АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 9
1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ
ДЛЯ ТОКАРНЫХ СТАНКОВ С ЧПУ 12
Выводы по главе 1. Цели и задачи работы 16
2 АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ 18
2.1 Экспериментальный метод 23
2.1.1 Статический метод 23
2.1.2 Динамический метод 24
2.2 Расчетный метод 28
2.3 Выводы по главе 2 29
3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 30
Выводы по главе 3 41
4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦИКЛОВ КОНТУРНОЙ
ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ С ЧПУ С УЧЕТОМ ЖЕСТКОСТИ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ 42
Выводы по главе 4 45
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЖЕСТКОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
СИСТЕМЫ НА ПАРАМЕТРЫ ЦИКЛА ТОЧЕНИЯ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ... 47
Выводы по главе 5 55
6 РАСЧЕТ ОЖИДАЕМОГО ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА 56
Выводы по главе 6 61
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ 62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 64
ПРИЛОЖЕНИЯ 64
Одним из основных методов металлобработки является точение. Обширную группу операций составляет токарная обработка на станках с ЧПУ. Разработка управляющей программы является важнейшим этапом проектирования технологического процесса. От качества разработанной управляющей программы зависит производительность технологического процесса, использование технологических возможностей станка и точность обеспечения заданных параметров качества поверхностей детали. Поскольку трудоемкость проектных работ составляет до 40 - 50% от всех затрат на изготовление изделия, то с учетом повышения уровня автоматизации, производительность производства становится зависимым от производительности и качества технологической подготовки производства. Наличие неопределенности в обеспечении заданных параметров качества поверхностей деталей, связанной с отсутствием однозначной и универсальной зависимости между первоначальной информации о процессе резания, объекте управления, с требуемыми параметрами качества поверхностей деталей, делает актуальным создание методики проектирования токарной операции с учетом фактических условий обработки.
Точность обработки является главным показателем качества технологической системы и зависит от ряда факторов, таких как:
- геометрическая погрешность изготовления узлов станка и их износ;
- погрешность изготовления и износ инструментов;
- упругие деформации обрабатываемой заготовки;
- погрешность базирования;
- погрешность наладки станка;
- влияние тепловых деформаций технологической системы.
Один из базовых параметров технологической системы, характеризующих данные факторы является жесткость технологической системы. Жесткость рассчитывается по паспортным данным станка, не учитывая тот факт, что при плуатации станок подвергается многочисленным внешним и внутренним воздействиям, под действием которых создаются условия для изменения первоначальных характеристик станка. Изменение выходных параметров станка оказывает существенное влияние на формирование значений параметров точности. Погрешности от упругих деформаций технологической системы составляют в отдельных случаях 80 % общей погрешности механической обработки.
В следствии отсутствия установленной зависимости между фактической и заданной величиной подачи, отсутствия обоснованной причины выбора постоянной глубины резания невозможно добиться требуемой точности обработки на токарных станках с ЧПУ при уменьшении времени обработки. А соответственно невозможно добиться желаемого качества производимых деталей.
В связи с актуальностью данной проблемы в работе поставлена цель - повышение точности и производительности на станках с ЧПУ за счет учета жесткости технологической системы.
Для достижения поставленной цели необходимо решить задачи:
1) анализ методов проектирования операций для токарных станков с ЧПУ;
2) анализ методов определения жесткости технологической системы для токарных станков с ЧПУ;
3) разработка методики определения жесткости технологической системы и проведение экспериментальных исследований;
4) разработка методики проектирования циклов контурной обработки на токарных станках с ЧПУ с учетом фактических условий обработки и проведение экспериментальных исследований;
5) анализ экспериментальных исследований.
Методы исследования:
Силовые характеристики системы исследовались с использованием методов математического моделирования с целью расчетного определения жесткости технологической системы. При решении поставленных задач использовались совр е- менные программные комплексы, такие как Mathcad, ADEM, КОМПАС-SD V17,
Diagram Designer 1.29. Экспериментальные исследования и измерения деформаций проводились на станке с ЧПУ EMCO TURN-E25 на базе Научнообразовательного центра ЮУрГУ «Машиностроение и металлургия» г. Челябинск.
Объект исследования - токарная операция.
Предмет исследования - режим резания.
Ожидаемые результаты:
- разработанная методика определения жесткости технологической системы для получения требуемой точности обработки деталей;
- разработанная методика проектирования циклов контурной обработки на токарных станках с ЧПУ с учетом фактических условий обработки для повышения производительности токарной операции.
1) Проектирование циклов точения основано на назначении режимов обработки по справочным данным. Не имеется теоретического обоснования причины выбора постоянной глубины резания и подачи.
2) Жесткость технологической системы является важным параметром, обеспечивающим точностные характеристики обработки. Предложенные решения по определению жесткости технологической системы носят преимущественно дискретный характер. Отсутствует комбинированный метод определения жесткости технологической системы.
3) Разработана методика определения жесткости технологической системы на основе производственного и расчетного метода определения жесткости техн о- логической системы.
4) Применение разработанной методики определения жесткости технологической системы показало, что жесткость заготовки, определенной по разработанной методике имеет незначительное отличие от жесткости, определенной экспериментальным методом, а именно для Алюминия Д16Т разница составляет 7,1%, для Стали 3 составляет -6,34%, для стали 30Х13составляет 0,22%. Применение разработанной методики возможно для любых по конфигурации и материалу заготовок.
5) Разработана методика проектирования циклов токарной обработки на станках с ЧПУ, учитывающая жесткость технологической системы.
6) По разработанной методике проектирования циклов токарной обработки были спроектированы циклы для изготовления деталей типа вал из Алюминия Д16Т, Стали 3, Стали 30Х13, повышающие производительность 23,8%, 9,25%, 31,3% .
7) Определен ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов выпускной квалификационной работы .
Применение разработанных методик определения жесткости технологической системы и проектирования циклов токарной обработки на станках с ЧПУ позволяет снизить время обработки детали. Ожидаемый экономический эффект от реализации выпускной квалификационной работы ожидается в объеме: 148 454 рублей за первый год, 971 054 рублей за шесть лет.
