная от некоторой точки, принятой за начало; М кзг - внутренний изгибающий момент в данном сечении стержня; Н - жесткость стержня при изгибе. _

Преобразуя данное дифференциальное уравнение к удобному виду решаем с использованием эллиптических интегралов 1-го и 2-го рода в лежандровой форме. Получаем необходимые зависимости, пользуясь которыми можно при заданных параметрах процесса

обработки проволочным инструментом: величина натяга i, диаметр зачистного элемента d, величина вылета ворса L - определить силу зачистки Р для единичного зачистного элемента, углы (с* , «у ) при ИО.

Силовые и геометрические параметры процесса обработки ' проволочным инструментом являются основными величинами, необходимыми для определения глубины снимаемого слоя t при иглоф-р&зеровании.

В процессе ИО происходит кассовое царапание поверхностного слоя металла аачистными элементами, поэтому изучение работы отдельного зачистного элемента сводится к изучению механизма процесса царапания металла. Граничный слой поверхности после игдофрезерования состоит из множества мэльчайшх царапин, расположенных почти параллельно. Глубина канавки ак при царапании наиболее часто находится в пределах от долей мшфометра до десятков микрометров.

Царапание обычно рассматривается как процесс, сопровождавшийся снятием стружи, и царапающий элемент считается абсолютно острым. В действительности царапающий элемент имеет округленную вершину радиуса г5 наличие которой предает царапающему элементу необходимую прочность, о б е с пз чивакгцуп но а мак-кость развития значительных пластических деформаций при снятии весьма тонких стружек. Опыт показывает, что при царапании снятие стружи возможно при средних отрицательных передних углах не выше 45е - БО", чему соответствует соотношение а /г в пределах 0,5... 0,6.

Используя выражение Мае лова Е. II можно определить площадь слоя, срезаемого единичным зачиетным элементом:

Р2• Sin01 ( 1 ) • COS(Ü +в) -(JU+/4' ) • Sin(Í +6) ] f --:-. (2)

6б-(ссзХ i-ju- siní)

где Pz- составляющая силы зачистки,ju - коэффициент трения,^ коэффициент внутреннего-трения, ó s - напряжение срезания, в- -угол среза

С другой стороны, площадь царапины f можно определить исходя из формы зачистного элемента. В сечении, перпендикулярном

шюскости движения и проходящем черев крои-су иглы, срезаешй слой имеет наибольшую площадь, а его форма - это эллипсннй сегмент:

d2 f 0,5 d sin*-t N

S ----егссоз

-(0,5'd-sinJf-t)-

4 ^ 0,5-d sinS ;

(0,5-d-sinr-t)

•0,5-d / i - 4---- . (3)

d2- sin*

"В данном уравнении неизвестным параметром является глубина слоя t , срезаемого единичным эачистнш элементом. Бо так как S ■= f, то можно составить следующее выражение:

S (t) - f - О (4)

Полученное уравнение является трансцендентным, найти его алгебраическое решение не предстазлг.этся возможным. Поэтому пришлось прибегнуть к численным методам решения уравнения вида F(X) - ■ 0. В данном случае был использован метод хорд -состоящий в интерполяции по значениям функции с противоползшыми знаками. Решая уравнение (4) предлоивннш методом определяем глубину слоя t, срезаемого единичным зачистным элементом (единичная глубина снимаемого слоя). Для определения суммарной глубины снимаемого слоя t cjM при зачистке необходимо знать общее число рядов проволочных элементов прка, воздействующих на обрабатываемую поверхность,, которое зависит от параметров проволочного пакета, скорости зачистки V (частоты вращения проволочного инструмента п), подачи s мин и плотности проволочного пакета

4кп-В-соз$-D

пмд = -. (5)

•Su»«

где D - диаметр проволочного инструмента; п - частота вращения проволочного инструмента; В - ширина проволочного пакета: 5МИН- подача.

По предложенному алгоритму разработана программа, реализованная на IBM PC. Используя данную модель получаем теоретические зависимости суммарной глубины снимаемого слоя teум от

числа рядов зачистных элементов пРад, прошедшк через обрабатываемую поверхность (.рис. 1). Данная зависимость наиболее полно характеризует процесс зачистки ПИ как двуединый процесс снятия слоя металла и поверхностно-пластического деформирования (ПГЩ), позволяет определить рациональные режимы 110.

В третьей главе проведены экспериментальные исследования операции удаления ликвидов проволочными инструментам, 1«>торые преследовали цель проверки адекватности алалитичесггой модели взаимодействия зачистных элементов с обрабатываема поверхностью реальному процессу зачистки. Данные исследования, необходимы также для изучения влияния конструктивных параметров проволочных инструментов на выходные параметра процесса Г.0 кромки детали: размер получаемой фаски и шероховатость поверхности фаски. Это позволит расширить технологические возшжнос-ти и области применения проволочных инструментов путем назначения эффективных условий обработки (схема и резжм'обработки, регулирование параметров -инструмента н т.д.), При проведении экспериментов важно подтвердить полученные в результате теоретических исследований закономерности меяду глубокой еяпглекого слоя t при зачистке, числом зачистных элементов п^^, воздейс- ■ твуюадх на обрабатываемую кройку й реки,обработки.

Результаты производственных исследований на 1ЙП0 "Красный Пролетарий", а такие анализ зачистных операций, выполняемых с применением ПИ, показали возможность встраивания предлагаешь зачистных операций в действующий технологический процесс механической обработки детали. То есть возможно удаление ликвидов непосредственно на механообрабатывающем оборудовании не снимая заготовки со станка с использованием его кинематики.

Исследования проводились следующим образом. Ш первом этапе на основе априорной информации проведены зондирующие эксперименты, на основании которых получили предварительные зависимости изучаемых параметров от доминирующих факторов. Затем, по уточненным данным выполнялись комплексные исследования процесса МО с привлечением математического аппарата по планированию экспериментов и регрессионного анализа.

Удаление ликвидов производилось торцовыми проволочными инструментами, установленными в шпиндель фрезерного станка. В качестве рабочей части иглофрез использовалась проволока ди-

аметром 0.?; 0,4; 0,5 мм из стал;; 65Г, Образцами служили заготовки из серого чугуна марки СЧ 20 и стали 20.

Анализ полученных зависимостей указывает ка доминирующее влияние величины натяга 1 на величину катета фаски с против других изменяемых параметров. Для обеспечения надежного удаления ликвидов и получения фасок размерами с { « 0.5. ..1,0 мм для деталей из СЧ 20 (угол фаски 45°) рекомендуется обеспечить натяг 1 - 0.3. ..0,8 мм, вылет ворса Ь = 10...16 мм, диаметр ворса б - 0,3. ..0,5 мм. Дел обеспечения надежного удаления дикви-дов и получения фасок размерами » 1,1... 1,5 ш для деталей кз стали 20 (угол фаски 15°} рекомендуется обеспечить натяг 10,3.... 0,5 мм, вылет ворса Ь - 7... 12 мм, диаметр ворса й = 0,3..0,5 ш.

В результате проведенных экспериментальных исследований получена информация о качестве поверхности фасок, образованных после удаления ликвидов ПИ. Установлено, что наибольшее влияние на шероховатость поверхности фасок оказызает изменение диаметра ворса а. Следует отметить, что шероховатость поверхности фасок, как ка образцах из стала; 20, так и из СЧ 20 получалась на 1-2 класса лучше, чем шероховатость предварительно профрезерозанкой поверхности заготовок. Так шероховатость данной поверхности стальных заготовок находилась б пределах На = 12,5. ..14,5 ыкм, а поверхности фасок - Иа = 2,7. ..4,2 мкм. Для образцов из СЧ 20 соответственно - Яа 13,5. ..15,5 мкм и Ка = 2,2... 5,6 шм.

С точки зрения оптимизации параметров процесса удаления ликвидов следует обратить внимание на то, что угол фаски о(<?, обычно задаваемый в чертежах под 45 ° не является наилучшим. Гарантированное снятие ликвидов с кромки детали за один проход ПИ монет быть обеспечено ( например, для стали 20. стали 45 и т п.) при углах фаски в пределах 10е.. . 30е. Обязательное выполнение фаски под углом 45е может потребовать большей величины натяга 1 за один проход ПИ или проведение нескольких проходов, так как:

где к - коэффициент ЙО (к » 0,002 - О;25).

Например, выполнение фасга: под углом 15е, вместо 45°, уменьшает массу удаляемого материала в 3,73 раза, а, следова-

гедьно, позволяет повысить производительность удаления ликви-дов за счет (в первую очередь; увеличения подачи в 1,5. ..2 раза.

Проведены экспериментальные исследования на основании теоретических выводов о связи глубины снимаемого слоя ь при зачистке от числа рядов эачистных элементов пмд, воздействует« на обрабатываемую поверхность (рис.1).

График зависимости Ь от Пм* можно разделить на два характерных участка (ркс.1,6). На первом участке (пМЛ < , п£»д ) происходит процесс снятия слоя металла зачистными элементами, воздействующими на кроту заготовки. - Ба втором участке (пта> пЦяд ) данный процесс переходит в трение-скольжение эачистных элементов по кромке. Очевидно, что во втором случае проволочный инструмент работает часть основного времени вхолостуэ, не срезая материала, а осуществляя 1ЩД поверхности получившейся фаски. В ' данном случае (при снятии диквидов) это воздействие является излишним. . •

При увеличении величины натяга 1, уменьшении вылета I и увеличении диаметра с! ворса (т. е. при увеличении его жесткости) происходит увеличение максимально достияашй глубины снимаемого при зачистке слоя ^в«- -. ■

Зная значение I та« мошо определить более общий показатель, характеризующий режущую способность проволочного инструмента, - минимальный натяг , при котором процесс ыофорезания проволочным инструментом не происходит:

1(п*1Р. " I ^ (7)

Анализируя результаты проведенных исследований колото сделать вывод о важности такого показателя, характеризующего процесс зачистки, как число рядов эачистных элементов п , воздействующих на кромку заготовки. Причем, данный показатель зависит как от конструктивных параметров Щ (диаметр эачистных элементов д, диаметр инструмента Р, вылет'ворса У, так и от режимов'процесса зачистки С подача змин. частота вращения инструмента п).

Для характеристики эффективности выполнения операции удаления ликвидов проволочными инструментами введем коэффициент эффективности основного времени ИО, который будет определяться как:

3<Р

K0' - -o /LC (S)

где i- q - часть основного времени, в течении которого происходит снятие металла; t о - основное время Ж).

Для серийно выпускаемых ПИ (торцовые иглофрезы Белгородского зазода фрез <ЕЗ£)) с рекомендациями по режимам зачистки i, скорость зачистки v = 0,8 - 7 м/с, подача s мин = 1000 - 3000 мм/мин ) значения К^ находятся в пределах 0,4-0,6. При назначении рациональных режимов обработки (рис. 1,6) с учетом

к эф

проведенных исследований (пряд = ripSA , К ¿J 1)

производительность данной операции увеличивается на -¿0-60 X .

Методом планирования эксперимента устанавливалась зависимость глубины снимаемого слоя t и шероховатости поверхности фаски от элементов режима ИО и конструктивных параметров ПИ. Для получения линейной математической модели выбран логарифмический масштаб, это позволяет получить адекватную модель в виде степенной зависимости, наиболее часто употребляемой в теории резания, и приводит к однородности дисперсий варьир/емых в экспериментах факторов:

П .0,87 ^0.15 Д 40

0,42-j ' • d -v

,0,20

0.07

мин

0,24 Í

0J2 0,(5 0.09

d

• v

0,1"

0,(2

(материал СЧ 20);

I материал сталь 20).

(9)

Для параметра шероховатости Ra получаем математическую

модель в следующем виде: „ «... .t 17 о.и

l,61*d ' • Smhh

Ra >

0,08 .0,06 V • з

0 07

L

2,15-d

0.Ч& о, м

ь мин

Ra

0,05 . 0,07 0,06

(материал СЧ 20);

(материал сталь 20).

(10)

У'" - i • L

Статистический анализ

математической модели состоял из оценки дисперсий воспроизводимости по критерию Кохрена, проверки значимости коэффициентов полинома с помощью 1-критерия Стьюдента и проверки адекватности модели с помощью Р-критерия

Фишера, фи анализе использовался стандартный пакет программ Stat для обработки результатов дробных факторных экспериментов. Ошибка модели не превышала 19,3 %.

В четвертой главе разработана методика проектирования операции "удаления ликвидов проволочными инструментами, состоящая в определении схемы обработки, назначении рациональных режимов и выборе наилучшего варианта построения операции.

Учитывая широкие технологические возможности оборудования 9 ЧПУ и новых конструкций Ш задача удаления ликзидов может быть реализована с применением нескольких технологических схем (вариантов). Поэтому были разработаны классификационные схемы удаления ликвидов с корпусных деталей проволочным инструментом.

Проведены производственкш исследования методики проектирования зачистной операции. Исследования проведены в производственных условиях (!Ш "Красный Пролетарий"). В качестве оборудования- использовались многоцелевые станки ИР 5СЮПМ1Ф4. За-чистная обработка производилась торцовым и дисковым Ш конст трукций, адаптированных к условиям обработки на станках с ЧПУ;-в качестве образцов использованы серийные корпусные детали.

Испытания показали высокую эффективность разработанной методики и конструкций Ш Производительность операции удаления ликвидов увеличилась на 30-402 при обеспечении требуемого качества зачистки за счет назначения рациональных режимов обработки и схем построения операции.

■ В результате проведенных исследований разработаны требования технологичности, связанные с применением проволочных инструментов в автоматизированном производстве. Комплекс критериев технологичности при проектировании переходов зачистки разделен на три группы. Первая группа критериев определяет общие требования- к заготовке и детали; во вторую группу входят критерии, относящиеся к конструкции проволочного инструмента ; третья группа объединяет критерии технологичности, относящиеся к конструкции приспособлений для закрепления заготовок.

В приложениях представлены программы расчета по разработанным математическим моделям, типовые листинги обработки на IBM PC экспериментальных данных, акты испытаний предложенной методики.

ОБЩЕ ШВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Метод автоматизированного снятия ликвидов с использованием проволочных инструментов является эффективным, еовыее-ти.'.'^'м с переходами механической обработки методом, позволяющим надежно удалять, ликвиды с деталей тта корпусов и плит в условиях автоматизированного производства (например, на станках типа- ИР500Ш1Ф4). Применяемые при зачистной операции проволочные инструменты обладают еысокой степенью универсальности и избирательности процесса удаления ликвидое.

2. Для определения рациональных режимов зачистки ликвидов проволочным инструментом необходимо использовать выявленные в процессе проведенных исследований закономерности процесса иг-лолезЕИйной обработки ыеэду глубиной снимаемого при зачистке слоя материала, числом рядов зачнстных элементов, проведших через айрайахьваеиую крошу детали, режимами обработки и разработанную с учетом данной закономерности математическую модель операции снятия ликвидов проволочными инструмента!»!. Еы-полнение операции уд&леыие хиквидоб ПИ с рекомендуемыми режима»! позволяет повысить производительность на 33-40 X.

3. Проведенные экспериментальные исследования операции удаления ликвидое проаолочниыи инструментами на автоматизированном метйллоойраиатыьиКЕйм оборудовании подтвердил« адекзат-ность разработанной математической модели реальному процессу зачистки. Для гарантированного снятия ликвидов с разбросом тешщшы основания от 0,1 до 0,7 мм и стабилизации отклонения размера получаемой при зачистке фас1ш по длине обработки в пределах 0.03 ш необходимо назначать режимы обработки проволочными инструментами с учетом рассчитанных по теоретическим и экспериментальным моделям зависимостям.

4. В результате проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны инженерная методика проектирования операции зачистки , новые конструкции проволочных инструментов и реализуемые на их основе схемы снятия ликвидов, рекомендации по выбору схем удаления ликвидов проволочными инструментами. Применение предложенных конструкции ПИ и реализуемых на юс основе схем обработки позволяет сократить единичное время обработки на 20-30 X.

5. Проведены-производственные исследования разработанных

методика и рекомендаций, которые показали, что спроектированные при помоши предложенных методики и рекомендаций операции автоматизированной зачистки с использованием проволочного инструмента, позволяют надежно удалять ликвиды с деталей типа корпусов и плит. Полученные после зачистки фаски соответствуют требованиям ГОСТа и СТП.

б. Разработаны требования технологичности, связанные с применением проволочных инструментов в автоматизированном производстве,' которые включают общие требования к заготовке и детали, относящиеся к конструкции проволочного инструмента, к ' конструкции приспособлений для закрепления заготовок.

Основное- содержание работы изложено з следухетх публикациях: ' -

1. Соловьев А. И., Медведев Д. А. Интенсификация обработки ликвидов дисковыми проволочными инструментами // Механизация финипно-зачистных и отделочных работ в машиностроении.: Тез. докл. Всесоюз. науч. -техн. конф. - Н., 1990. - С. 44-45

2. Соловьев А.Л, Гуськов А, 11, Медведев Д.А. Исследование параметров процесса обработки плоских поверхностей проволочным инструментом /г Современные технологические процессы и металлургическое оборудование в тякзлом машиностроении: Сб. научных •'трудов НЙЖЕГмзш. - Краматорск, 1990. - С. 205-214.

3.. Медведев Д. А., Соловьев А. И. Удаление ликвкдов регулируемым проволочным инструменте** в условиях автоматизированного производства // Доклады и сообщения об основных разработках, представленных на презентацию АШ - 91. - М. , 1991. - С. 93-94.

4. Медведев Д. А., Соловьев А. II Регулируемый проволочный инструмент // Каталог разработок, представленных на презентацию АИЛ -91. - & , 1991. - С. 65.

5. Медведев Д. А, Соловьев А. И.. Исследование процесса удаления ликвидов проволочными инструментами на многоцелевых стачках // Технология механосборочного производства- Сб. статей. М: ту, 1992 - С. 40-51 (Труды МГТУ; N 559).

6. Медведев Д. А., Соловьев А. К Исследование особенностей изготовления и использования регулируемых проволочных инструментов // Механосборочное производство и современные средства его оснащения: Сб. научных трудов НИИПТмаш. - Краматорск, 1992. - С. 146-156.

а)

"I , ММ 0,6 0,4 0,2

0

.. Ь1-=и L.. 1 мм

г

_ Р*Д Пк /

4,2 8,4 12,6 16,8 21,0 25,2 пояЧО,ит б)

Рис.1. Зависимость глубины снимаемого при ИО сдоя I от числа .рядов зачистнкх элементов прад: а) при различном диаметре ворса й; ? б) для ПИ ЕЗФ.