автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Разработка расчетного метода размерно-точностного проектирования многоинструментной односуппортной обработки

. !

• Я'3!

чвлябинскш государственный технический университет

на правах рукописи

КУЛИЕВ ЦЩР ЛИЙ ОГЛЫ

РАЗРАБОТКА РАСЧЕТНОГО МЕТОДА РАЗМЕРНО-ТОЧНОСТНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ШОГОЙНСТРУМЕНТНОИ ОДКОСУППОРТНОИ ОБРАБОТКИ

Специальность 05.02.08 - "Технология латносщюенияя

А В ТОР В О В Р А Т

диссертации на соискание ученой степени нанОиДата технических наук

ЧЕЛЯБИНСК - 1992

JI

Работа выполнена на кафедре " Технология машиностроейия Челябинского государственного технического университета.

Научный руководитель - дослуженный деятель науки и техники

РСФСР , Ооктор технических наук, профессор КОРЧАК С.Н.

Официальные оппоненты - Ооктор технических тук, профессор

каинов и.я.

- кандидат технических наук, доцент ГОШВ D.U.

Ведущее предприятие - Челябинский авталато-леханический

завод

Защита состоится " 26 " января 1993 г. в Й часов

в ауд._ на заседании специализированного совета Д053.13.05

Челябинского государственного технического университета по адресу: 454080, г.Челябинск, пр.В.И.Ленина, 76

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке- университета. Автореферат разослан "_" декабря 1992 года

Ученый секретарь специализированного совем^-

дотор экономических наук, профессор ¿jax^-^ И.А.Баев

___'.О ' _

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ. В массовом и крупносерийном производствах широкое применение нашли токарные автоматы и полуавтоматы, в частности, токарно-револьверные, многошпинделъные горизонтальные,многошпиндельные вертикальные.

Одним из главных факторов токарных автоматов, обеспечивающих резкое повышение производительности, является применение много-инструментных наладок.

Конструкция большинства автоматов позволяет организовать двухсуппортные многоийструментные наладки, когда один инструмент работает с продольного суппорта, а второй с поперечного суппорта. В последнем издании справочника "Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания на токарно-автоматные работы", М.Экономика, 1989г. предусмотрен специальный раздел по проектированию таких наладок. В результате чего обеспечивается высокая эффективность их применения.

Однако, в практике токарно-автоматных работ, весьма часто применяются и односуппортные многоянструментные' наладки.Например, на многорезцовых полуавтоматах устанавливается на продольном суппорте до десятка проходных резцов я такое га количество подрезных резцов на поперечном суппорте, на токарно-револьверных автоматах и полуавтоматах практикуется установка в комбинированной державке сверла и проходного или фасочного резца.

Однако, рекомендаций по определении режимов резания, для всевозможных комбинации-инструментов, работавших с одного суппорта в современной справочной литературе нет. В указанном выше справочнике в рассмотрены лить случаи Совместной работы однотипных резцов (проходных, подрезных, расточных).

- Таким образом, с одной стороны, достаточно часто на токарных автоматах применяются многоинструментные односуппортные наладки, с другой стороны, отсутствуют нормативные рекомендации по режимам резания для этих нала цок. Следовательно, ату альт разработка рпсчетя1го лгяюда рхмерно-точноапного проектрования лногспт-жрулеьтоъ односуппортной обработки и создания для нее нормшхИ-чых рекодекйлдей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Раэработа расчетного летода раз.лерно-точност ного проектирования лногоияструлентной односутигоргтой обработки.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Теоретические исследования проведены на базе научных основ технологии' машиностроения, теории точности многоинструментной обработки,' теории резания металлов, теории упругих деформаций дискретных систем.

Достоверность результатов аналитических решений и определения поворотных жесткостей узлов автомата проверена экспериментально в лабораторных и производственных условиях. Обработка экспериментальных данных проведена методами математической статистики с оценкой результатов по критериям Стьюдента и Романовского.

Численный анализ математических моделей выполнен на ЭВМ типа Ш РС.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. I. 'Разработана классификация многоинстру-ментных односуппортных наладок, реализуемых не токарных автоматах и полуавтоматах.

2. На базе классификации многоинструментных односуппортных наладок для разработки модели точности разработан комплекс обобщенных расчетных схем.

3. Сформирован комплекс моделей точности многоинструментной односуппортной обработки для основных схем наладок, предусмотренных в классификации. Эти модели позволяют рассчитать как искажения формы, так и величины полей рассеивания размеров. При этом учитывается влияние не только сил резания от всех инструментов наладки, но и от их моментов.

4. Разработан комплекс мрделей управления подачей для всех основных многоинструментных односуппортных наладок, предумотрен-ных в классификации.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. I. Разработана методика определения предельной по точности подачи при многоинструментной односуппортной обработке однотипными и разнотипными инструментами на токарных автоматах и полуавтоматах. .

2. Разработаны нормативные таблицы поправочных коэфйшиентов" по точности обработки для одноинструментной и многоинструментной односуппортной обработки разнотипными и однотипными инструментами, использование которых позволяет проектировать•высокопроизводительные одноанструментные и многоинструментные наладки.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. I. Разработан руководящий технический материал для коррекции подач по структуре многоинструментной односуппортной наладки на токарных автоматах и полуавтоматах.

2. Результаты работы включены в "Общемашиностроительные руководящие материалы по проектированию наладок и нормативы времени и режимов резания на токарно-автоматныв работы", разработанный по заданию Центрального бйро нормативов по труду (ЦЕНТ).

Основные положения диссертационной работы используются в учебном процессе Челябинского государственного технического университета в курсе "САПР Т1Г и при дипломном проектировании по специальности "Технология машиностроения".

АПРОБАЩЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-технических конференциях и семинарах: Научная конференция профессорско-преподавательского состава и аспирантов АзПИ им.Ч.ильдрыма. Баку, 1990г.; Первая республиканская научно-практическая конференция по проблемам управления и информатики. Баку, 1Ь91г; Научно-методический семинар " Методология САПР в машиностроении". Баку, 1992 г., а такав на научно-технических конференциях Челябинского государственного технического университета 1990-1992 гг.

П7БЛ:2САЦЙЯ. По материалам диссертации опубликовано 5 статей. СТРУКТУРА И ОБЪШ РАБОТЫ. Диссертация состоит пз введения, пята глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена-на 244 страницах машинописного текста , содершта 81 рисунок, t1 таблиц, список литературы из 84 наименований з прилокения на 43 страницах. Общй объем работа 237 страниц,.

ОСНОВНОЙ СОДЕРЖАНИЕ PABOJH'

f. Таоратачасквв предпосылки .

При обработке на токарных автоматах значительный вклад в суммарную погрешность обработки вносит погрешность, возникающая вследствие упругих перемещ<?*шй звеньев технологической системы (по данным ЭНИМС: на чистовых операциях ее вклад достигает 25%, на черновых - 903). Величийа последней целиком предопределяется силой резания и жесткостью звеньев технологической' системы. Основы такой взаимосвязи показаны в трудах К.В.Вотинова;'А.П.Соколовского, S.c.Sa.tab-íBjna, 8.С.Корсакова и других ученых". Однако, существующие работы по прогнозированию точности обработку, как правило, поспящены рассмотрению одноинструментных наладок.

Принципа и методология прогнозирования точности в условиях многосуппортной Обработки заложены в работах А.А.Котна. И.А.Ва-лаловой, Б.Ю.Ефиловыл они реализованы для различных случаев двух-суппортных наладок. Указанные модели позволяют учитывать взаимовлияние инструментов двухсутаортной многоинструментной наладки и прогнозировать точность выполняемых размеров или режимы обработки, но в них нет полного учета взаимовлияния совместной работы при всех возможных комбинациях инструментов на одном суппорте (рассмотрены лишь случаи совместной работы однотипных инструментов с одного суппорта, да и то не в полном объеме).Следовательно, еле душим этапом развития теории точности многоинструментной обработки является разработка расчетного метода проектирования многоинструментных односуппортных наладок. Для разработки этого метода в первую очередь, необходимо провести анализ существующих многинструментных односуппортных наладок с привлечением элементов системного подхода, т.е. необходимо разработать классификацию многоинструментных односуппортных наладок.

В существующих моделях точности не учтено влияние 'моментов от сил резания. Поэтому в этих моделях не учитываются поворотные (угловые), перемещения. В многоинструментной односутаюртной наладке инструменты разнесены в пространстве и угловые перемещения детали или суппорта приводят к перераспределению глубины резания, а значит, и сил резания. Поэтому необходимо доработать Модели точности, исходя из баланса не только сил резания, но и баланса моментов от сил.

. Поскольку в усовершенствованных математических моделях будет производиться учет моментов от сил резания, и, следовательно, будет учитываться сопротивляемость элементов технологической системы угловые перемещениям, необходимо разработать метод определения поворотных жесткостей для отдельных подсистем ("деталь - шпиндель", "инструмент-продольный суппорт", ". инструмент - поперечный суппорт ") технологической системы.

2. классификация'шогоинструментньк односуппортных наладок •

На основе проведенного анализа многоинструментных односуппортных наладок, применяемых на ряде предприятий (ПО "УРАЛАЗ",

ЛОЗиО, АО "УРАЛТРАК", ЧЗТТ, ЧИЗ, "УРАЛМАГ, КМЗ), разработана их классификация.

В основу классификации положен типаж режущих инструментов, применяемых на токарных автоматах, а также набор возможных схем установки.

С точки зрения схем нагрукения и перемещений б классификации выделены две группы:

- однотипные wuañKUt в наладке работают инструменты одного типа (например, несколько проходных или подрезных резцов закрепленных на'\)Дном суппорте);

- ратотпяне наладки: в наладке работают инструменты разных типов (например, проходной резец и сверло или другой осевой инструмент).

Кроме того, в предлагаемой классификации учтен характер взаимного расположения инструментов, а тйкже направление подачи. По взаимному расположению выделены две ситуации: ,

- одностороннее ртсполо*&ние инструментов;

- разностороннее расположение тапрулетов.

В классификации приведены 33 вида однотипных и 72 вида разнотипных наладок, а в целом приведены 105 видов многоинстру-ментннх односуппортннх наладок.

3. обоснование и классификация расчетных сш1 кнопшстряенши однослшортйых наладок

Для разработки модели, точности многоинструментных односуп-портных наладок необходимо рассмотреть баланс перемещений элементов технологической системы в направлении выполняемых размеров от силового взаимодействия режущих инструментов и детали.

Для рассмотрения и математического описания перемещений рассмотрено силовое погружение технологической системы с учетом расположения инструмента и характера воздействия сил резания и моментов- от них, а также реактивное действие элементов приспособления в зависимости от" схемы установки и за!фепления заготовки.

Поскольку для анализа условий равновесия важна схема только расположения сил, были разработаны обобщенные расчетные схеда, которые отражают особенности наладки, играющие главную роль б перемещениях элементов технологической системы при силовом.дадзуже-

- в -

нии.

Многие режущие инструменты "при всех их технологических отличиях друг от друга имеют одинаковую схему силового нагрукчния (например, сверло и зенкер создают преобладающую осевую силу и очень незначительную радиальную силу; канавочные, фасочные и широкие резцы создают в основном радиальную силу и очень незначительную осевую.)

Таким образом, разработаны обобщенные расчетные схемы, ь основу которых положены:

- с.гелл. установки, поскольку она предопределяет количество к вид реакций опор и, следовательно, характер перемещений технологической системы;

- сдала сшового нагрухения.

Для всего множества наладок сформировано 5 обобщенных расчетных схем, отражающих особенности силового нагружения и перемещений всех 105 видов наладок, приведенных в классификации.

4. ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РАЗЪЕШО-ТОЧНОСТНАЯ ' МОДЕЛЬ ОДНОШСТРУМЕНТНОИ ОБРАБОТКИ

Полагая, что технологическая система представляет собой линейную упруго-деформируемую систему, элементы которой им,-ют три степени свободы (линейные перемещения вдоль 'двух координатных осеП и угловое вокруг третьей)_ и используя теорию упруго-деформируемых систем, по. аналогии с моделями А.А.Кошм, И^А.Есиаловой, Б.Ю.Е?илова получены зависимости для радиального <у) и осевого (х) перемещений в результате суммарного действия всех составляющих сил резания и моментов от них (рис.1,2).

?, Р 3 - Р Л. - р в

2 = 4 -2— . к + —*-- Ь

"пп7. ^пов/д '^пов/и (I )

+ У-**»

т т **

"ппу ^пов^д пов/и

где: Р , Р - составляющие сил резания в направлений осей ОХ и ОУ; н - текугш! радиус обработка-"!; ъ - расстояние от точки приложения силы инструмента до центра поворота подсистемы "деталь - шпин-

'гшх" ';ппу ~ жесткость параллельного переноса технологической системы "деталь - шпиндель - инструмент - суппорт" в направлении оси ОХ, ОУ; .Тгтов/д, <1пов/и - соответственно поворотные жесткости подсистем "деталь - шпиндель", "инструмент - суппорт"; а, ь - координаты поворота подсистемы "инструмент - суппорт" измеренные вдоль координатных осей ОХ, ОУ.

Рис. Г. Схема обработки о. /V

и

Рис. 2 Схема перемещений подсистемы "лнструмент-суппорт" под действием момента от силы резания

Полученная модель позволяет рассчитать искажение размера в любой точке и оценить погрешность формы вследствие угловых перемещений.

Поскольку погрешность размера определяют как величину поля рассеивания перемещений технологической - системы в направлении формируемых размеров, которое обусловлено при обработке партии заготовок на группе станков колебанием припусков (¿к), нестабильностью физико-механических свойств материала заготовки (¿о), разбросом кесткостей технологической системы Ш) получены выражения дня величин полей рассеивания перемещений. Нике приведена зависимость для диаметрального размера.

Ду = | ^-[АуБЧг.совф + Ву) + + Су)] +

+ К^Д^АуБ'СОЗф + Су - Кз'^-^-зШф + (2)

♦ В2) 4- 0£(1 + В2)] - К4- ЩЛ^-вИкр V Сх) (,

где

К - Нт + &0 . ,2. ЫпоЭ/д & . а2 ¿¿пов/и + Ао .

" —ТУ * ь —т -+ а —т- »

• " Ш1 . роа/д . пов/е

- г» * г2-; т1-•

пп пов/д пов/и % ■ •

^пов/д ^пов/д

К. = -М- + 'аЬ ; . ' 4 т , .т

пов/д пов/и

Здесь Б, г - подача к глубина: А, в, с; о - коэффициенты учитывающие влияние геометрических параметров инструмента в аналитической зависимости силы резания , полученной Л.А.Кошнш и" В.Ю.Ефиовьи по расчетной схеме С.Н.Кор^анаМппу,£.гпов/дМхюв/п - относительные холебанйя жесткости технологической системы и поворотных кесткостей подсистем "деталь - шпиндель" и "инструмент -суппорт".

Полученная модель точности (2) прошла экспериментальную пробку нб ь&ыьйгносгь (кмох^ение расчетных <л э&аерменшьных

- п -

данных не превышает 15%, что соответствует 953 уровню доверительной вероятности, принятому в машиностроении.

Разработанная модель точности, учитывая угловые перемещения элементов технологической системы, позволяет оценить влияние на точность обработки кроме режимных факторов еще и такие параметры наладки, как вылет детали, ее диаметр, вылет резца. Поэтому они могут быть приняты в качестве базовых при моделировании многоин-струментной односуппортной обработки.

4.1 ПРОСТРАНСТВЕННАЯ РАЗМЕРНО-ТОЧНОСТНАЯ МОДЕЛЬ шогошструмшгаоя ОДКОСУППОРТНОЛ ОБРАБОТКИ

Взяв за основу модель точности одноинструментной обработки, аналогичным образом получены модели точности для всех многоин-струментных односуппортных наладок, предусмотренных в классификации обработки. Примеры полученных моделей приведены ниже.

ПРИМЕР I. Наладка П3а1 - Деталь закреплена в патроне с подкатаем задним центром и обрабатывается несколькими проходами резцами с продольного суппорта.

ду »

+

4-

X [[V3 + V * су<Ьр: * V)] * °и *

+ в**']' "э* - АЧС^.б вшр,- *сх1 ) • »4* 1

(3)

где:

1 Г, 1 *■

- "И1 - -I-) -у-

т

+ ? А,7пов/д+ А0 * т

^пов/д

г+ Ш

Ao AJ- , + AO

m = Гов/Д- Ri. + пов/и- a.b. ;

пов/д "пов/в в./. а ь

_ it, 4 I

m4= - 4 -

in

^пов/д пов/и

Здесь - вылет i-й ступени заготовки; Rj- радиус обработки i-й ступени, L - вылет детали, J^, - соответственно жесткости

Ш оЦ

шпинделя и заднего центра в направлении оси ОУ.

Следует отметить, что в полученной модели точности (3) учитывается влияние реакций правой опоры, т.е. заднего центра. Задний центр препятствует координатным перемещениям детали (в радиальном и осевом направлении). Однако, центр не имеет полного контакта с внутренними поверхностями детали и поэтому не мокет оказать сопротивление повороту детали.

ПРИМЕР 2. Наладка I4IaI - Деталь закреплена ь патроне кон-сольно и обрабатывается одновременно проходным резцом и осевым инструментом с продольной подачей.

При совместной работе осевого инструмента с резцом <рис. 3), осевой инструмент играет роль дополнительной опоры, .увеличивая сопротивляемость детали перемещению, и в отличие от поддала центром, осевой инструмент за счет более полного' контакта с внутренними проьерхностями детали оказывает сопротивление и повороту детали. Поэтому при разработке модели точности и учтена поворотная жесткость на правой опоре.

Ay = [AyS ( t соар + Ву) ч- Су( ^ + Dy ]] m, + С

♦ At [AyS coop + mg - [a^BU Blntp + Bx) + • (4)

' + Cx(t + iJC)] ®3 ~ Lt 81ир + V *

где:

% - W-)

2 AJ„„ ♦ AO

"св_

It)

2 AJB *■ AO

aj,

nn

+ AO

шу

+ (I _ /)2 й<Тпов/д ^пов/св + + ь2 ^ов'/и - 1т

+ До

^пов/д + ^пов/ов

пов/и

^ *

1?!

ппу

(Ь - *)'

^пов/д + ^пов/св

'пов/и

М , + ^ / + АО т = Н (Ь - О —пов/з_ ггов/св

в4 =

И (Ъ - I)

^пов/д + ^пов/св

аЛ

- а,Ъ,

пов/и

+ До

1"1

пов/и

^пов/д 4 ^пов/св

пов/и

0.15 Л Е

Здесь .1св- жесткость сверла (¿св= :-—

' св

кс); йсв"даа-

метр сверла; Е - модуль Юнга; 1 - длина режущей части сверла; ^пов/св ~ поворотная жесткость сверла; 1 - расстояние от точки приложения составляющей силы до торца заготовки; Ь - вылет заготовки, -Лш - жесткость шпинделя; Кс- коэффициент формы сечения.

Рис. 3 йема наладки

Полученные модели (3), (4) позволяют' расчвтать погрешности каждого выполняемого размера от дейтсвия сил в моментов инстру-

ментов многоинструментной односуппортной наладки.

4.2 АНАЛИЗ СТЕПЕНИ ВЛИЯНИЯ И ОЦЕНКА АДЕКВАТНОСТИ МОДЕЛИ МНОГШНСТРУМЕНТНОЯ ОДНОСУППОРТНОЙ ОБРАБОТКИ

Для проверки адекватности полученных зависимостей для всех наладок, предусмотренных в классификации, проведено сопоставление расчетных и экспериментальных значений точности выполняемых размеров. Расхождение расчетных и экспериментальных данных не превышает 15Х , что соответствует 95Х уровню доверительной вероятности, принятому в машиностроении.

Полученная модель (3) позволяет учесть влияние суммарной глубины резания, шлет и диаметр обработки каждой ступени заготовки на величину поля рассеивания каздого выполняемого размера. На рис.4 показано влияние суммарной глубины резания (со и подачи (Б) на величину поля рассеивания (Ду).

оро

ор

Ц1Л

о/а

> г

л , /

' 1 /

у £ у

2 3 * 4 I*,**

ОН

1 - 0.2

дг2= о.з мм

¿■Ц = 0.4 мм; О-4 мм

2 - = 0.6 ш;

б.)

А12= 0.5 мм

2 - 0.4 ым,- Аг2= 0.5 мм а)

Рис. 4 Влияние различии параметров на величину поля рассеивания, ^з рис. 4а видно» что с возрастанием глубины резания от 1мм до 5мм погрешность возрастает от 0,05мм до 0,30мм.•

Полученная модель <4) позволяет учесть влияние глубины резания (г), вылета заготовки (Ь). радиуса обработки (К) и диаметра сверла (йов) на величину поля рассеивания выполняемого размера. С помощью ЭВМ рассчитана степень влияния различных параметров на

величину поля рассеивания. На рис. б показано влияние г., Б, <1оз на Лу.

Щ

мп 0,31

0&

<>н

014 »

ооъ

А f

И А <

г < и У

А У

V Г1

*

а

Ч 5 £./чч

2-

Лг=0.2мм;<10|25мм;1)=55мм

АХ=0. 4ым ;<1„=20мм; 1Ь55км св

12-

г=1мм: дг=о.2»|;1>=55мм %=2.5мм; Д1=0.4ш<;В=55мм а) б)

Рис. 5 Влияние различных параметров . на величину поля рассеивания.

Из рис. 5а видно, что изменение.глубины резания от 1мм до 5мм увеличивает погрешность в 3.5 раза. На рис.56 показана величина погрешности йри совместноа работе проходного разца со сверлом й без сверла. Как видно, при изменении диаметра сверла от 5мм до 25мм, точность обработки увеличивается в 15 раз.

Кроме того, для проверки адекватности моделей точности мно-гоинструментной односуппортной обработки был проведен статистический анализ точности размеров при .обработке на ТМГА в производственных условиях.

5. РАСЧЕТНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЫНОГОИНСТРУШГШОЯ ОДНОСТППОРТНОЯ ЗБРАБОПШ НА ТА И ПОЛУАВТОМАТАХ

Для решения задачи проектирования автоматных операций модели точности трансформированы в модели управления. Из анализа параметров управления, реализуемых в -условиях обработки на токарных, автоматах, выбрана еданая подача суппорта.

Из зависимостей полей рассеивания получены модели управления единой подачей для диаметрального размера. Например, лля наладки

II161 подучена следующая модель управления подачей:

Б =

(5)

* - Х[ с**Ь®г+ + V -тюг ^ -

- * рч> - к4> з_

На рис. 6 показано расчетное влияние вылета детали и глубины резания на подачу при одностороннем (1) и разностороннем (2) расположении инструментов.

«о го эо «о$ь

1- • Ц=1мм;Ц=2мм;1>=55мм

2- 11=1ММ;12=2ММ;0=55ММ

а)"

9 Л Ч 5 Ц

1- 12=)ММ;1)=55мм;Ь=60ММ

2- г2=1мм;1)=55мм:Ь;60мм

б)

т

■Рис. 6 Влияние параметров наладки на подачу

Как видно из рис. 6 при изменении глубины резания от 1мм до 5мм, подача должна быть уменьшена с 0,35 мм/об до 0,15 мм/об при разностороннем размещении инструментов, А при одностороннем размещении уменьшение подачи составит от 0,26мм/об до 0.05мм/оо. Сравнивая эти результата . можно прийти к выводу: для повышения производительности обработки нукно выбрать наладку с разносторонним размещением инструментов.

-Для наладки Ша1 получена следующая модель .управления подачей:

ЛУ

(л^Г + су } Ш1 "с.

¿У ; у ЩГ П12

А Б (г совф •( В ) ш1 + ¿1 А совф га2 -

- Сх (г + Рх ) т3 -I- АХ т4_

- I в1пф + В„ ) ш, - Л г А„

X л ^ 2

(б)

На рис. 7а показано влияние.глубины резания и диаметра сверла. (Лсв) на предельную по точности подачу.

07$

Щ

очв о.зэ

015

I

> *

*

м

1- <1 =25мм;1)=55мм;Ь=60м?л

об .

2- асв=15км;1)=55мм;Ь=90мм

а)

О £ 10 £5 £0 25 еЦлп

1- г=2мм;С=55мм;Ь=90мм

2- 1=5мм; Б=55мм; ь--90мм б)

Рис. 7. Влияние, различных параметров на подачу Как видно из графика, изменения диаметра сверла от 5мм до 25т дает возможность при одной и той ке точности повысить подачу от 0,28 мм/об до 0,64 мм/об.

6. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

Лабораторные эксперименты и производственные испытания показали справедливость разработанных математических моделей, что делает возможным■определение расчетным путем для заданной схемы обработки подач, допустимых по точности обработки.

На основе полученных моделей управления подачей разработан новый раздел для определения подачи в условиях многоакструмщшюй

У

ь

т

односуппортной обработки однотипными и разнотипными инструментами.

В соответствии с нормативной методологией сохранена двужэ-тшшгя иэтодвка определения подачи:

1. Табличное определение подачи - определяется для базовых значений квалитета детали (га = 12) и заготовки (гга = 12).

2. Поправочные коэффициенты для фактического сочетания кбб-литетов заготовки и детали.

Разработаны нормативные карты для поправочных коэффициентов по точности обработки при многоинструиенткой односуппортной обработке однотипными и разнотипными инструментами . Фрагменты этих карт представлены-в табл. I, 2.

По квалитету заготовки, квалитету детали, глубине резания и диаметру сверла определяется общий поправочный коэффициент на подачу при совместной работе проходного резца со сверлом (табл.1).

По суммарному квалитету заготовки, квалитету детали и суммарной глубине резания определяется поправочный коэффициент на подачу при обработке проходными резцами, затепленными на одном суппорте (табл.2).

Эффективность предлагаемой методики показана в табл. 3 .

Расчеты показали, что применение этой методики при многоин-струмэнтной односугоортной обработке однотипными инструментами позволяет повысить надежность проектирования на 25% ,при обработке ранотипшми инструментами позволяет, повысить производительность на 472.

Разработан ИМ для коррекции подач по структуре многоинстру-ментной односушортной обработки на токарных автоматах и полуавтоматах, внедренный на АО "УРАЛТРАК".

На базе модели управления подачей разработаны алгоритм и компьютерная программа расчете предельных по точности подач при автоматизированном проектировании многоинструментных односуппорт-ных наладок.

Таблица I

Фрагмент из нормативной таблицы для поправочных коэффициентов по точности обработки

Коррекция подачи по структуре наладки Карта

Резец проходной - сверло Лист

Квалитет детали Квалитет заготовки Глубина резания, мм Диаметр сверления, мм

4 6 10 16 20

Поправочный ко эф. на подачу

I 0,75 0,79 0.86 1,06 1,24

12 13 2 0,81 0,85 0,92 1,13 1,32

3 0,84 0,86 0,95 1,17 1,27

4 0,85 0,89 0,97 1,20 1,39

5 0,86 0,90 0,98 1,21 1,42

6 0,87 0,91 1,00 1,22 1,44

Таблица 2

Фрагмент из нормативной таблицы для поправочных коэффициентов по точности обработки

Коррекция подачи по структуре наладки ' Карта I

Резей проходное Два резца Лист 2

Квалитет детали Суммарная глубина резания мм, до Суммарный квалитет заготовка

20 21 22 23 • 24 26 27 28

Поправочный коэффициент на подачу

2 0.96 ч0.91 0.85 0.77 0.69 0.Б9 0.53 0.47

3 0.97 0.93 0.88 0.81 0.75 0.66 0.60 0.54

4 0^7 0.94 0.90 0.85 0.79 0.70 0.65 0.60

12 5 0.38 0.95 0.92 0.87 0.82 0.74 0.69 0.64

6 0:98 0.96 0.92 0.88 0.84 0.77 0.75 0.68

3 0.98 0.97 0.94 0.91 0.87 0.81 0.77 0.73

10 0.98 0.97 0.95 3.92 0.89 0.84 0.81 0.77

12 0.99 0.97 0.95 0.93 0.90 0.66 0.83 0.79

Таблица 3

Сопоставление расчетов

Квалитет детали Квалитет заг-ки Глубина резания мм Диаметр сверла, мм Подача Сокращен, основного времениД

пред. метод сущ. метод

12 13 . i 16 0.45 0.22 51

вывода

В работе дано новое решение актуальной задачи, состоящей в разработке расчетного метода размерно-точностного проектирования многоинструментной односуппортной обработки на токарных автоматах и полуавтоматах с целью повышения производительности и точности обработки.

1. Разработана классификация многоинструментных односуппорт-кых наладок, реализуемых на токарных автоматах и полуавтоматах. Она охватывает 105 типовых наладок.

2. Сформирован комплекс обобщенных расчетных схем, которые отражают особенности наладки, играющих главную роль в перемещениях элементов технологической системы в силовом нзгружении.

3. Разработаны пространственные модели "точности многоинструментной односуппортной обработки, позволяющие рассчитать погрешность формы и точность кавдого выполняемого размера от действия сил и моментов инструментов многоинструментной односуппортной на-г ладки. ' •

4. Разработан комплекс моделей управления подачей для многоинструментных односуппортных наладок с однотипными и разнотипными инструментами.

5. Разработан FTM для коррекции подач по структуре многоинструментной. односуппортной налаки на ток&рных автоматах и полуавтоматах, .который передан для.использования в кО "УР&ЛТРАК" с годовым экономическим эффектом 121913 руб.

6. Разработан комплекс нормативных таблиц, включенных в "Ой-г^лт!шосщ>ошелъте руководящие лтержиы до проемтробонда на-.юйок и норжтивы врелени и режилов реэан.ш на тоиато-и&толатяие работ",- позволяющие определить поправочные коэффициенты по точ-

.ности обработки при многошструмвнтной односуппортной обработке однотипными и разнотипными инструментами. Использование этих коэффициентов при обработке однотипными инструментами позволяет повысить надежность проектирования на 25% , а при обработке разнотипными инструментами повысить производительность на 47% .

7. Разработана методика экспериментальной оценки поворотных жесткостей каждой из подсистем ("деталь - шпиндель", "инструмент-продольный суппорт", "инструмент - поперечный суппорт") технологической системы для токарных автоматов и полуавтоматов.

По теме диссертации опубликованы работы:

иКулиев И./«.Модель динамической погрешности при одноинстру-ментной токарной обработке // Депонированные научные работы; Биб-лиогр. указатель ВИНИТИ.- 1992.- N5.- С.51.

2./Л/лиев М.А.Методика экспериментального определения поворотной жесткости токарных автоматов // Депонированные научные работы; библиогр. указатель ВИНИТИ.- 1992.- N.8.- С.58.

3.Култв H.A., Врыод Е.Ю. Влияние числа инструментов на подачу в условиях обеспечения заданной точности при обработке на токарных автоматах // Депонированные научные работы ; библиогр. указатель ВИНИТИ,- 1992.- N8.- С.58.

4.Кулиев U.A. Модель деформаций при односуппортной многоин-струментной токарной обработке // Депонированные научные работы; библиогр. указатель ВНИТИ.-.1992.- 75МШ92.

5.Кул>1ев H.A. Модель точности при односуппортной многоинстру-ментной обработке //Депонированные научные работы; библиогр. указатель ВИНИТИ.- 1992.- 76МШ92.