Введение к работе
Актуальность работы. Технологические размерные расчёты являются необходимым этапом технологической подготовки производства и обеспечивают выполнение требований качества деталей и экономичности производства.
Данные расчеты обеспечивают определение значений припусков на обработку, операционных размеров и допусков на них. Для различных условий производства используют соответствующие методы расчетов припусков: опытно-статистический (нормативный), расчетно-аналитический и вероятностно-статистический. Среди существующих методов расчета припусков предпочтительным является вероятностно-статистический метод. Он лежит в основе стандартов (ГОСТ 26645-85, ГОСТ 7505-89) для назначения общих припусков и отклонений размеров заготовки. Данные стандарты предусматривают возможность определения номинальных размеров исходной заготовки до разработки технологического процесса механической обработки, и тем самым обеспечивается возможность параллельного проектирования технологического процесса механической обработки и технологии литья или штамповки, что значительно сокращает время освоения новых изделий. При этом технологический процесс механической обработки должен быть спроектирован таким образом, в том числе и его размерная структура, чтобы получить годную деталь из заданной заготовки.
При использовании вероятностно-статистического метода возникает задача рационального распределения общего припуска на припуски для отдельных операций. Данная задача является «обратной» по отношению к задаче проектного расчета технологических размеров, при которой размеры исходной заготовки определяются в результате расчета и общие припуски складываются из операционных.
В настоящее время методики технологических размерных расчётов основаны на исходных данных о размерной структуре детали и технологического процесса. При этом размеры заготовки получаются в процессе расчёта. Таким образом, существующие методики не учитывают необходимости принятия в качестве исходных данных размерной информации о заготовке.
В связи с чем, актуальной задачей является разработка методики технологических размерных расчётов, которая учитывает размерно-точностные данные о заготовке в качестве исходных при расчете.
Цель работы. Обеспечение качества и повышение производительности технологической подготовки производства за счет параллельного проектирования на основе разработки методики решения обратной задачи технологических размерных расчётов, с принятием номинальных размеров заготовки в качестве исходных данных.
Объект исследований. Технологические размеры с допусками и припусками.
Методы исследований. Теоретические задачи решены с применением научных основ технологии машиностроения. Использованы методы размерного анализа, теория графов, метод линейного программирования, с реализацией на ЭВМ.
Научная новизна работы:
- разработана методика решения обратной задачи технологических размерных расчётов, учитывающая требование принятия в качестве исходных данных размерной информации о заготовке, включающая определение и обеспечение средних значений общих припусков на обработку и погрешностей общих припусков в зависимости от параметров общего припуска на исходной базе на основе системы уравнений размерных цепей общих припусков;
- выявлено особое значение общего припуска на исходной базовой поверхности, который формируется суммированием операционных припусков и служит необходимым связующим звеном между структурой размеров исходной заготовки и размеров детали;
- разработана математическая модель линейного программирования для сжатия и расширения операционных допусков при обеспечении заданных погрешностей общих припусков.
На защиту выносится:
- методика расчета линейных технологических размеров на основе размерных и точностных данных о заготовке;
- методика определения средних и минимальных значений общих припусков и их колебаний;
- методика сжатия и расширения операционных допусков при обеспечении заданных колебаний общих припусков.
- результаты численных исследований разработанных методик с применением ЭВМ;
- рекомендации по использованию методики расчета линейных технологических размеров на основе размерных и точностных данных о заготовке при технологической подготовке производства.
Практическая ценность работы состоит:
- в возможности совмещения прогрессивных методов расчёта технологических размеров при проектировании технологического процесса и возможностями передового вероятностно-статистического метода назначения припусков;
- в дополнении традиционных методов расчёта технологических размеров при проектировании технологического процесса методом, расширяющим возможности размерного анализа;
- в применении разработанной методики на производстве при проектировании технологических процессов и при совершенствовании существующих технологий.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на 2-й Всероссийской молодежной научно-технической конференции “Россия молодая: передовые технологии – в промышленность” (Омск, 2009), на 7-й международной научно-технической конференции “Динамика систем, механизмов и машин” (Омск, 2009), на региональной молодёжной научно-технической конференции “Омское время – взгляд в будущее” (Омск, 2010), на Международной научно-практической конференции “Инновационные технологии в машино- и приборостроении” (Омск, 2010), на 5-й Всероссийской научной конференции, посвященной памяти главного конструктора ПО "Полет" А.С. Клинышкова “Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники” (Омск, 2010). Основные разделы диссертации докладывались на научных семинарах кафедры “Технология машиностроения” ОмГТУ в 2011 г.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 13 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и двух приложений. Общий объем работы составляет 173 страницы, 56 рисунков, 41 таблицу, список литературы из 104 наименований и приложения на 17 страницах.
