автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Сокращение погрешностей обработки нежестких корпусных деталей

' - Государстренный Комитет РФ по дел&м

науки и высшей июли 'МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОК ЗНАМЕНИ 1' СТЛНКОШВТРШНГАЛЬШЯ ИНСТИТУТ

на правах рукописи

ЖЕРБАЙОВ ВЛАДИМИР ДЮТИЕВИЧ

УДК (621.9.011-187)013.3

•Сокраюте погрбЕиоотей обработки нежестких корпусных деталэй

Спэциаяькость 05.02.03 - Гехноногга иашЕостровния

АВТОРЕФЕРАТ днесэртацки на соискание ученой степени кандидата .

технических наук' ' •, '

Шсква 1992

Работа выполнена, на кафедра технологии машиностроения ; Московского станкоинструменталыюго института.

Научный руководитель - Лауреат Государственной премия,. > кандидат.технических наук,

'.''•'■ ■ :: ' профессор КРУГЛОЕ Г.А.'. :

Научный консультант. ! - кандидат технических наук,: * '

' ■ ' . , ■ доцен? ЧЕРВЯКОВ Л. Е

Официальные оппонента - доктор технических'наук, • V профессор ЭСТЕРЗОН Я. А.

. кандидат технических наук, . , доцент СЕРЕБРЯКОВ Е И. :

Рйдуире предприятие - МГЮ "КРДСШЙ ПРОЛЕТАРИЯ" ' ; •.

Задаа состоится "_"_1992г. на заседании специализированного совета К Ш. 42.04 по присуждению ученой етепеш кандидата технических наук £ Московском станкоинструментальноа институте по адресу: 103055 Москва, Вадковский дер. За, тел. 209-51-65 • ' • .

С десеерташей ыохно ознакомиться в библиотеке псковского сгаикоинетруиеоталыюго института за один месяц до гадай

Автореферат разослан "__"___1992г.

Ученый секретарь специализированного совета к. т. н., доц.

Егоров С. Е.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Одной из главны задач современного производства является Еыпенпе технического уровня и качества выпускаемой продук-и. Создише высокоточных технологий является одним из наибо-а зффгхтивных направлений решения поставленной задачи. Осо-¡п'о остро эта проблема проявляется в автсиатазярозанноа про-водствз, где с уходе! человека из процесса производства точ-сть обработки нередко унеккззется.

Перспективным налравлещеп создания гнеокоточных техноло-3 является рзешреше области управляимх факторов, опреде-щи точность детали в процесса ее обработки. Одним из таких кгоров являются пластические деформация конструкции детали д дейстЕ'лэи сил резания. Особенно остро негативное влияние зстпческнх деформаций отражается на точности неаестких дета-С технологической точки зре:шя под неяеетюши здесь под-зу1.:еваг/гся такие детали, деформации которых под действием л резЕШП сразите ко величине с допусками на размер, форцу й относительное положение поверхностей. Пластические дефор-щи привода? к уменьшению точности разиера, относительного лохешя и формы поверхности детали, а так же к увеличению равномерности припуска на последующую обработку дефорниро-

ванных поверхностей.

Пластическое дефоршрозаюю детали иске» протомить результате выполнения пзддого порохода иошшчзскоя сбрс.6от iiah сокращения иограииоотеО о0рз«)огкв носбхоя&о -то^ пу опенки этих деформаций и их учета при проешфсшкш тех» логического процесса (Ш).

Наиболее слоашю в производстве msrnmcn кагашиэ кор пу&од• д<з18яи> Ucmtmjama « шсжссчmwm корпуса «ыеш как краамло» cpi&m rsöspa-ra и «зссу, <$олш>в количество за neirer-$. vi поверхностей с достаточно mtcomzi чргбоганняш » к; psaacp, формул относительной потеюе £s «рсстрансгвэ. [у оьжишюм ш требосшй часто яршадагся нргазяить слот к дорогостоящие теиюяогачесше psEsjsM, ßanexy о качеств объекта исследоввний шбраш кегзсше ttßpa^ctm сред иях гзбернтов.

И е л ь р а б о т ы. Кшйдоз2Ш прсцзссз обрзгеозшш я разработка способа сокращения погвошюетсй обработка, kjsbsi них пластический деформациями аегесткоЗ йориу«»3 детая: во действием сил резаная.

15 етодипсс ледово и и я. В теоретических исследованиях и при разработке метода количественной сцашг пластических деформаций йспояьзсошсь осшвше нологакш тег нолопщ машиностроения, пластичности и обрзбо.-с! шыi лов резания. При расчете одекой деформаций стекая корпус^ детали использован кетод яереыевдшй конеч«ах где«г«то

чйтпой cxeiu конструкции детали. Анализ эксперицентальшх saix основан па шгоде корреляционного анализа. Скстешшй ход и ргшшэ задачи сокращения погрешностей обработки oneii из таор:я спхзсбучоюгдасл ¡кбернетнчесшп спстеи. Невка ^орпфозагая структур ТП програшдю рзаянзованы на ш-

Д1ШЫЮМ ЦЗЕТрЗ ЙС$ЗДр1! ШЯОЛОПШ ИЕЕШОСТроеНИЯ М0ССТ8Н-Q.

Н а у ч з! а я и о о и э ii а. В процессе провэдения иссдэ-вний рзшш слодукгаэ вопроса, прздставлящиэ иагшув но-37.

1. Прздлсггзн изтод, позЕолягсгй :iD этгшэ проектирования обоспсзсзаю рзгать спдачу соярЕДония пограшостей обработ-ШЗНШОШ ШКИтГОСШИ Д5;)С|Г'ф033т«С>] конструкция детали ДбЙСТПЙЗУ СЗЛрЭЗЗИМ. .

2. Разрсботвна гзто/зп'-я тоорзткческой оценки пластических эрагцай cremst нэгюсткой корпусной детали под действиеи сил шя, изобходшя для формирования структуры ТП.

3. Вскритн свлзя незду точностью детали н процессом ее з-кпоского дефср^грозгшя.

4. Прздлсяен формальный способ автоматизированного гсвмкш иарзрутного ТП.

Проктичйокаяцскностьработы.

I. Предложенная аетодаха формирования структура ТП позво-г повысить точность обработки нежестких корпусных деталей, гребуд дополнительных затрат средств я времени.

2. С помощь» созданной иетодаи козно создавать не толы« новые ГП обработки некесшк корпусных деталей любых коифкг] раций, .но и корректировать существующие тп механической сбрг

бОТКЙ.

3. Предложенная иетодака позволяет формализованно решат: задачу автоматизированного составления маршрутной технолога ке прибегая к экспертным системам. При этом программно ре ели зоваиная методика мозет быть встроена в существующие САПР ТП.

Реализацияработы. Основное результата работы принята научно-производственкыа обьедкнэняеа ЭНШС в ра» ках отс тов по треп хозяйственна договорам 86-32, 88-42 81-33) для рассмотрения к внедрению на предприятиях отрасли.

Д. п р о бац к я р а <5 о т и. Результата работы докладывались , обсукдадись и бнлн одобрена на заседгкга кафедры тех нолопш машиностроения {Московского сташшнструмеитальног института /1987г., 1ЭЭ1 г./, на IX, X, XI, XII конференции болгарских аспирантов в СССР с иесдународнш участие« /г. Москва, 1987, 19ВЭ, 1989, 1990 г.г./, на Всесоюзной кон$ереи ции КТ11-89 /г.Москва, 1989 г./, на конференции "Проблемы кн-тегрвции образования н науки" /г.Цосква, 1990 г./.

Публикации. По материалам диссертацгш опубликовано 1Z печатных рабог .

. С т р уктураиобьемработы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих заключений, обдо выводов, списка использованных источников и приложений. Работа из

«гена на 172 страницах иашюпнсиого текста, содерзит 12 рисунков, 6 таблиц, список использования источников s 88 наименований и прчло-гешй из ЮО страницах.. Обций обь-i 345" страниц.

СОДЕРЗАНЙЕ РАБОТЫ

ГЛАВА I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНЕЕ ВОПРОСА, НАПРАВЛЕНИЕ, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КССЩ0ВШ1Я

Тохяояогичзскае вопроси сокргпенш вогрегпостей обработка

•дробно рассмотрен! в ряде нзу-яш рсбот Б.С. Бэлзкглна, Ю.М. •яо'лекцзва» В.Г. Метрофзпова, Il.il, Колесова, Б.Н. Базроаа а др.

Вопросу сокращения погрешностей, вызванных пластическими фор;.'ацияш стенок детали под дейсвтиеы сил резаная, уделя-сь шло внимания. Мезду тел пластические деформации являются зпш из донинирущих факторов, опрэделаякир« точность обра-тки нечеткой корпусной детали.

Проведенный анализ научно-технической литературы позволил тновкть следущэе:

I. Известен ряд цетодов сокращения влияния различных сгавлящкх деформаций стенок детали на точность обработки. В еювком, эти метода сводятся к подавлению отрицательного воз-Зствия следующих факторов: сил резания, тешературц, способа

получения заготовки кесткости ее конструкции, споеобз устан ки заготовки на столе станка и влияние физических свойств материала. Анализ процесса деформирования невесткой корпус! детали показал, что существует еще один фактор, определяй: ее погрешности. Этны фактором является последовательность с работки поверхностей детали, и действует он через гловвльн пластическое деформирование всех стенок корпусной детали.

2, Решение задачи сокращения погрешностей обработки, вы; ванных пластическим деформированием детали, заключается в фс шроэаши такой последовательности переходов механической с работки, что каждый последуквдй переход сопровождается ыеньы мк де»т риацнямм детали по сравнению с предыдущим.

3. Реализация этого способа сокращения погрешностей обр г ботки предполагает наличие информации о деформировании загч говки в результате выполнения каздого перехода. Сопреиент расчетные метода получеыи этой информации обладают не шсою точностью и универсальностью. Учесть индивидуальные особе! ности заготовок и технологических процессов, повысить точное оценки деформаций ыоано посредством экспер1шентального опред лекш или уточнения соответствующих расчетных зависимостей I основе результатоз размерного контроля.

Для достушения постзълениой цегм необходимо решить следующие основные задачи:

I. Теоретически и экспериментально исследовать- особенности процесса пластического деформирсвашя нежестких кер

®х деталей под действие;.! сил резания и его влияние на точ-ть изготовления.

2. Разработать методику оценки деформирования детали.

3. Экспериментально проверить сходимость теоретических нок пластических деформаций с реальный процессов дефорниро-ая детали в процессе ее обработки.

4. Разработать метод формирования структуры ГП, алгоритм рограшное обеспечение назначения последовательности выпол-ня переходов механической обработка.

ШЕ\ 2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ И МВГОДША РАСЧЕТА ОЦЕНОК ПЛАСТИЧЕСКИХ ДИОПШЩ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ В ПРОЦЕССЕ ЕЕ ОБРАБОТКИ

Технологический процесс обработки корпусной детали ыоано дставить как последовательность пластических' деформаций леднеЗ. Эти деформации приводят к изменению размеров, формы тноснтельного положения поверхностей детали. (рис Л). Фор-ование обрабатываемой поверхности сопровождается слояньш табилькш упруго-пластическиы дефорыированиеы стенок детали : одновременной снятии слоя материала (рис.2).

Поэтому теоретическое определение абсолютных величин пог-яостей обработки детали чрезвычайно затруднено. В работе

ÍJave>i<?ínie сгнсонтопмглго лплокенЕЯ к формк поверхисстьП при пластическом «сформировании ненгсткой корятсисш а;>г£лп uouoötiuxofci jicpmî

v2

О . — смешение центра отверстия / — иг.жс1!!(а-:ьнdp изч некие <|ормы а:Е?рхмостя

Fnc. i

Схема заанмоэавнсипсго влияния деформаций заготовки п неравномерности припуска на точность обработки.

Исяояшх» величины и степени неравномерности припусков у заготовки

Обработка заготовки на первом перехода / Неравномерность припуск» порождает неравномерность силово- . го воздействия на конструкцию заго -топки

Неравномерность процесса дефории-ровакпп заготовки

5

Изменение формы и относительного положения поверхностей

Обработка заго танки на 1-том переходе / Увеличение степени неравномерности процесса дейор-

мирования Заготовки

ботха ой-V. кончен

Изменение веян- |

чины и с теп они 1

■ нет неравномерности 1

припуска на тгсс-;

ледующих пере- '

ходоп ' ;

Точность обработки детали

Рис. 2

принято допущение, что яйне деформации детали уменьшают ее точность. При это« различные последовательности обработки приводят к различной конечной точности детали, .

' Оптимальной последовательностью переходов является такая, яри которой каждый последующий переход приводит к меньшим деформациям конструкции заготовки.

1

г/т т т т

, й > 3 ,.>. ..5: <1 . 2...г й .

рИ р 12 р1 )

где 0 - последовательное ■ переходов; р - ¡1-й переход

гп, '

а и - иаксиналъная пластическая деформация детали при вшо-' лненш 3-го перехода.

Формирование структуры ТТ1 осуществляется аа основе срав-нешш шяду собой деформаций детали, вызванные воздейстшеи .сил резаная. При этой каадоиу переходу должна бить поставлена в соответствие груша оценок, каядая из которых отраззет шксашьннй пластический изгиб одной из стенок детали. Так как сравнение переходов по "оцеккаи деформационной способности" (ОДС) ысеет осуществляться на качественной уровне "больше4 - "меньше" - "равно", то в качестве ташс оценок йогу т быть кспользозаш лябые пграиетра, значения которых про-порционалыш значениям пластических деформаций стенок детали.

условиях упрушшстаческого деформирования таники параметра являются расчетные значения упругих прогибов боковых сте-3?. детали, связ8шиа с полным упруго-пластическки прогибом по звестной формуле:

ау

!.е У0 и Уу - соответственно полный и расчетный упругий прогиб стенки;

Ау и иу - работа и энергия при упругом деформировании; м - коэффициент Пуассона.

Для определения'упругий деформаций стенок корпусной дета-

кспользован метод перемещений конечных элементов расчетной конструкции детали (рис. 3 ). Выбранный метод зволяет иоделировагь нагрупенпе деталей любой формы и слоз-:ти, отражает реализуемую схеяу базирования XI обеспечивает мелирование нагрузка детали в различных точках приложения I реззшш. Максимальный расчетный упругий прогиб стенки яв-гтся оценкой ее пластического деформирования.

Однако выбранный метод расчета оценок ОДС переходов обла-т рядом ограничений:

а) модели деформированных детали присущи все ограничения,

Расчетная схема корпусной йаготовки

номер узла

1 хг

номер конеч-

ного элемента

_ ! 37 51 65 79 33 7 107

З^^з^ 117 122

I Х.20 !

т I 1 I I I 1

1 • 1 1 1

I 1 I 1 I 1

■ч-!——

С I -■-. — 1 ч '■> I ! "'--ч,

^ 1 4 ^ I ■ К,

'МХШХ-Ш-к

о

Днище заготовки

47

91 75 §9 103

- — - у + —+ -

/—ч¡38 ; ; ; ¡94

-4-— (

--

СО-¡41

.4-----¡----

I о-

-Ю1'■ г^ ти }

"лг. 56

т

108

! 13 118

123 ,26

XI

тъчгя. л;;я

гы' стГшог

1

пущения и погрешности базовых методов расчета сил резания н ругах переиещекнЯ узлов пространственной конструкции;

б) а модели дшшшчесний процесс реэзшш заменен стати-сккы нагругв!шен детали;

в) расчетное значение сила резашш считается стабилышы, зряпуск на иехашгавскую обработку - постоянный и равномерно определении;

г) перед определена ОДС для любого - перехода, исходная счетная меыа конструкции не дефор:шровзна и стенки детали ковш как идеальные плоскости;

д) не учитывается процесс снятия слоя материала.

' • Описанные ограниченна предопределят значительные поганости расчета ОДС. Однако репеше задачи сравнения ОДС рзз-!41шх переходов шгду собо1 и не требует точного определения юолшш величин деформаций. Основное условие расчета ОДС -(еспечение пропорциональности упругих и пластнчсеких деформа-й. Выполнение этого условия в предложенной подели необходимо ¡сверить экспериментально, сравнив отношения пещу расчетными 1С и фактическими деформация,« детали.

гирл 3. экспершентдлыюе исследование пластических дефошщж корпусной ДЕТАЛИ

Целью экспериментального исследования является проверка выполнения принципа пропорциональности фактических пластических дефорцаций детали и их расчетных оценок.

В качества объекта исследовашя выбрана нежесткая корпусная детали коробчатой форны (см. рис Л). Материал - серый чугун - лыбран из следующих сообрагеняй:

1) серый чугун практически не подвержен поверхностным пластическим дефорациял в процессе иеханической обработки;

2) при первых нзгругешях в жащои направлении деталь из серого чугуна подвержена заметши пластический деформациям да-ве при ¡¿алых напряжениях ( в той числе, теоретически упругого дефоргирования).

3) выявив пластические деформации чугунной детали, можно утверждать, что нра аналогичных условиях обработки детали из пластического материала (сталь, аллшший, латунь, титан и т.д.) пластические деформация будут иметь еще большие значения .

Исследование деформирования детали из серого чугуна позволяет с одной стороны, шшшзкроаБть пластические .деформации поверхностного слоя материала, а с другой - распространить ре-

Глътат:и эксперимента на пшрокий круг конструкционных натерна-эв.

Исследуеиая операция механической обработки - торцевое )2зерованне поверхностей стенок корпусной деталь Эта опера-5Я сопровождается значительная нагрузшм со стороны инстру->нта и гзроко распространена пр:-1 обработке на станках с ЧПУ ша ОЦ. Обработка производится на горизонтально-расточной ганке 69040!:*-2 типа ОЦ.

При экспериментальном определении пластических деформаций шолнен ряд нер по шшпдазащш остальных составляю:?« оста->чных деформаций детали. .

!.!ннт.шзация дефорнащй от перераспределения внутренних лрйгеннй достигается предварительны» снятием поверхностного :оя материала и длительным старением. Всшгаение возшшюве-л остаточных напряжений в поверхностное слое из-за-тецпера-рннх изменений структуры металла и уненьшше глобальшя • нпературкых деформаций детали обеспечивается предельшн наг-воы материала в зоне обработки не более 250 С. Тогда, по ые-.

углубления в катерна л, температура резко падает до 30°С и актически не отличается от цеховой. Для чугуна такие текпе~ трнке условия обеспечиваются при скорости резания ? 8 ы*шш",подача 3 < 0,5 ш*об"} глубина резания з охлавдешя.

йпшшзащя деформаций и напряжений, вызванных силами крепления, обеспечивается способом установи заготовки,

при которой силы закрепления направлены по осям базирующие элементов, шшрозазорн мевдр базовой поверх ностью заготовки и базирующими элементами выбираются при поыо щи прокладок из аллшиниевой фольги.

Пластическое деформирование детали в процессе обработки приводит к изгибу базовых стенок детали. Измерив и сравнив профили нарушай поверхностей стенок детали до и после фрезерования одной из них, иокно определить остаточше дефориацш необработанных стенок. Эти деформации ыозно считать пластические; так как обеспечена условия, при котором значения все; остальных составляющих остаточных деформаций стреняться к ну т.

Измерения профилей поверхностей стенок детали произведен при поыощи измерительной системы И0В212-Е с индукционным датчиком 1233, а результаты измерений записаны саиогшсцеи Н338-1П. Индукционный датчик закреплен в специальной 'оправке устанавливаемой в шпинделе станка 6904ЕШ2. Таюш образом бил ■ создана измерительная система, использующая приводы и работе органы станка (рис.*-). Экпершенталыю определенная максимальная погрешность изыереиия при помоем этой систем состаила величину 4,5 нкм.

Перед на чалоц обработки были измерены профили поверхностей всех боковых стенок детали на трех контрольных уровюи икоты этих стенок. После обработки кавдой из четырех боковш стенок все измерения повторялись. Фактические пластические дэ

Траектории измерен:«! профилей поверхности на трех контрольных уровнях нысогы боковой стенки детали

\_4

1- деталь

2- индукционный датчик

3- прибор МОД 212-ЕБ

4-• самописец Н338-1П '

5- стол станка

6- траектории измерений профилей поверхности

7- оправка станка

Рис А.

фориащш стенок детали определялись как разность соответствую-цих профилей до и после выполнения каждого перехода. Затеи экспериментальные данные били сравнены с расчетам* селичашя соответствущад оценок дефорцирования. Степень соответствия расчетных оценок фактический величинам пластическая деформаций отражались коэффициентом корреляции:

Е (и-и) * С(1 -0)

' J

/г, - г и - 2

Е (и -и) #

l=^

- "I .

и-Е--' О-Е —

п п

где и сГ - значения оценки деформации детали в ) -й узловой . точ1се расчетной схеш конструкции детали (см.рис.4).

Анализ результатов экспериментального исследования показал, ЧТО!

1) Каздцй переход цеханической обработки вые :ваат пластическое деформирование всех стенок корпусной детали (максимальный пластический прогиб составил 38 ... 43 шш);

2) Фактическое распределение плвстичских деформаций по стенкам корпусной детали,в основной, совпадают с теорзты-

ÍSCKTOJ '' ;

3) Связь цезду машшальянш значениями расчетных и фэк- ■ отческих деформаций стенок детали определяется коэффициентами горреляции К=0,77 для непосредственно обработанных стенок и 1=0,97 для остяльннх стенок,

Таким образом, расчетные значения ОДС переходов в общей »траяавт ре а льну о картину пластического деформирования детали ■ ногут быть использованы при фортаровашт структуры техноло-пчесхого процесса.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ТШ0Л0ГИЧЕСК0Г0 ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Fia основе теоретических и экспериментальных исследований эоцесса пластического деформирования невесткой корпусной де-ш под действием сил резания разработана методика форкирова-ш структура ТП, позволяющая сократить погрешности обработки ¡теш, внзвшшче чтжя деформациями.

Центральной чястьа предлагаемой методики является опреде-tae последовательности выполнения переходов иехзнообрзботки. едвартгешю па основе традацяоншх истодов определшгтсн е;з базирования детали из различных операциях неханообработ-, планы обработка всех еа поверхностей, режима резания.

Далее по предлозетюй в работе методике производится

расчет оценок пластических деформаций боковых стенок детали для каедого перехода механической обработки. Машшальцое зна- 1 чеше расчетной деформации 1-й стенки детали пр" вшоднешщ

Г»!

3-го перехода ц ¡ является оценкой деформационной способности (ОДС) этого перехода к по отношению ко всей поверхностны, распространенны!! на 1-й стеш:е детали. В результате ешсшш-нал всех расчетов каадоиу переходу п^ из полного множества переходов У ставится в соответствие шогество ОДС, состоящее! из N оценок (где И - количество стенок детали). I !

Анализ приоритетности переходов в структуре ТП основан на | | сравнении незду собой ОДС этих переходов. Вначале сравниваются;! ■

И' ;

ОДС, относящиеся к"необрабатывае1аи стенкам"(0ДСнс).Эта стешщ I

I

деформируются в результате пршшеная скш резания к "обрабати-1 Баемой стенке",и их 0ДСнс описывают "чистые" пластические деформации детали в целой. Для сравнения ценду собой переходоа

НС

по значениям ОДС предварительно для каядого ¿-го перехода наполняется операция упорядочивания ОДС в порядке убывания их

НС НС

значений (последовательность ОДС -Ц ). Затем перехода сравниваются ыеаду собой сначала по максимальный значениям первых

НС

алеиектов последовательности » В результате чего создается приоритетные группы переходов с одинаковыми оценками

НС

и 4 . Внутри этих групп происходит упорядоч1шакие переходов

J не

по убыванию значений Ц2 . Пр15 этой образуются приоритетные

групш 2-го уровня. Такой анализ иохет ¡шеть N уровней (по коне

.качеству ОДС в последовательностях I (рис.5).

Пример последовательности синтеза структуры кашрутного техпроцесса на первой эпик анализа приоритетности перекодов..

Определение множества переходов и соответствующих им подмножеств оценок деформаций стенок детали__•__

"i ¡о(а1,а2.а-ДЪ(Ь: Ъ2,ЪЗ) | íc(cl,c3,c3;:d(dt,dS.d3)

¡ í(f 1 ,Í2.f?);h(hI,ii3,h3)

сравнение первых членов поелед-тей оценок;' ,¡ bl>gl=e 1== И >cl =гП>е l~hl

Синтез приоритетны:! групп Пйрвого уровня' L»__

Сравнение вторых членов послед-тей оценок в группах 1-го уровня: aS>g2={2; c2=d2; h2>e2

Синтез приоритетных групп второго уровня Li*jg

Сравнение третьих членов последовательностей оценок в группах 2 -го уровня j?3>f3; c3>d3_'

Синтез приоритетных грз'пл третьего уровня L"3C

1 CilKicU G7J/jm'7j ¡jil /iapíXi^y

ного техпроцесса С ■

rpvnna1 b

группаJ

г рулпо

гр.4

J гр.2.3.2 ij

¡ f ¡;

\ i—,—

П/

I ТТ г» Г» Т Т,

-¡ полнен iri переходов ¡ rJ-a-jj-f -c-d -h"-"

?кс.5.

Второй этап анализа заключается в упорядочивании переходов внутри приоритетных групп по убывания ОДС "обрабатываемых

ос ;

стенок" (эти ОДС описывают влияние силы резания на ;огрешость обработки поверхностей, принадленаащх только "обрабатываемой ' стенке" и анализ проводится отдельно, для каядой стенка). , Если после всех вышеуказанных операций в приоритетных подгруппах остагвтся неупорядоченные переходы, то на 3-й этапе анализа последовательность их выполнения (в пределах своих ! подгрупп) устанавливаются по убыванию значений квалитетов точ- I носта обработки поверхностей на этих переходах. I

Далее из всех приоритетных групп синтезируется глобальная . последовательность выполнения переходов, форьафущаяся при обьеданеши всех переходов в порядке возрастания номеров про-рцтетных групп,

Последним этапом формирования структуры ТП является коррекция полученной последовательности переходов согласно пршш-тш планам обработки. ПРи этои все изменения очередности наполнения переходов могут производиться только в направлении "к началу" ТП (что исключает возможность выполнения перехода с высокой ОДС в конце процесса обработки).

Алгоритм назначения последовательности выполнения переходов обработки корпусной детали (рис.б) программно реализован на языке НЗСАЪ в системе ОС-РВ на СМ ЭВМ.

В работе представлен сравнительный анализ структур ТП обработки сложной норпуоной детали по предлагаемому и базовым

Алгоритм формирования последовательности вкпол-неийп переходов о процессе гюханическсй обрабог кп нежестких ксрпл-сных деталей.

Исходные данные: г4~ ясл-по стенок.; мпо-|

жесию дз К переходов (номера п сод?р:«спшхе пере- ' ходси); и--|и|- множество ОДС' переходов; Г=|1]({- | множество знач-энлй кэалитетоп обрабатывает.гх по-| вкрхностей, 15 =■ 1 З&Дс— множество планов обработки | поверхностей детали |

Формирование убйгвйюппчг последовательности она-некий ОДСнс; чмдо;тение ОДСос (и/?<;)

J

-и

1 I " ' П Л / ч' Н А Т

Ропделенно переходов по г—- Х= 1}— -[

приоритетном группам р"0; 1

(первый ;этйп анализа)_^ I

Выделение групп равно— | Разделение перехо— приоритетных переходе?» гЧдсэ по приоритет- |

-------| кьш группам Г'-го. '

¡З'ровня знутрн групп'

—1

Х=Х+ 1 ■ --1 (х- 1)~го уровня

I

_____ - -) I анализа но мере

У д^ ¡ уменьшения значе—

! |ний элементов №

--!-:--!= ---- >

Упорядочивание равнопрпорптетных переходов по \ значениям внутри подгрупп С}_., объединяющих ! переходы по обработке одноименной стенки детали I (пторой этап анализа): _•______|

Выделение групп рганнопрнорптетных переходов \ знутрп ка^дойпсдгпуппь: 1.^, определенной па пре—1 дт*щен этапе анализа ' !

порядочивание равкоприоритетных переходов по

еа

?НЭгениям 1Т ВНУТРИ КАЖДОЙ ПОДГРУППЫ "31

&ор1шрование с б шей доелед-ти переходов С ¡31:0 К токзлькых сос~-т?й: Ьу к приоритетных групп 1А„

ТГсррекгдпя структуры "Ш гтс гоглассваинсстл с~гГлс-нзми у бра бетки ¡X

Ри С- 6.

иетодаи. . ■

' ' 1

Разработанной штод лешэллЗУ строго формализовать ' процесс казначеш1л послэдожеяьискш переходов в ирод л&% сшра-щш, не требуя шедеш ушжото делзш переходов 1ш "чзраФ-гае\ "чистовые" и 5'.д. Тай как новая изтощш ожнсзтся V! базовых только введением нового критерия, то ее шшо опродз-лить как более обзщА по отношению к традиционный способ фор:л-рования структуры ГЛ. , . |

Предложенная иетодика ориентирована на ТЯ для автоиатизл- | ровашого гибкого производства, позволяющего выполнять обра- | ботку поверхностей детали в любой последовательности.

В работе рассмотрены мероприятия по повшешт точности определения ОДС на основе использования результатов операцтон- ■ кого раздерного контроля деталей. Анализ ОДС переходов позволяет шявпть критические перехода, на которых целесообразно использовать активный контроль размеров детали.

Приедена обоценная методика использования результатов активного контроля для коррекции предварительно сфоршрованкой структуры ТП, а ток ке для получения функций управления рагн-иаш разания иа "критических" переходах,.

Для информационного обеспечения такого травления точностью обработки требуемся больше количество измерений теку-цих значений параметров технологической сис-геад. "Узюш пестом" ресения этой задачи является операционный размерный контроль, которой требует значительных затрат времени на его

роизводительности размерного контроля разработана методика ¡ор?лфова1шя структуры измерительной операции, позволяющая заменить часть прямых нзмерешй косвенными, что значительно сокращает затрата времени на их выполнение. Методика основана на ксиеринонтальном определении наличия и Еида корреляционшх аязей меяду различными размерами заготовки и детали. Получение зависимости используются при замене прямых измерений освенными. Формируемая при чтом стру.чгурэ измерительной операции является результатом репешл задачи определения наимень-¡его покрытия графа коррелящюлмпх сзязей между всеми контро-ируеиыми размерами детали или заготовки.

Слудует особо отметить, что решение задачи уменьшения ие-'ативного влияния пластических деформаций детали на точность е обработки является составной частью глобальной задачи беспечения точности изготовления, и поэтому не мо~ет дать за-етного эффекта без параллельного уменьшения негативного влия-ия на точность со стороны других факторов, в том числе температурных, упругих и остаточных деформаций детали, В работе асснотрен кошлеке мероприятий по обеспечению точности обрэ-откя незестких корпусных деталей, который сводится к обеспе-

птттг*■> т^гтггп »т»'Г\лЛлг»«»т»гЛ •

к станочному оборудования; - .к приспособлению;

к инструменту; к технологии.

ГЛАВА 5. ТЕЯЖО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГТШЕНЕНИЯ НОВОГО МЕТОДА «ОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОРПУСНОЙ ДЕТАЛИ

I. Экономическая эффективность от внедрения разработанной методики формирования структуры ТП получается в результате: !

а) повышения точности обработки детали;

б) сокращения количества переходов или проходов при сохранении требуемой точности обработки.

2) Расчетный годовой эффект от применения ТП, разработан- ; ного по предлагаемой методике, при изготовлении детали типа кронштейн составляет 1300 руб. Для двенадцати аналогичных деталей, изготавляешх в условиях завода "Красный пролетарий", годовой эффект составляет 15000 рублей.

3) Вне дрене предложенной методики не требует дополнительных материальных затрат. Методика ыогет быть использована для совершенствования структур существующих ТП.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Из оспопз пшкшентих теоретических и экспериментальны! исследований ксшо сделать следуг^е основные выводы.

1. НаЯдеко псэсэ резенла актуальной научной задачи поекз-ппя точности мхапэтескеЯ обработал, гогещзй существенное зпа-•!0(пе для моишостроэшм, и зэклэтэпейся в тем, что ппергло рирпботяпо гатодяка, позволящая пэ этспй проектирования тох-Лологаческого процесса (И) сократить погрэпшоста обработки пегесткоЯ корпусноЗ детали, вызванные ее пластическим дефор.п-рзанием под дейстаяен сил рэзаягм.

2. 3 результате теоретически: а зяспершдантальннх всслздо-азяяй ваязяеио, тто кгадай пчрззод "эмгаческсй обработки ио-гэт ссгфовохдагьса глсб&лькгт» пласютесгапя де<5ормащмхз кэ-"зетле! псряуслсй детали. ТП сспровсэдается последоватеяьпос-тьэ пзебрагалк пс.'зпепгй форта з отиосягельного яолояешш по-коршео;. детелп» что уиеяь'звет ео точность я увеягпшзет пз-рзккгзр?-гость припуска пз обработку.

3. О-тг-м -а яо'^пщгга факторов, спрсдздящял озлячпш оогрсстестеа обработки, является последовательность елшшсот поргходез шхаяпеслсй обработка. Для уюньпзвзя этих яогро-гмтеЗ г.гсФго/'Г-.'о сСсрлрозэтъ таяу» структуру ТП, в которсЗ штастячеейна дефорягцтл дотзлп пра ггзхгяйзсхо.З обработка па кпдсу порозодз из доизз! престать ез плзспиесют дефорз-цзО пз прздндуг^т! переходе.

4. В рэзультата теоретического ч окпергс-'ентзлъшго ггсслэ-довапзЗ ешшязно, что в качества прздйарптсльшх сцепок деформационной способности (ОДС) переходов на этапа прсапткрозаппя

131 иогут бить Еспояьзозаш расчеши аначешл цаксаалыая упруги! прогибов стеноп невесткой корченой детали аод действие:: сил ргзшш, которое с условиях упруго-пласпгческого де|орщро-вшеш пропорциональны соответствуй^ пластически дефэщацзяп,

5. Заачашш ОДС пережодов опраде^гшеп катоду переиецэ-Е2ХЙ вокэчкш элементов теоретпческоЗ расчетной схеш детала, ГШтпвсцэС аьщ бвзарования последней на столо стошсз ц точ-1Ш щшосекш ргсчетшх сыл резания.

6. Предлагаемая ^зтодшел формирования струитри Н (УШ^з1

ется от традацаоншх теи, что последовательность перзхсц;оз <ш-:

ч

радзллотся в результате Бвдлешшфцоратеткл груш перзгодоз из плепм'о га ццссгства па основанш трах этшоа срашагаолыюя глашза "оценок деформационной способности" (ОДС) породадоз I ДОСТЕЕИОЭ ТОЧНОСТИ ОбрЕбОТКН, С ПОСЛЗДУЕ£У СЦИТСЗОЛ КЗ 8ИЕ

групп рекомендуешь структуры ХП, корректируемой на согласованность с прлштшд планаш обработки поверхностей детслз.

7. Разработанная програшзная реализация алгоритм £о|ш-ровашгя структура ТП позволяет овтоизтыаарозать процесс состш-докш иаргруткого ТП, используя нетрадиционный крслерлЗ олтп-цззоцшз - сокращение погресностей, шзвашш шистачвстаз £2-Соризцаап иеЕаскоИ корпусной детали.

8. С цзльи повьшення точности определения степана влпяшп £шстнчаск2х дефораащй на точность нежестких корпуеннх дата-хаЗ разработан олгорати ц основные принципы получения г шюльзогешш зикраческш расчетных зашсхшостей невд дефор-шцикга п погресностш! технологической систеш. Разработан

псссО Ояртропзгпя структура сшзргцлп рзетзрпого г.оптроля, оазолйгг^З супзстташго полезть прсггзводтгелыюстъ теяшога-эспсЗ орт полпэгет говорящая о раг'$эрзх детали о

рсг^си еэ обргботш. Способ сспозсп пэ сарздалзпзя пюзякьгз-а позрятая гргфэ коррэяяцаелги связей рззяттает рззгэ-

Д9Т0ЯЗ.

9. Рэарсбэташал «мтодаа прооотпроэшш структур! ТП рептаропэнэ из астсаатпгпрозашюэ ярсззподстзо с гасояоЗ сщеотращей переходов пэ саергцзях мжэшчэснсЗ обработка, о гоззт бэть попользована п а сОппоз пропззодстзв. "зтодзпэ оезоляот сэ только проэнтнро^эть пог':э га, по п корргптзро-зть сугзстаущпа тохнологш. Прт-зпэелэ 'ятеглия вффвкгяппо р 7сшгая еяю/люшш каяшкеэ трэдкцлоеки нэтодоэ ссарс^э-м погрсгносгэЯ сбрзботгп лэшетют щщсаа детолэй.

10. ЗгляссггеасязЗ от езэдршл преддазяппоа гатодз-з Сорарозстта структура ТП пояучсотся з результате: '

а )попга1гптлпсотг5ор^ а отпоептальпого погезвпм гзрютстсЗ дэтап;

3)уГЭПЫЭ!ГШ ПОЛЗЧЭСТВЭ ^ПСТСГ-П пзрзходоэ п проходоз р сохрггэпп трсбуг_*сЗ тотахта сбработш ¿этап.

. Рпсгзтеся сзптаа тэхпогогггпег.его с";зтс?э о? пржэизгая щсСсктесЗ мгодпта а 7сгоая зготдэ "Кряий гтролзтгртП" п 12 нспэноззазЗ гагзстаях яфтегя дэтздгЯ ссстзпяя ссасз гСОО рублвЗ 3 год.

Основные результаты работа излоааш в с/юдуксде ПубЛККа-

циях:

I, Круг лов Г. А., Щербаков В.Д. Повшгашв то-тоста обработки корпусных деталей.-Вестник ыашнострсенпя Д 930, N 4, с.43-46.

2.Червяков Л.М., Щербаков В.Д. Проектирование структуры операции контроля в ГПС.-Вестник иашностроевш, 1990, Н 7,с.48-50.

3. Крутлов Г.А., Щербаков В.Д., Ескпеико И.В.-Повышение точности обработки корпусных деталей посредством управления структурой технологического процесса.-Станки и КНСТруыенгыДЭМ.И 3.0.34-35.

4. Щербаков В. Д.Влияние деформаций заготовки на точность обработки деталей р условиях ГАП.-Товзсы выступления IX научной конференции болгарских вспиршов о СССР с ша-дуцирод>ш участием.-Москва,1987,с.31.

5 Круглой Г.А., Червяков Л.11,, Щорбскоа В.Д. Повшнаш точкосгк шхшчзской обработки корпуаш датолэй а условиях ГПС.-Тезисы выступлений X научной конференция болгарских аспирантов в СССР с ыеддународнш участием.-Москва,1538,с.54. а

6, Щербаков В.Д. Организация ннфориацяонного процассав обеспечения точности' изготовления деталей в ввтшатнзнрованном производстве.-Тезисы выступлений XI научной конференции болгарски аспирантов в СССР с

«ездукародши участиэн. -Моеква, 1939, с. 55-56.

7. Круглоп Г.Л., 'Червяков Л.П., Щербаков В.Д. Формирование структур технологического пронесся мехттескс?! оОрпиотк» лехестких корпусных деталей.-'?еэпсн поступлений /Л научной кокуереицап болгарских шшрпитоя » СССР с мез-дународным участием.-Москва,1990,с.64.

8. Круглоп Г.Д., (Иербяхоп З.Д. Повнпение точности обработки корпусюп . демши-Птзралн Всесоюзной ;:с!гЬера!П1Ш1 1СШ-89 ('(с • •.п--7срск0-тзх!Ш0ГЛческая '.шформртаи.Лвтснатаззфозлнкс;-: .-лаиш а технологий)-Москва.

с,134-142,

9. Круглен Г.Л., Червяков Л.М., Щербаков В.Д. Повышение то'чюстп механической обработки неаестких ксрпусних деталей посредством управления процессом Лорнирования структуры технологического процесса.-Тезисы докладов яаучно-иетодтгческой конференции "Проблемы интеграции образования я науки"-Москва,1990,с.3.

Ю. Создание и введение в эксплуотацию на Вильнюсской оэводе Дальгиртс гибкого автоиатнзированного цеха для сбрзбот.ш корпусах деталей/ Отчет по х/д теме N 86-32,УДК 629.0,СЗ-52}йзЗ < 511# 53.0015.-Москв а,1987.

II "жг.жггл рэзрйОода технологических требований й прслзгядетззкксму сбср7лсззш:я гибкого автоыатизяро-П2Ш!ого завода/ Огт по х/д теж И 83-42,УДК 629.9.06-52: 653, 5И. 56.0019. -Шскзэ ,1588,

II Исследование способов обеспечения требуемой точности корпусных деталей в действующе!: гибкой автоматизированной производстве и разработка предл гений по ее повышению/ Отчет по х/д теме И 89-33,УДК 629.9.06-52:658.51I.56.0015.-Москва,1989.