Технологическое обеспечение параметров качества поверхностного слоя, себестоимости и производительности на основе параметрической оптимизации процессов механической обработки

• Автор: Коленченко, Ольга Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 179 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ОСОБЕННОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
1.1 Анализ конструктивно-технологических особенностей чистовой механической обработки деталей ГТД
1.2 Теоретическое и экспериментальное определение режимов механической обработки, норм времени и моделирование процесса резания
1.3 Технологический процесс механической обработки как объект управления при изготовлении деталей на автоматизированном оборудовании
1.4 Выводы. Цели и задачи исследования
2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Методика параметрической оптимизации операции (перехода) механической обработки
2.2 Методика разработки моделей обрабатываемости при наличии дополнительных ограничений на исследуемую область
2.3 Методика планирования эксперимента для разработки модели обрабатываемости
2.4 Оборудование и установки для проведения экспериментальных исследований
3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
3.1 Допущения, принятые в работе
3.2. Методика экспериментальных исследований
3.3 Основы построения операций технологического процесса механической
обработки
3.4 Математическая модель основных характеристик процесса механической обработки
3.5 Факторное планирование экспериментов. Выбор математической
модели и плана
3.6 Разработка моделей процесса резания для точения и фрезерования труднообрабатываемых материалов
4. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ С УЧЕТОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОГРАНИЧЕНИЙ
4.1 Общие задачи оптимизации технологического процесса механической обработки

4.2. Оптимизация механической обработки по различным критериям.
4.3 Оптимизация переходов и операций технологического процесса обработки детали на основе разработанных комплексных моделей
4.4 Выводы
5. ОПТИМИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
5.1 Оптимизация операций (переходов) токарной обработки деталей ГТД на автоматизированном оборудовании
5.2 Оптимизация операций фрезерования проточной части лопаток КНД на многоцелевых автоматизированных станках
5.3 Определение условий механической обработки деталей в производственных условиях
5.4 Выводы
6.ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ. РЕКОМЕНДАЦИИ И НАПРАВЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
6.1 Общие выводы по работе
7. РЕКОМЕНДАЦИИ И НАПРАЛЕНИЯ ДАЛЬНЕЙШИХ ИССЛЕДОВАНИЙ..
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Создание газотурбинных двигателей (ГТД) нового поколения, также как и производство существующих ГТД связано с применением в их конструкции большого количества деталей со сложной пространственной формой, изготавливаемых из специальных сталей и сплавов. Существующая технология производства этих деталей не в полной мере удовлетворяет современным требованиям. Она характеризуется высокой трудоемкостью, низким уровнем автоматизации и гибкости производства, невозможностью обеспечения стабильных физико-механических свойств материала поверхностного слоя, большим объемом ручных операций (особенно при обработке лопаток ГТД).
Одним из основных путей автоматизации такого производства является широкое применение для операций механической обработки высокопроизводительного многоцелевого оборудования с числовым программным управлением. Эти станки позволят стабилизировать технологический процесс, сделать его независимым от субъективных особенностей оператора.
Однако, технологическая подготовка механической обработки деталей сложной пространственной конфигурации с многочисленными криволинейными поверхностями на автоматизированном оборудовании требует нетрадиционного подхода и представления исходной информации для выбора режимных условий реализации таких операций.
Известно, что основное время для многоцелевого автоматизированного оборудования с ЧПУ составляет 45-50% штучного (для обычных станков эта доля 22-26%). Это требует более эффективного использования данной составляющей штучного времени за счет выбора соответствующих значений параметров, которые определяются содержанием технологической задачи и выбранными техническими средствами.
Причем, часть параметров заданы конструктором (нерегулируемые входные величины процесса обработки), а часть параметров (регулируемые) могут быть выбраны в ограниченной области. Технологические режимы (скорость резания, подача, глубина резания) позволяют адаптировать способ обработки к содержанию решаемой задачи. Применяемое современное автоматизированное оборудование позволяет динамически управлять процессом обработки, обеспечивая тем самым еще более четкое достижение поставленной цели.

3. На основе параметрической оптимизации и разработанных математических моделей исследовать возможность стабилизации погрешности и параметров качества обработанной поверхности за счет динамического изменения условий выполнения операций механической обработки.