Повышение производительности токарных операций на станках с ЧПУ путем оптимизации структуры многопроходных циклов

• Автор: Некрасов, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Бийск
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГОПРОХОДНЫХ ТОКАРНЫХ ОПЕРАЦИЙ
1.1. Номенклатура деталей, обрабатываемых на токарных станках с ЧПУ. Методы сокращения штучного времени

1.2. Анализ погрешностей, влияющих на точность токарной обработки на станках с ЧПУ

1.3. Анализ структур циклов токарной многопроходной черновой и чистовой обработки

1.4. Математические модели расчета точности обработки

1.5. Выводы по обзору. Цель и задачи исследования

ГЛАВА 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЦИКЛОВ МНОГОПРОХОДНОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ

2.1. Алгоритм проектирования структуры цикла многопроходной токарной обработки на станках с ЧПУ

2.2. Морфологический синтез вариантов структуры цикла

2.3. Методика параметрической оптимизации цикла многопроходной токарной обработки на станке с ЧПУ
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ НА СТАНКАХ С ЧПУ
3.1. Системный подход при анализе точности обработки
3.2. Особенности математического моделирования формирования показателей точности
3.3. Уравнение относительного движения инструмента и заготовки при многопроходной токарной обработке
3.4. Вычисление массива текущих значений радиус- векторов обработанной поверхности

3.5. Методика расчета показателей точности токарной операции
3.6. Моделирование циклов многопроходной обработки
3.7. Выводы
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТОЧНОСТИ ПРИ МНОГОПРОХОДНОЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКЕ
4.1. Задачи экспериментальных исследований, объекты контроля, измеряемые параметры
4.2. Автоматизированная информационно-измерительная система. Методика сбора и обработки экспериментальных данных
4.3. Сравнительная оценка структур циклов многопроходной токарной обработки
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
5.1. Основные направления использования результатов работы
5.2. Внедрение методики автоматизированного синтеза циклов многопроходной токарной обработки
5.3. Внедрение методики расчета показателей точности обработанной поверхности
5.4. Совершенствование технологического процесса изготовления поршня бензопилы "Урал"
5.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

Для современного уровня развития машиностроения, когда значительная часть ее продукции выпускается в условиях мелкосерийного производства, в качестве основного технологического оборудования выступают станки с ЧПУ. Их применение становится экономически целесообразным не только при обработке сложных, уникальных деталей, изготовлении которых на обычных станках часто невозможно, но и для деталей типа валы точностью 1Т9-1Т11 и шероховатостью Кг =5...20 мкм.
Являясь дорогостоящим оборудованием, станки с ЧПУ требуют эффективной подготовки производства, обеспечивающей их минимальные простои. В первую очередь это достигается максимальной концентрацией операций: на одном станке выполняется черновое и чистовое точение. Заготовка при этом может содержать значительные по величине припуски и напуски, образующие зоны выборки многопроходной обработки.
Структуры цикла обработки одной и той же зоны могут иметь несколько вариантов реализации, отличаться последовательностью и траекторией обхода элементов детали, использовать разные наборы инструментов и т.п. Следовательно, циклы будут характеризоваться различной производительностью, погрешностью обработки, величиной износа инструмента, продолжительностью последующих стадий обработки, трудоемкостью проектирования управляющей программы. Перед технологом встает задача выбора оптимальной структуры цикла. Однако отсутствие научно-обоснованной методики, включающей процедуры оптимизационного выбора структурных компонентов цикла многопроходной обработки на токарных станках с ЧПУ, математическое моделирование операции и расчет ее выходных параметров, а также экспериментальную проверку спроектированных технологических решений, не позволяет в полной мере автоматизировать технологическую подготовку производства. В связи с этим, не смотря на наличие современных отечественных и зарубежных

критерии оптимальности:

к т
Иьрх Брх+Иь XX /5* рх ./=/ ! 1=1
С1с-м->тп
- системы ограничении:
1) Экономические ограничения:
/к т

(к у + т)Т1 + (к 2 + Тг~ Т прог
2) Ограничение по качеству обработанной поверхности:
5 5 (РО Г /500 )■
3) Технические ограничения станка
$тт — Зтах Мтт—М
К<и2 ц
4) Ограничения по долговечности инструмента п5Уи ± А„
ПБУР
(2.22)
(2.23)
(2.24)
(2.25)
(2.26)
(2.27)
(2.28)
(2.29)
(2.30)
(2.31)
Следует отметить, что не все приведенные зависимости для ограничений (2.23-2.31) и сам критерий оптимальности (2.22) имеют линейный харак-