Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Повышение эффективности токарной многорезцовой обработки путем совершенствования инструментальных наладок

Диссертация: Повышение эффективности токарной многорезцовой обработки путем совершенствования инструментальных наладок
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Достижению высокой производительности многорезцовой обработки препятствуют силы, возникающие при одновременной работе нескольких инструментов, которые вызывают больше упругие перемещения деталей системы СПИД. Сокращение погрешности, вызываемой упругими перемещениями, достигается нахождением такого сочетания конструктивных и технологических параметров наладки, при которых упругие перемещения… Читать ещё >

Содержание

  • ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
    • 1. 1. Многорезцовая обработка — эффективный путь повышения производительности обработки
    • 1. 2. Методы проектирования многорезцовых наладок
    • 1. 3. Цель и задачи исследования
  • ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ТОКАРНОЙ МНОГОРЕЗЦОВОЙ ОБРАБОТКИ
    • 2. 1. Группирование многорезцовых наладок
    • 2. 2. Размерный анализ наладок и построение эквивалентной схемы системы СПИД
    • 2. 3. Вывод уравнений относительных перемещений элементов системы СПИД
    • 2. 4. Алгоритм автоматизированного построения математической модели процесса многорезцовой обработки
  • ВЫВОДЫ
  • ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОГРЕШНОСТЕЙ МНОГОРЕЗЦОВОЙ ОБРАБОТКИ
    • 3. 1. Математическая модель механизма образования погрешности многорезцовой обработки
    • 3. 2. Определение жесткостей опорных точек и влияния температуры на их значения
    • 3. 3. Проверка математической модели на адекватность
    • 3. 4. Исследование влияния последовательного и параллельного вступления резцов в зону резания на точность
    • 3. 5. Образование погрешности при обработке одной поверхности несколькими резцами
    • 3. 6. Влияние геометрии резцов на погрешность многорезцовой обработки
  • ВЫВОДЫ
  • ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ НАЛАДКИ
    • 4. 1. Классификация поверхностей и выбор резцов
    • 4. 2. Выбор целевой функции
    • 4. 3. Уравнения технических ограничений
    • 4. 4. Определение оптимальных подач и скоростей резания резцов наладки
    • 4. 5. Определение приоритета параметров наладки
    • 4. 6. Выбор расположения резцов наладки, обеспечивающего заданную точность обработки
    • 4. 7. Алгоритм оптимизации режимов резания
    • 4. 8. Алгоритм корректировки конструктивных факторов наладки
    • 4. ?9. Автоматизация проектирования инструментальных наладок
      • 4. 10. Пример выбора конструктивных факторов наладки
  • ВЫВОДЫ
  • ГЛАВА 5. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТ
    • 5. 1. Проектирование наладки к многорезцовому станку модели, IA
    • 5. 2. Расчет экономической эффективности

Повышение эффективности токарной многорезцовой обработки путем совершенствования инструментальных наладок (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

В соответствий с решениями ХХУ1 съезда КПСС перед машиностроителями нашей страны на одиннадцатую пятилетку поставлена важная задача — обеспечить все отрасли народного хозяйства высокоэффективными машинами и оборудованием.

В «Основных направлениях развития народного хозяйства СССР на I98I-I985 годы» указывается, что производительность труда в машиностроении и металлообработке должна повыситься в 1,5 раза за счет применения прогрессивных технических решений и проектирования новых видов машин, механизмов и оборудования.

Наряду с ростом объема производства и повышением производительности труда в этой пятилетке предусматривается улучшение качества выпускаемой продукции с доведением его до уровня мировых образцов. Особое значение в связи с этим приобретает необходимость применения ЭВМ и современных методов управления и проектирования, как действенных средств ускорения темпов развития научно-технического прогресса в машиностроении.

Актуальность теш. Главной задачей совершенствования методов управления обработкой на металлорежущих станках является повышение эффективности их работы. Пути достижения этой целиповышение точности, производительности и снижение стоимости операций. Взаимосвязанность этих параметров не позволяет изменять их совместно в желаемом направлении.

При проектировании многорезцовых наладок существуют постановки задачи, когда при заданных ограничениях на производительность и стоимость операций требуется достичь высокой точности обработки, а также при заданных ограничениях на точность требуется достичь наибольшей производительности обработки.

Достижению высокой производительности многорезцовой обработки препятствуют силы, возникающие при одновременной работе нескольких инструментов, которые вызывают больше упругие перемещения деталей системы СПИД. Сокращение погрешности, вызываемой упругими перемещениями, достигается нахождением такого сочетания конструктивных и технологических параметров наладки, при которых упругие перемещения деталей являются минимальными или постоянными по значению в течение всего процесса обработки. В работе решается задача выбора оптимальных режимов резания инструментов и их расположения в резцедержавках, основанного на стабилизации суммарных сил резания. Одновременная работа нескольких инструментов образует сложный взаимосвязанный механизм, исследование которого без методов математического моделирования представляется невозможным. Математическое моделирование механизма многорезцовой обработки позволяет исследовать влияние различных факторов, возникающих в процессе резания, на точность формообразования детали. Актуальность исследований в этой области повышает растущая доля многорезцовой обработки и повышение требований к точности обработки.

Цель работы. Повышение эффективности многорезцовой обработки за счет выбора наилучшего сочетания конструктивных факторов и технологических параметров инструментальной наладки, обеспечивающих заданную точность обработки.

Научная новизна. Установлен характер образования погрешностей обработки, обусловленных упругими перемещениями звеньев системы СПИД, а также раскрыт механизм взаимосвязи инструментов при многорезцовой обработке. Разработана математическая модель процесса многорезцовой обработки, основанная на установленных взаимосвязях. Разработана методика автоматизированного проектирования многорезцовой наладки, обеспечивающая максимальную производительность при заданной точности обработки.

Практическая ценность. Для проектирования многорезцовой наладки, обеспечивающей заданные условия обработки, разработаны алгоритмы, позволяющие:

— автоматизировать построение математической модели процесса многорезцовой обработки;

— оптимизировать режимы резания;

— рассчитывать погрешности многорезцовой обработки;

— исследовать влияние конструктивных факторов на точность обработки;

— выбирать конструктивные факторы инструментальной наладки.

Программы расчета составлены на алгоритмическом языке.

ФОРТРАН для БЭСМ-6. Программы апробировались для деталей «коле-co-HI4−3.06.602 и «ступица М-29» .

Работа изложена в 5 главах.

В первой главе. Проведен анализ существующих работ по проектированию инструментальных наладок и оптимизации их режимов работы. Рассмотрены преимущества многорезцовых наладок, области их применения и возможности с точки зрения повышения производительности обработки. Выявлены недостатки и задачи, которые требуется решить для повышения эффективности инструментальных наладок.

Во второй главе. По расположению инструментов многорезцовые наладки разделены на 4 группы. Определены различия и выявлены общие звенья в размерной цепи наладок. Приведена методика построения математической модели, представляющая собой совокупность координатных систем, соответствующих узлам станка, связанным между собой упругими связями. Разработаны алгоритмы построения математической модели, где исходными данными являются параметры детали и станка.

В третьей: главе. Для примера в качестве объекта для математического моделирования и исследования влияния конструктивных факторов на точность и производительность обработки выбрана деталь, имеющая несколько различных поверхностей, обработка которых возможна многорезцовым методом.

На основе анализа размерной цепи системы СПИД выделены детали, участвующие в цроцеесе формообразования, для которых строятся координатные системы. Разработана математическая модель механизма образования погрешности многорезцовой обработки выбранной детали. Приведены результаты экспериментальных исследований и расчета жесткостей в опорных точках системы СПИД и влияния температуры на их значения. Определена степень адекватности математической модели сопоставлением рассчитанных по модели результатов и действительных значений, полученных экспериментальным путем. Проведены исследования влияния количества резцов на точность и производительность обработки. Исследовано влияние геометрии резцов на точность при многорезцовой обработке, а также расположения инструментов в резцедержавке. Представлен механизм взаимосвязи инструментов. По установленным формам взаимосвязи — через резцедержавку и заготовку — определена качественная картина образующихся цри этом поверхностей.

В четвертой главе. Разработана методика автоматизированного проектирования инструментальной наладки, состоящая из трех этапов. На первом этапе строится математическая модель процесса обработки заданной детали. На втором этапе оптимизируются технологические параметры — подачи и скорость резания. Методом множественной корреляции экспериментальных данных цроведена ранжировка конструктивных факторов и технологических параметров нападки по степени влияния их на точность обработки.

На третьем этапе выбираются конструктивные факторы в порядке установленной степени влияния на точность обработки: количество, расположение, очередность работы, геометрия режущей части резцов. Разработаны алгоритмы автоматизированного проектирования инструментальной наладки.

В пятой главе. По разработанной методике спроектирована наладка для станка IA720. Произведен расчет экономической эффективности применения результатов работы. Приведены общие выводы и заключения, список литературы и приложения к работе.

Работа выполнена в Институте кибернетики УзНПО «Кибернетика» АН УзССР.

— 196 -ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработаны:

— математическая модель процесса токарной обработки, позволяющая определять погрешности диаметральных и линейных размеров, возникающих из-за упругих перемещений деталей и узлов станка, и ее геометрических неточностей с учетом изменения жесткостей опорных точек вследствие разогрева системы СПИД;

— методика автоматизированного построения математической модели процесса обработки для различных типов инструментальных наладок.

2. В результате проведенных исследований с помощью математической модели установлено влияние конструктивных факторов на формирование погрешности, в частности показано, что:

— очередность работы резцов изменяет направление ступенчатости поверхностей;

— геометрия режущей части определяет расположение резцов, установленных на одной резцедержавке, относительно поверхности обрабатываемой заготовки;

— расположение резцов в резцедержавках влияет на разворот оси шпинделя в различные моменты времени обработки.

3. Разработана методика автоматизированного проектирования инструментальных наладок, включающая в себя построение математической модели процесса обработки заданной заготовки, оптимизацию режимов резания и выбор конструктивных факторов.

4. Поэтапное проектирование по предложенной методике снижает трудоемкость работы, упрощает поиск оптимума и представляет возможность варьирования конструктивными факторами наладки, не нарушая оптимальности режимов резания.

5. Разработаны алгоритмы и программы на языке ФОРТРАН-ГУ для ЭВМ БЭСМ-6, позволяющие:

— построить математическую модель процесса обработки;

— определять оптимальные режимы резания;

— рассчитывать погрешности обработки;

— оценивать и корректировать конструктивные факторы многорезцовых наладок.

6. Использование предложенной методики позволяет сократить время проектирования с подготовкой исходных данных, вводом их в программу и обработкой результатов в среднем до 4 — 4,5 часов.

7. Экономический эффект от совершенствования инструментальной наладки для обработки детали «ступица» составил 1632 руб. в год на участке из 3-х станков IA720.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Адаптивное управление технологическими процессами. Соло-менцев Ю.М., Митрофанов В. Г., Протопопов С. П. и др., М., «Машиностроение», 1980. 536 с.
  2. .С. «Основы технологии машиностроения», М., «Машиностроение», 1969, 560 с.
  3. .М. «Технологические основы проектирования самопод-настраивающихся станков», М., «Машиностроение», 1978, 212 с.
  4. .М. «Расчет точности машин на ЭВМ», М., «Машиностроение», 1984, 256 с.
  5. .М., Диков А. А., Схиртладзе К. Г., «Расчет погрешностей обработки при консольном однорезцовом растачивании», М., ГОСИНТИ, 1976, вып. 364.
  6. А.А. «Износостойкость», М., «Наука», 1975, 190 с.
  7. В.Ф. «Влияние угла наклона главной режущей кроши инструмента на процесс резания металлов», М., МАШГИЗ, 1962, 152 с.
  8. А.А., Гильман A.M., Матяева Л. К. «Об оптимизации режимов работы одношпиндельных многорезцовых токарных полуавтоматов», В кн.: Автоматизация технологического проектирования при помощи ЭВМ", М., «Машиностроение» 1966, с. 86−104.
  9. К.М. «Определение экономической эффективности вариантов механической обработки деталей», Л., «Машиностроение», 1970, 240 с.
  10. Е.В. «Автоматизация с помощью ЭВМ расчета режимов резания», Минск, Ин-т техн.кибернетики, 1975, 95 с.
  11. А.Н. «Основы ЦВМ и программирование», М.,"Наука"1978, 459 с.
  12. К.М., Новожилов В. И. «Экономичные режимы резания металлов», М., «Машиностроение'} 1972, 120 с.
  13. В.В., Шумов В.д. „Автоматическое регулирование режимов резания на двухсуппортных токарных станках“, „Станкии инструмент“, 1973, № 6, с. 18−20.
  14. A.M. и др. „Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках“, М., „Машиностроение“, 1972, 188 с.
  15. В.В. „Статистические методы регулирования и контроля качества“, М., „МашиностроениеJ' 1974, 264 с.
  16. Г. К. „Расчет режимов резания при помощи ЭВМ“, Минск, Госиздат БССР, 1963, 188 с.
  17. Г. К. „Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении“, М., „Машиностроение“, 1976, 240 с.
  18. Г. й. „0 стойкости инструмента как исходном параметре дяя расчета режимов резания“ „Вестник машиностроения“, 1965, }Ь 8, с. 59−63.
  19. Д.М. „Вычислительная техника и резание металлов“, -- „Стандарты и качество“, 1966, IS 6, с 34−38.
  20. А.Л. „Метод расчетов режимов резания с помощью ЭВМ“, „Стандарты и качество“, 1966, $ 6, с 34−46.
  21. Н.Л. „К вопросу о вибрациях станка при токарной обработке“, „Станки и инструмент“, 1973, № 2, с. 61−63.
  22. Н.В. „Квадратичные формы и матрицы“, М., „Наука“, 1972, 159 с.
  23. Н.Н. и др. „Развитие науки о резании металлов“, М., „МашиностроениеV 1967, 412 с.
  24. .Н. „Расчет оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий“, М., „МашиностроениеV 1974,197 с.
  25. .М. „Повышение производительности токарной многорезцовой обработки при обеспечении заданной точности“. Авторего. канд. дис., М., 1984.
  26. В.И. „Технологическая надежность системы СПИД“, М., „Машиностроение“, 1974, 127 с.
  27. П.Г. „Статистические методы исследования режущего инструмента“, М., „Машиностроение“, 1974, 235 с.
  28. П.Г., Сиськов В. И. „Применение математической статистики к исследованию режущих инструментов“ „Станки и инструмент“, 1963, I, с. 13−18.
  29. B.C. „Основы технологии машиностроения“, М., „Машиностроение“, 1976, 288 с.
  30. М.И. „Оптимизация режимов обработки на металлорежущих станках“, М., „Машиностроение“, 1972, 186 с.
  31. .В. „Технология металлов“, М., „Металлургия“, 1978, 903 с.
  32. К.С. „Точность обработки и режимы резания“, М., „Машиностроение“, 1968, 132 с.
  33. Н.И., Стародубов B.C. „Конструкции и наладка токарных автоматов и полуавтоматов“, М., Высш. школа, 1983, 272 с.
  34. А.Ф., Гутман Б. А. „Компоновка конструктивных элементов при синтезе конструкций в САПР штампов“, В сб.: Теория и методы автоматизации проектирования, вып. 2, Минск, 1983, с 70−75.
  35. .А. “ 0 расчете скорости резания, соответствующей максимальной норме выработки при немонотонной зависимости“, „Известия вузов“, „Машиностроение1968, ft 3, с 19−20.
  36. М.Я., Штомпель В. П. „Определение на ЭЦВМ режимоврезания цри точении“, Киев, „Техника“, 1966, IS II, с 72−75.
  37. А.Д. „Оптимизация процессов резания“, М., „Машиностроение“, 1976, 279 с.
  38. А.А., Рысцова B.C. „Точность, производительностьи экономичность механической обработки“, JI., МАШГИЗ, 1963, 352 с.
  39. Н.С. „Определение оптимальной геометрии твердосплавных резцов при обработке стали Г13 методом Бокса-Уилсона“, „Известия вузов“, 1976, В 4, с 14−16.
  40. Методика испытаний токарных станков средних размеров общего назначения на виброустойчивость при резании“, М., ОНТИ ЭНИМС, 1961, 284 с.
  41. В.В., Чернова Н. А. „Статистические методы планирования экстремальных экспериментов“, М., „Наука“, 1965, 340 с.
  42. Наладка одношпиндельных токарных автоматов“, Справочное пособие А. Я. Пожитков, Е. С. Сашро, И. Д. Волянский, М. В. Соловейчик, I., „Машиностроение“, 1978, 312 с.
  43. В.И. „Вопросы определения оптимальных режимов рёзания“, ЛДНТИ, 1967, 52 с.
  44. Е.И. „Обработка деталей на карусельных станках“, М., -Л. МАШГИЗ, 1958, 100 с.
  45. В.И. „Обработка резанием с вибрациями“, М., „Машиностроение“, 1970, 350 с.
  46. Ю.Л. „Повышение точности обработки на многошпиндельных, многоинструментных расточных станках“. Авто-реф. канд. дис., М., 1983.
  47. В.В. „Расчет на точность операции по обтачиванию нежестких валов на многорезцовых станках“, В сб.: „Вопросы точности в машиностроении“. Под ред. В. М. Кована, I960, с. 184−242.
  48. О.й. „Проблемы автоматизации технической подготовки производства“ В кн.: „Вычислительная техника в машиностроении“, Минск, Изд. ИТК АН БССР, 1972, с 3-II.
  49. А.П. „Расчеты точности обработки на металлорежущих станках“, М., -Л., МАШГИЗ, 1952, 288 с.
  50. М.Д. „Исследование погрешностей обработки при многорезцовом обтачивании жестких валов“, Автореф. канд. дис. МВТУ, М., 1952.
  51. И.С. „Математическая статистика в технологии машиностроения“, М., „Машиностроение“, 1972, 215 с. 57. „Справочник молодого наладчика автоматических линий и специальных станков“, С. Н. Власов, Б. ИДерпаков М.,"Высшая школа», 1972, 262 с.
  52. С.А. «Точность обработки на токарных и сверлильных станках», М., МАШГИЗ, 1949, 312 с.
  53. И.Я., Вайсбурд Р. А., Еремеев Г. А. «Автоматизация проектирования технологии горячей штамповки», М.,
  54. Машиностроение", 1969, 240 с.
  55. Г. И. «Многоинструментные наладки», М., МАШГИЗ, 1963, 544 с.
  56. Д.В. «Основы выбора технологического процесса механической обработки», М., МАШГИЗ, 1963, 320 с.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!