автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Технология и способы сопряженной обработки на станках с ЧПУ деталей сложных механизмов стрелкового оружия с целью сокращения трудоемкости пригоночных и отладочных работ при их сборке

ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

УДК 621.002:621.757:621.001

На правах рукописи

то од

1 5 и-л 'й3

ИОНОВ Олег Юрьевич

ТЕХНОЛОГИЯ И СПОСОБЫ СОПРЯЖЕННОЙ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ ДЕТАЛЕЙ СЛОЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ СТРЕЛКОВОГО ОРУЖИЯ С ЦЕЛЬЮ СОКРАЩЕНИЯ ТРУДОЕМКОСТИ ПРИГОНОЧНЫХ И ОТЛАДОЧНЫХ РАБОТ

ПРИ ИХ СБОРКЕ

Специальность 05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 1996

Работа выполнена на кафедре "Технология машиностроения" Тульского государственного университета.

Научный руководитель

Официальные оппоненты

- заслуженный деятель науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор И.А. Коганов

- доктор технических наук, профессор В.А Каинов,

кандидат технических наук, В.Н. Ананьев

Ведущее предприятие

- Тульский оружейный завод

Защита диссертации состоится "26" декабря 1996 г. в 14.00 часов в 9 учебном корпусе, ауд. 101 на заседании специализированного совета К 63.47.01 Тульского государственного университета (300600, г. Тула, пр. Ленина, 92).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан "25" ноября 1996 г.

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

Е.И. Федин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. На современном этапе развития машиностроения на первый план выдвигается задача последовательного сокращения в производстве затрат ручного труда. Она имеет непосредственное отношение к сборочному производству, где до сих пор ручной труд является преобладающим. Здесь наряду с механизацией и автоматизацией сборочных операций необходимо, в первую очередь, решить проблему резкого сокращения наиболее трудоемких сборочных работ, связанных с пригонкой.

Сборка механизмов запирания и автоматики стрелкового оружия, которые включают в себя многофункциональные детали со сложными размерными связями, характеризуется высокой трудоемкостью и в подавляющем большинстве осуществляется с использованием пригонки. Она выполняется вручную припиливанием одной или нескольких деталей механизма рабочими высокой квалификации, которые имеют, к тому же, и соответствующий навык. Отказаться от ручной пригонки при сборке практически невозможно в связи с высокими требованиями к сопряжению объединяемых деталей по нормам геометрической точности, выдерживание которых в производственных условиях является технически и экономически нецелесообразным из-за необходимости повышения точности отделочных операций за счет использования специальных станков, методов обработки, инструментов, способов контроля и т.д.

Не имея возможности отказаться от пригонки, необходимо принять все меры к снижению ее трудоемкости за счет разработки специальных способов и приемов, позволяющих механизировать этот процесс.

На кафедре технологии машиностроения ТулГУ в течение ряда лет ведутся исследования в направлении механизации пригоночных работ при сборке изделий на основе использования метода сопряженной обработки объединяемых деталей. Под сопряженной обработкой понимается совокупность действий, направленных на достижение высокой точности соединения двух или большего количества деталей путем их обработки на металлорежущих станках с использованием измерительных средств, информирующих о ходе технологического процесса обработки и получении конечного результата.Настоящая диссертация является продолжением ряда работ, выполненных в этом направлении Шемариным H.H.,Никифоровым А.П., Мигаем А.Ю., Терехиным H.A., Поповой H.H. и Кашминым О .С. В результате выполненных ими исследований разработаны и внедрены различные способы сопряженной обработки на станках с ручным управлением.

Дальнейший путь усовершенствования метода сопряженной обработки для механизации пригоночных работ при сборке автор усматривает в использовании станков с ЧПУ. Работы, выполненные на этом оборудовании под руководством автора в производственных условиях, убедительно свидетельствуют о целесообразности развития именно этого направления в современном производстве.

Цель работы. Создание общей методики осуществления сопряженной обработки деталей механизмов (независимо от назначения объектов) на станках с ЧПУ с различными техническими возможностями.

Научная новизна.В диссертации разработаны теория и методология осуществления сопряженной обработки на станках с ЧПУ деталей сложных механизмов стрелкового оружия с целью сокращения трудоемкости пригоночных и отладочных работ при их сборке.

Разработан комплекс правил осуществления проектных работ для реализации сопряженной обработки при использовании станков с ЧПУ различного технического оснащения.

Выявлена и подтверждена возможность использования многоцелевых станков с ЧПУ для доработки всех деталей, входящих в сборочный комплект данного механизма.

Практическая ценность работы. В диссертации на ряде конкретных примеров показана возможность механизации пригоночных работ при сборке механизмов стрелкового оружия сопряженной обработкой входящих в них деталей на станках с ЧПУ.

Материалы диссертации могут служить основой использования станков с ЧПУ для усовершенствования технологии обработки деталей и сборки изделий общего машиностроения.

Автор защищает:

1. Теорию и методологию осуществления сопряженной обработки на станках с ЧПУ с различными техническими возможностями.

2. Методику размерно-технологического анализа механизмов стрелкового оружия с целью подготовки данных для сопряженной обработки входящих в него деталей на станках с ЧПУ.

3. Методику использования многоцелевых станков с ЧПУ, оснащенных системами управления точностью обработки, для сопряженной обработки комплекта деталей (более двух) механизмов стрелкового оружия с заданными параметрами функционирования.

Методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе теории размерных цепей, а также аналитической геометрии и программирования. Экспериментальные исследования проводились с целью объективной оценки точности выполнения сопряженной обработки на станках с ЧПУ. Достоверность исследований обеспечивалась проверкой адекватности полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на научных конференциях ТулГУ в 1988-1995 гг.; на краевой НТК "Повышение эффективности использования автоматизированных комплексов на предприятиях Дальнего Востока", г. Комсомольск-на-Амуре, 1989 г.; на юбилейной международной НТК "Вопросы совершенствования технологических процессов механической обработки и сборки изделий машиностроения", г. Тула, 1996 г.; на юбилейной научно-технической конференции кафедры "Металлорежущие станки и инструменты" Пермского государственного технического университета, г. Пермь, 1996 г.; на международной научно-технической конференции "Современные проблемы машиностроения и технический прогресс", г. Донецк, 1996 г.

Практическая реализация. Разработанная технология сопряженной обработки деталей на станках с ЧПУ использована в производстве охотничьих ружей на предприятиях отрасли. Внедрение выполненных работ позволило снизить трудоемкость сборки механизмов ружей в 10... 15 раз и значительно улучшить ее качество при полном исключении ручных пригоночных работ.

Публикации. По результатам проведенных исследований опубликовано 5 работ.

Структура 11 объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 121 странице, содержит 46 рисунков, 1 таблицу, список литературы из 48 наименований,приложение на 4 страницах.

Основное содержание работы Во введении обосновывается актуальность работы, изложены основные положения, выносимые на защиту, показана практическая ценность диссертации.

В первой главе дан анализ современного состояния вопроса, сформулированы цель и задачи исследования.

В ходе анализа показана целесообразность развития и совершенствования сопряженной обработки для механизации пригоночных работ и отладки взаимодействия деталей при сборке механизмов стрелкового оружия.

Из множества хорошо отработанных приемов механизирован ной пригонки рассмотрено использование сопряженного шлифования объединяемых деталей при сборке замковых соединений гранатомета и четырехствольного пулемета. На этих примерах рассмотрена методология осуществления сопряженной обработки на станках с ручным управлением. Она дает надлежащий эффект как по точности, так и по производительности только при наличии хорошо продуманной технологической системы базирования обрабатываемых деталей и контрольно-измерительной оснастки. Последняя используется

и для измерения базовых деталей, и для наблюдения за снимаемым припуском в процессе сопряженной обработки детали-компенсатора.

Сопряженная обработка на станках с ручным управлением дает возможность механизировать пригоночные работы при сборке и снизить их трудоемкость в 4...5 раз. Полученные результаты, несмотря на их несомненную значимость и весьма хорошее техническое решение, могут и должны быть усовершенствованы. Трудозатраты, связанные с проектированием, отладкой и выполнением самого процесса сопряженной обработки, в значительной мере сокращаются и могут быть доведены до минимума за счет усовершенствования самих станков. Достигается это за счет использования станков с ЧПУ.

Преимуществом использования станков с ЧПУ является то, что на этом оборудовании легко решается задача регламентируемого съема компенсационного слоя в процессе пригонки. Как известно, при пригонке для каждого сборочного комплекта устанавливается конкретная величина компенсации, в соответствии с которой производится установка инструмента в положение, обеспечивающее обработку компенсатора в требуемые размеры. При использовании обычных станков точная ручная установка инструмента перед обработкой очередной детали-компенсатора даже при использовании бесконтактных средств измерения и отсчета требует значительных затрат времени. Поэтому удобнее осуществить первоначальную точную установку инструмента на номинальный размер компенсатора, а затем, в соответствии с фактической величиной компенсации, автоматически изменять положение инструмента. Эти работы проще всего производить на станках с ЧПУ, поскольку они допускают автоматическое изменение траектории движения инструмента введением коррекции в управляющую программу. Это дает возможность при сопряженной обработке легко осуществить обработку детали-компенсатора в требуемые размеры путем введения коррекции в управляющую программу по результатам измерения базовой детали. С технологической точки зрения неоспоримым преимуществом использования станков с ЧПУ является возможность осуществления на них сопряженной обработки деталей сложной формы.

Вторая глава диссертации посвящена разработке способов сопряженной обработки деталей на станках с ЧПУ. Рассмотрены возможные способы осуществления сопряженной обработки при сборке узла, схема и размерные связи которого показаны на рис.1,а. При сборке узла на величину замыкающего звена АЛ оказывают влияние размеры Аь Аг, Аз, А4. Требуемая точность замыкающего звена Ад в процессе сборки обеспечивается за счет изменения размера звена А4, принятого в качестве компенсатора. В зависимости от технических

/'огшякенняя обработка объединяемых деталей на станках с Чп/

i) cxsva газ-.:ег,нж цопеи б) Cnocoü 1

узла

i

Рис.1

возможностей станков с ЧПУ и принятой организации процесса сборки сопряженная обработка может осуществляться 3 способами.

Способ 1 - сопряженная обработка с ручным вводом коррекции в управляющую программу обработки. Этот способ предполагает использование станков с устройством ЧПУ типа NC. Он может быть реализован в двух вариантах.

Вариант 1. Производится сборка узла и измеряется фактическое значение размера А^факт. Величина подлежащего снятию компенсационного слоя К определяется разностью фактического Аьфакт и требуемого Ай значения замыкающего звена, т.е.

К ~■ Ai факт ~ ^ ь

Вариант 2. Производится подсборка узла без компенсатора. Далее в подсборке измеряется искусственно вводимый размер А факт (см.рис. 1,а). В совокупности с этим размером звенья A-t и Аа образуют трех-звенную размерную цепь, которая является эквивалентной исходной размерной цепи А. Такой прием позволяет определить требуемый размер детали-компенсатора. Так после измерения Афакт можно определить А4треб, т.е.

^ 4треб Афакт ' А ^

Размер Алтреб должен быть выдержан в процессе механизированной пригонки. Величина компенсации определяется разностью номинального значения размера А4ном и ранее определенного требуемого размера детали-компенсатора А4треб, т.е.

1С~ А 4ном - А 4треб .

При осуществлении механизированной пригонки на универсальных станках необходимо при обработке очередной детали-компенсатора каждый раз решать задачу размерной настройки инструмента на А 4треб. При использовании же станков с ЧПУ отмеченный недостаток исключается. Достаточно при постоянной размерной настройке станка ввести коррекцию К в установочное движение инструмента Ауст (рис 1 ,б).

В диссертации показана практическая реализация способа 1 сопряженной обработки на примере объединения деталей упомянутого выше механизма запирания четырехствольного пулемета. Сопряженная обработка детали-компенсатора (казенника) осуществлялась на фрезерном станке с ЧПУ модели СФП-250 с устройством ЧПУ "НЗЗ-2М" и предусматривала ручной ввод коррекции в управляющую программу по четырем объединяемым размерам.

Способ 2 - сопряженная обработка с автоматическим вводом коррекции в управляющую программу через специально спроектированные измерительные стенды, сопряженные с устройством ЧПУ станка.

Ввод коррекции в управляющую программу можно осуществлять автоматически, если измерительный стенд 8 для контроля размера А Факт (рис. 1,в) соответствующим образом связать с устройством ЧПУ станка 9. Так, в рассматриваемом случае сборки узла измерение размера Л факт может осуществляться с помощью двух датчиков 1 и 7 индуктивного типа. В суммирующем устройстве 2 разность снимаемых с датчиков аналоговых сигналов 11] и Ог определяет значение размера Афакт. Аналогово-цифровой преобразователь 3 представляет размер Афакт в цифровом виде определенным числом импульсов. На основе полученной информации устройством 4 определяется необходимая величина коррекции, которая автоматически поступает в соответствующие блоки коррекции 5 и управления движением 6 рабочего органа 10 станка с ЧПУ по нужной координате.

В диссертации реализация способа 2 показана на примере объединения деталей механизма запирания винтовки. Сопряженная обработка детали-компенсатора (вкладыша) производится на фрезерном станке с ЧПУ модели СФП-250 с устройством ЧПУ "НЗЗ-2М". Измерительный стенд для контроля базовой детали (корпуса) и автоматического ввода коррекции в управляющую программу выполнен на базе многоканального прибора активного контроля линейных размеров ПАКР-10-4.

Опытно-промышленные испытания механизированной пригонки на станках с ЧПУ по описанным выше способам показали, что ее производительность по отношению к механизированной пригонке на универсальных станках увеличивается в 1,5...2 раза, а по отношению к ручной пригонке - в 8... 10 раз.

Способ 3 - сопряженная обработка с автоматическим вводом коррекции в управляющую программу через систему управления точностью обработки станка.

Этот способ, позволяющий выполнять пригонку в автоматическом цикле, предусматривает использование станков, оснащенных уст-( ройствами ЧПУ типа СМС и щуповыми измерительными головками для контроля детали и режущего инструмента. Реализация способа может быть осуществлена в двух вариантах.

Вариант 1. В этом случае (рис. 1 ,г) на столе станка распологается как компенсатор 5 , так и подсборка узла 6, к которой он пригоняет-

ся. Вначале в подсборке измерительной щуповой головкой 1 определяется размер А факт. Полученный размер через блок коррекции 2 поступает в устройство ЧПУ станка 3 и корректирует управляющую программу 4 для обработки компенсатора в требуемый размер Л4треб.

Вариант 2. Компенсатор обрабатывается в требуемый размер А4трев на основе данных о фактических значениях размеров А ¡факт , А2факт , Азфакт деталей, входящих в состав сборочного комплекта и закрепленных в одном приспособлении на столе станка после их обмера измерительной щуповой головкой, т.е.

■А4треб ~ А ¡факт + 2факт + ^ Зфакт ~

Предпочтительность использования того или иного способа определяется конкретными производственными условиями: техническими возможностями имеющихся станков с ЧПУ, требованиями к производительности и точности сопряженной обработки.

В главе на примерах сборки замковых соединений показана последовательность работ при механизации пригонки сопряженной обработкой объединяемых деталей на станках с ЧПУ:

- выявление размерных связей механизма и расчет размерных цепей на максимум и минимум;

- определение мест пригонки (выявление детали-компенсатора);

- разработка технологии сопряженной обработки на основе алгоритмов, полученных в результате размерно-технологического анализа механизма.

Оснащение станков устройствами ЧПУ типа С1ЧС и системой управления точностью обработки на-основе использования щуповых измерительных головок открывает возможность дальнейшего усовершенствования технологии сопряженной обработки (способ 3). Разработке методологии осуществления сопряженной обработки по этому способу на примере сборки узла запирания охотничьего ружья посвящена 3 глава диссертации.

На рис. 2 показаны конструкция и размерные цепи узла запирания, которые определяют выполнение заданных технических требований при его изготовлении:

1. Обеспечение гарантированного зазора Zl не более 0,1 мм по контуру сопряжения между коробкой 1 и рычагом запирания 2;

2. Обеспечение посадки рычага запирания 2 на ось рычага 3 без качки, что обязательно предусматривает наличие регламентированного натяга ¡=0,005...0,01 мм в соединении : квадрат рычага запирания -квадрат оси рычага.

3. Обеспечение гарантированного зазора Хг не более 0,05 мм между заплечиками рычага и дном отверстия, в которое устанавливается рычаг запирания.

4. Обеспечение определенного положения оси симметрии рычага запирания относительно оси симметрии коробки 7л= 1-0.5 мм на

расстоянии Э|=80 мм от лба коробки в закрытом состоянии узла запирания, когда поверхность ключика оси рычага упирается в буртик коробки (точка И на виде Д после пригонки, см. рис. 2).

Обеспечение вышеуказанных требований возможно лишь при изготовлении деталей узла запирания по сопрягаемым размерам в пределах жестких допусков, выдерживание которых в производстве является весьма затруднительным. Поэтому использование ручной пригонки для достижения требуемой точности при сборке узла в настоящее время является вполне оправданным. Для подтверждения такого решения и для упорядочивания технологии ручной пригонки произведен расчет узла запирания на собираемость и определены значения максимальных и минимальных припусков на пригонку при изготовлении объединяемых деталей в пределах технически и экономически целесообразных допусков.

При расчете размерных цепей на максимум - минимум величина зазора Ъ\, определяемая формулой

= К7 - Р2 + 03 /2 + 04 + 05 /2+ К8 + К2 /2,

равна

7.1тах - 0,065 лш, ХШп = -0,355 лш.

Положительное значение величины Ъ\ указывает на то, что пригонка не требуется. Отрицательное значение Ъ\ определяет в неблагоприятном случае минимально необходимый припуск, который должен быть удален при пригонке в процессе ручного припиливания рычага запирания по радиусной поверхности. Следует отметить, что при изготовлении высококлассных ружей припиливание отрицательно сказывается на их внешнем виде и не обеспечивает высокое товарное качество изделий.

Величины Ъг и Тг, определяемые формулами Х2 = Р1 - О,,

2,= 06 + К4 + К3-Ки,

соответственно равны

22тах = 22тт = -0,1 ЛШ;

¿¡тех = 2,07 лш, г3т,п = 1,56 ЛШ.

Результаты расчетов свидетельствуют, что выполнение второго и третьего технических требований на сборку узла также обеспечивается с использованием пригонки. В процессе пригонки припиливанию подвергается ось рычага. Высокая трудоемкость и сложность выполнения этой операции обусловлены дополнительными требованиями на симметричность и соосность припиливаемого квадратного

Конструкция и размерные цепи узла запирания охотничьего ружья

хвостовика оси. Невыполнение их ведет к смещению, перекосу и заклиниванию рычага запирания в узле, т.е. к ухудшению качества сборки. В производстве слесари-сборщики высокой квалификации производят многократную сборку-разборку узла с постепенным снятием металла с рабочей поверхности ключика оси рычага (в зоне точки Б на виде Д до пригонки, см. рис. 2) добиваются выполнения размера 2^4. Величина перед пригонкой определяется из уравнения

г4 = (Э-К1)18а.„.

Угол поворота ключика оси рычага ах перед пригонкой определяется (вид Д до пригонки, см. рис. 2) по формуле

О, К, -К6 ах=аг- - агЫп-.

У V°,2 + г

Величина У, определяющая положение точки Б контакта поверхности ключика с буртиком коробки, находится из решения системы уравнений

[х^щ^г^о,-,

где Хр1, Ур1 - соответственно координаты центра р1 радиуса О». Произведя преобразования системы уравнений и выразив входящие в них параметры через размеры, заданные на рис. 2, получим

X2 - 2ХХр1 + Хр,2 + У2 - 2УУр{ + Ур{ = 0£ о/ - 20;02 + о/ + У2- 2УО? + О/ -о/= О.

Обозначив

= О? - 20,02 + 022 + О2 - О/, после решения уравнения

У2' 2У07 + с1] = О

14 . имеем

Величина снимаемого в процессе пригонки припуска 5 для обеспечения требуемого углового положения а % ключика оси рычага (вид Д после пригонки, см. рис. 2) определится из уравнений

S=0]-Zi:

Z5 = (Kj-K6- Ax)cosax ;

Ax=tgas^O,2-(Kl-K6)2 ;

Z4

ax — arcîg---------.

3j-KJ

Результаты расчетов, выполненных по приведенным выше формулам, показывают, что пределы, в которых необходимо осуществлять пригонку для выполнения четвертого требования, могут иметь значительный размах, т.е.

Z4max = 3,7 мм, Smax = О,708 мм;

z4min= 0,95мм, Smin = 0,216мм.

Решение приведенных выше уравнений в процессе ручной пригонки производится рабочими-сборщиками чисто интуитивно, но при использовании станков с ЧПУ математическое решение этих уравнений производится автоматически.

Взамен ручной пригонки при сборке узла запирания предложена сопряженная обработка объединяемых деталей на многоцелевом станке с ЧПУ ГПМ-400. В конструкции последнего имеются две измерительные щуповые головки. Первая из них, установленная на столе станка, производит измерение положения режущих инструментов, используемых для исправления геометрической формы базовых деталей и обработки деталей-компенсаторов. Это дает возможность решать задачи учета размерного износа инструментов как в осевом, так и в радиальном направлениях. Вторая измерительная головка, устанавливаемая в шпиндель станка из инструментального магазина, уточняет положение и определяет фактические размеры объединяемых деталей. Результаты измерений, которые дают эти головки, используются для автоматической размерной настройки станка и введения коррекций в общую УП сопряженной обработки. Расчет коррекций осуществляется ЭВМ станка (устройство ЧПУ "Vector-40" фирмы Оливет-ти) при решении уравнений, которые описывают размерные связи узла и занесены в УП отдельными подпрограммами.

При сопряженной обработке объединяемые детали узла запирания располагаются в одном (контрольно-комплектовочном) приспособлении, установленном на поворотном столе станка. Проектирование приспособления производилось из условия свободного доступа измерительной щуповой головки и режущего инструмента соответственно в зоны контроля и обработки всех деталей. На рис. 3 представлена конструкция приспособления для закрепления объединяемых деталей узла запирания при сопряженной обработке.

Сопряженная обработка деталей узла запирания осуществляется последовательно (рис. 4) в несколько этапов:

1. Определение фактического положения оси О1 и диаметра 1Э|факт оси рычага.

2. Определение фактического положения центра Ог и размеров а и б квадрата рычага запирания.

3. Определение в коробке фактического значения технологического размера Кфакт с целью сокращения числа звеньев размерной цепи, регламентирующей зазор Ъг

О6- Кфакт.

4. Обработка заплечиков и квадрата оси рычага в размеры Об = Кфакт + = Кфакт + 0,025, а' = а + I - а + 0,0] , б'= 6 +1=6 +0,01.

5. Контроль фактических значений полученных размеров Обфакт, а'факт, б'факт- В случае невыполнения требований по точности размеров осуществляется цикл повторной обработки с последующим контролем.

6. Определение в коробке фактического диаметра Огф акт и положения оси отверстия Оз, в которое устанавливается ось рычага.

7. Обработка в коробке относительно центра Оз контура "еде" с целью исправления его положения и геометрической формы (Юз = 2К7 = 18,1 мм).

8. Определение фактического размера контура "сёе" Озф акт в коробке.

9. Обработка на рычаге запирания контура 'ТсШ" в размер Б-», обеспечивающего заданное значение зазора Ъ\ = 0,05 мм.

10. Контроль фактического значения размера Б4факт.

11. Определение угла разворота р квадрата рычага запирания

Контрольно-комплектовочное приспособление для закрепления объединяемых деталей узла запирания

при сопряженной обработке

40 3 7 # 42

1-плита; 2-сюйка; З-установочный элемент для детали "Рычаг запирания"; 4-установочный элемент для детали "Коробка"; 5-установочный элемент для детали "Ось рычага"; 6-деталь "Коробка"; 7-деталь "Рычаг запирания"; 9,10,13-прижимы; 11-упор подпружиненный; 12-упор коробки;14-упор

рычага. рис.3

Этапы сопряженной обработки деталей узла запирания на многоцелевом станке с ЧПУ ;

б 7 '8

Рис.4

относительно его оси симметрии.

12. Определение фактического расположения буртика коробки относительно оси Оз, в которое устанавливается ось рычага (размер

К факт).

13. Обработка рабочей поверхности ключика оси рычага в расчетный размер 25 при условии выдерживания заданного размера 7л = 0,75 мм.

14. Контроль фактического значения размера Z5фaкт.

Приведенная выше последовательность этапов осуществления

сопряженной обработки является алгоритмом, по которому составляется управляющая программа и вводится в устройство ЧПУ станка.

По разработанной технологии была обработана опытно-промышленная партия сборочных комплектов узла запирания. Полученные результаты показали возможность полной автоматизации процесса пригонки, существенное снижение ее трудоемкости (в 12.. .15 раз по сравнению с ручной ив 1,2... 1,5 раза по сравнению с механизированной на станках с ЧПУ), повышение точности и качества сборки. Детали каждого полученного сборочного комплекта не взаимозаменяемы, но могут подаваться на узловую сборку без какой-либо последующей ручной доработки.

В четвертой главе диссертации на примере сборки ударно-спускового механизма охотничьего ружья рассмотрена возможность использования станков с ЧПУ для сопряженной обработки нескольких (более трех) деталей, которые образуют сборочную единицу с предписанными параметрами и точностью функционирования.

Станки с ЧПУ, используемые для реализации такой обработки, должны иметь соответствующее устройство ЧПУ на базе мощной ЭВМ (СМС, О КС) и систему управления точностью обработки на основе контроля положения размеров детали и инструмента щуповы-ми измерительными головками. Уровень программного обеспечения ЭВМ станка должен позволять использовать его не только для программирования обработки, но также для расчета размерных цепей по функциональной математической модели механизма, заложенной в память ЭВМ, и автоматической коррекции управляющей программы по результатам контроля объединяемых деталей и режущего инструмента в ходе сопряженной обработки.

При осуществлении сопряженной обработки по заранее разработанным управляющим программам объединяемые детали сборочного комплекта закрепляются в специальном контрольно-комплектовочном приспособлении, в котором базовые элементы строго увязаны друг с другом. При закреплении деталей обеспечивается свободный доступ измерительной головки и инструмента ко всем контролируемым и обрабатываемым поверхностям. После авто-

матической коррекции управляющей программы по результатам контроля производитсяобработка деталей сборочного комплекта в требуемые размеры. В процессе пригонки в качестве компенсаторов могут выступать все детали механизма.

В диссертации предложена конструкция контрольно-комплектовочного приспособления для закрепления деталей ударно-спускового механизма и принципы построения технологии их сопряженной обработки на многоцелевом станке с ЧПУ для последующего объединения при сборке без ручной доработки.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

В диссертации разработаны теория, технология и способы сопряженной обработки деталей на станках с ЧПУ с целью уменьшения трудоемкости пригоночных и отладочных работ при сборке механизмов стрелкового оружия. Показана целесообразность сопряженной обработки на этом типе современного оборудования для достижения более высокой производительности и точности, чем та, которая имеет место при ручной пригонке и механизированной пригоже на станках с ручным управлением.

1. Главным направлением снижения трудоемкости и повышения качества сборки механизмов стрелкового оружия является механизация пригоночных работ, отказаться от которых невозможно в связи с высокими требованиями к сопряжению объединяемых деталей по нормам контакта и геометрической точности.

2. Универсальным методом, позволяющим механизировать пригоночные работы при сборке, является сопряженная обработка объединяемых деталей. На примере сборки замковых соединений гранатомета и четырехствольного пулемета показана методология осуществления сопряженной обработки (шлифования) на станках с ручным управлением. Она дает хорошие результаты лишь при наличии строго согласованной системы зажимных и контрольных приспособлений. Последние используются для измерения базовых деталей и для наблюдения за снимаемым припуском в процессе механизированной пригонки детали-компенсатора.

3. Технология сопряженной обработки может быть значительно усовершенствована при использовании станков с ЧПУ. Преимущество станков с ЧПУ для сопряженной обработки заключается в том, что при работе в автоматическом режиме они допускают в широких пределах изменение (корректирование) траектории движения инструмента. Это дает возможность при сопряженной обработке (пригонке) легко осуществить обработку детали-компенсатора в требуемые размеры путем введения коррекции в управляющую программу по результатам измерения базовой детали.