Введение к работе
Актуальность работы. Современное машиностроительное производство характеризуется широкой и быстро меняющейся номенклатурой выпускаемых изделий. В этих условиях важно знать технологические возможности производства по выпуску деталей, которые определяются технологическими возможностями (ТВ) имеющегося станочного оборудования.
Традиционно оценка возможностей производства по выпуску деталей осуществляется через расчет производственной мощности (ПМ). Этим расчетом решают конкретную задачу - определение максимального количества деталей заданной номенклатуры, которое можно изготовить на имеющемся оборудовании за определенный календарный период. Однако расчет ПМ не раскрывает ТВ производства, т.к. он не показывает, какие конструкции деталей можно изготовить с помощью имеющегося станочного парка. Если номенклатура изготавливаемых деталей изменится, то потребуется разработка технологических процессов (ТП) и расчет ПМ. Чтобы этого избежать, необходимо знать ТВ станочного парка, которые определяются как сумма ТВ каждого станка.
Анализ информации о ТВ станков, приводимой в сопроводительной документации к ним (паспортах, проспектах), показывает, что их ТВ не описаны должным образом.
При проектировании ТП технолог должен знать, какие поверхности могут быть изготовлены на станке, с какими размерами и максимально достижимым уровнем точности и шероховатости.
Такие данные в паспортах станков практически отсутствуют. В них, как правило, приводятся лишь виды поверхностей и технические характеристики станков. Поэтому технолог выбирает станок на основе своих знаний о возможностях станков из опыта их эксплуатации.
Недостаток информации о ТВ станков приводит к затруднениям в формировании производственной программы предприятия, препятствует автоматизации процедуры выбора станков, что особенно важно для САПР ТП, а также нередко приводит к ошибкам, в результате чего выбранный станок не обеспечивает заданных технологических требований, также возникают трудности при приобретении станков.
В связи с этим определение ТВ станка является актуальной задачей, для решения которой надо в первую очередь разработать метод определения ТВ станков.
Первой и главной характеристикой ТВ станка является предмет производства (ПП). В существующих формулировках назначения станков под ПП в одних случаях принимают вид поверхности, в других - совокупность поверхностей (СП) или деталь.
Таким образом, в общем случае, в качестве ПП выступает СП, которая в одном случае может содержать одну поверхность, в другом представлять всю деталь. Однако СП отличается практически неограниченным разнообразием, как по составу поверхностей, так и возможных сочетаний поверхностей и их характеристик. Также и деталь отличается неограниченным разнообразием конструкций, размеров, точности и шероховатости. Поэтому принятие СП в качестве ПП для описания ТВ станка нецелесообразно.
В связи с этим было решено принять в качестве ПП не поверхность или случайный набор поверхностей, а модуль поверхностей (МП), отличающийся, как следует из работ проф. Б.М. Базрова ограниченным множеством, из которых можно построить любую деталь.
Цель работы заключается в повышении точности и снижении затрат времени на выбор станков при проектировании технологических процессов изготовления деталей, при определении производственной программы предприятия, возможности выполнения заказа и приобретении станков.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
установить связи между конструкцией МП и характеристиками станка;
установить связи между точностью МП и геометрической точностью станка;
разработать методику определения МП, изготавливаемых на станке.
Методы исследования. При исследовании использовались основные
положения технологии машиностроения по проектированию технологических процессов изготовления деталей, о закономерностях образования погрешностей обработки, методах расчета точности обработки деталей на станках; принципы построения модульных технологических процессов; теория формообразования поверхностей резанием; методы математической статистики с использованием программы Microsoft Excel.
Научная новизна работы:
сформулировано понятие «технологические возможности станка», включающее предмет производства, его конструкцию, размерные и качественные характеристики.
предложено в качестве конструкции предмета производства принять модуль поверхностей с его размерными и точностными характеристиками.
показано, что изготовление МП на станке возможно при наличии у МП поверхностей, изготавливаемых на станке и совпадении их положений в конструкции модуля и в рабочем пространстве станка.
установлено, что размеры конструкции МП, изготавливаемой на станке, определяются габаритами рабочего пространства станка, диапазонами перемещений рабочих органов станка, несущих заготовку и обрабатывающий инструмент и расположением МП в рабочем пространстве.
показано, что на точность МП из перечня показателей точности станка влияют только те, которые непосредственно связаны с точностью детали.
способ разделения погрешностей расположения поверхностей в конструкции МП и его относительного положения с помощью прямоугольной системы координат, построенной на поверхностях МП.
разработана методика определения технологических возможностей станка.
На защиту выносятся:
методика определения конструкций МП, изготавливаемых на станке;
способ разделения погрешностей конструкции МП и его относительного положения;
методика определения достижимой точности МП, изготавливаемого на станке;
результаты определения технологических возможностей токарного станка 16А20Ф3;
алгоритм автоматического формирования станочных групп.
Практическая ценность работы включает:
методику определения перечня конструкций МП, которые можно изготавливать на станке;
методику расчета достижимой точности обработки МП на станке;
номограммы для поиска поверхностей, изготавливаемых на станке;
номограмму определения видов МП, изготавливаемых на станке по составу поверхностей;
алгоритмы определения конструкций МП, изготавливаемых на станке и автоматического формирования станочных групп.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на международной иновационно- ориентированной конференции молодых ученых и студентов по современным проблемам машиноведения (МИКМУС) в 2009-2010 гг., на всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России» в 2010-2012 гг., на международной научно- технической конференции ААИ «Автомобиле- и тракторостроение в России: Приоритеты развития и подготовка кадров» 17 ноября 2010 г. и 28 марта 2012 г, на XVIII международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» в г. Севастополь, 12-17 сентября
-
-
г., на II Международной научной конференции «Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении» 13-15 ноября
-
г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 3 публикации в изданиях, утвержденных ВАК РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из списка условных обозначений, введения, четырех глав, общих выводов, библиографического списка использованной литературы и приложения.
Работа содержит 174 страниц текста, включая 28 таблиц, 45 рисунков, список литературы из 60 наименований и приложения на 33 страницах.
Похожие диссертации на Установление технологических возможностей станков для проектирования технологических процессов и обоснования производственной программы
-
