Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. В настоящее время получили известность оригинальные
конструкции подающих /ПМ/ и зажимных /ЗМ/ механизмов, применяемых в одно - и многошпиндельных токарных автоматах, токарно-револьверных станках и токарных станках с ЧПУ. Такие механизмы оснащены оригинальными конструкциями подающих /ПП/ и зажимных /ЗП/патронов, позволяющих повысить технико-экономические показатели и расширить технологические возможности токарных станков с различной степенью автоматизации и различными системами управления.
Однако для этих механизмов и патронов характерно наличие традиционно многотактной /6-7 тактов/ работы, при которой велики потери времени на холостые хода: набор - подача, подход и возврат упора, зажим - разжим, причем, эти хода не совмещены по времени, что снижает производительность обработки. Известны попытки уменьшить число тактов до 5-6 путем совмещения нескольких движений. Однако рассмотренные »деханизмы с уменьшением тактов работы не позволяют обеспечить существенное снижение холостых ходов, экономии металла и энергии.
В связи с этим представляют интерес создание принципиально новых конструкций МФМ, позволяющих уменьшить число тактов до трех. Такие механизмы до сих пор не были разработаны и исследованы /хотя имеется ряд изобретений/, что определяет актуальность настоящей диссертационной работы.
Данная работа является развитием научной школы кафедры "Конструирование станков и машин" Киевского политехнического института в направлении совершенствования узлов и механизмов токарных автоматов и связана с выполнением и участием автора в госбюджетной научно-исследовательской работе N 2260 по теме: "Разработка научных основ синтеза компоновок станочных комплексов нового поколения для обработки тел вращения."
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. При выполнении работы использованы основные положения динамики механизмов станков, теории механизмов и машин, сопротивления материалов, теории упругости и статистические методы обработки результатов измерений. Общая методика анализа и синтеза МФМ базируется на системно-морфологическом подходе, вепольном анализе и эвристических приемах интеграции функций механизмов и их элементов. Экспериментальные исследования проводились на специальном стенде в лаборатории станков с ЧПУ Киевского политехнического института. Расхождение результатов теоретических и экспериментальных исследований не превышало 15%.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Впервые теоретически обоснован и экспериментально подтвержден новый принцип безупорной подачи и зажима прутка на основе совмещени: функций нескольких механизмов в одном и изменения последовательности их работы, разработаны морфологические и математические
модели для синтеза и анализа МФМ, получены зависимости для расчета параметров и характеристик МФМ.
Впервые доказана возможность совмещать в одном механизме функции трех механизмов, что позволило перейти от трех приводов и трех исполнительных органов, необходимых для манипулирования с прутком в токарном автомате, к одному или двум приводу и исполнительному органу, существенно снизив металлоемкость и сократив число тактов работы.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. На основе теоретических и экспериментальных исследований установлены факторы, влияющие на статические и динамические характеристики МФМ, что дает возможность при проектировании новых станков и модернизации существующих выбирать оптимальные параметры МФМ.
Разработаны рекомендации для предприятий, которые готовы применять МФМ.
Разработана методика инженерного расчета конструкций МФМ, позволяющая на ранней стадии проектирования оценить и составить характеристики различных схем и выбрать наиболее рациональную для заданных технологических и эксплуатационных условий.
По результатам работы разработаны методические указания для проведения самостоятельных и лабораторно-практических занятий в КПИ.
РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертационной работы переданы для применения на Киевское станкостроительное ПО, Житомирский и Мелитопольский заводы станков-автоматов, Бердичевский станкозавод и др. машиностроительные предприятия Украины и стран СНГ. Годовой экономический эффект от внедрения МФПМ составил 51686 млн. крб.
Часть результатов работы используется в учебном процессе Киевского политехнического института и других вузах Украины при изучении курсов "Станки - автоматы", "Станки с ЧПУ", "Основы технического творчества".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы докладывались на следующих конференциях: 1. Технологические методы повышения эффективности и качества механосборочного производства /г.Домбай, 1992 г./. 2. Типовые механизмы и технологическая оснастка станков-автоматов, станков с ЧПУ и ГПС /г.Чернигов, 1991 г. и г.Киев, 1992 г./. 3. Автоматизация и диагностика в механообработке /г.Луцк, 1993 г./. 4. "Оснастка - 94" (г.Киев, 1994 г.)
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ и оформлена 1 заявка на патент Украины.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав заключения, списка использованной литературы из 158 наименова-
ний, содержит 142 страниц машинописного текста, 09 рисунков, 11 таб-
лиц, приложение с расчетом экономического эффекта и результатов расчета на ЭВМ.
Во введении обоснована актуальность темы диссертации и основные направления работ, сформулированы научная новизна и положения, которые выносятся на защиту. Содержание глав следующее: Глава 1. Проблемы создания МФМ. Глава 2. принципы создания МФМ. Глава 3. Теоретические исследования МФМ. Глава 4. Экспериментальные исследования МФМ. Глава 5. Рекомендации по проектированию, эффективность и область применения М ФМ.