Обеспечение качества станочных приспособлений

• Автор: Ерохин, Виктор Викторович
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Брянск
• Количество страниц: 412 с. : ил. + Прил. (168 с.: ил.)

В диссертации исследуются вопросы обеспечения и повышения качества станочных приспособлений (в дальнейшем приспособлений) на стадии конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП).
Актуальность проблемы. Современные тенденции развития промышленности требуют повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции, которые в значительной мере зависят от качества станочных приспособлений.
Около 95 % всех деталей машин изготавливаются с использованием станочных приспособлений, следовательно, выявив резервы не только повышения и обеспечения определенных и унифицированных показателей качества приспособлений, но и научного обоснования назначения параметров качества на детали приспособления, можно снизить материально-технические затраты на их производство с обеспечением всех параметров качества изготавливаемой продукции.
Основным недостатком повышения и обеспечения качества приспособлений является несовершенство физико-математико-информационного аппарата во взаимозависимости их показателей от различных эксплуатационных свойств приспособлений.
Этот недостаток может быть устранен только на этапе КТПП, где необходимо научно обоснованно назначить такие параметры качества приспособлений, которые учитывали бы все необходимые эксплуатационные свойства приспособлений, унифицированность условий производства выпускаемой продукции и экономически целесообразные методы их изготовления.
Современная тенденция к созданию высокоавтоматизированного производства, оснащенного робототехническими комплексами, линиями и модулями гибких переналаживаемых систем, требует новых научных обобщений, иного методологического подхода к назначению и обеспечению параметров качества при проектировании приспособлений, направленных на повышение качества и снижение себестоимости выпускаемой продукции.
В контексте обеспечения качества выпускаемых изделий в машиностроительном производстве вопросы обеспечения качества приспособлений, их точности, долговечности и универсальности приобретают актуальное значение.

Работа выполнялась в соответствии с договором на выполнение научно-исследовательских работ по теме «Обеспечение параметров качества станочной оснастки» между ООО «Новозыбковский станкостроительный завод» (12.03.07-26.03.07), а также грантами Министерства образования и науки Российской Федерации по фундаментальным исследованиям в области технических наук по проектам: «Обеспечение точности обработки деталей в станочных приспособлениях и автоматизация их проектирования» (шифр ТОО-6.3-154, 2001-2002 г.г.); «Исследование влияния упруго-пластической релаксации в сопряжениях элементов технологической оснастки на динамические характеристики технологической системы» (шифр Т02-06.3-576, 2003-2004 г.г.); грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых по теме «Определение и обеспечение оптимальных проектных параметров качества станочных приспособлений и их элементов» с финансирование Министерства образования и науки Российской Федерации (шифр МК9356.2006.8, 20.04.2006-31.12.2007).
Цель работы. Решение проблемы обеспечения качества станочных приспособлений при минимальных трудовых и стоимостных затратах их изготовления на основе математического, конструкторско-технологического и информационного обеспечения проектных параметров качества станочных приспособлений.
Методы исследования. Методологической основой работы является системный подход к изучению параметров качества станочных приспособлений для технологической системы токарной, фрезерно-сверлильно-расточной и круглошлифовальной операций. В проведенных исследованиях использованы основные научные положения технологии машиностроения, сопротивления материалов, динамики твердого тела, контактной прочности, термоупругости, теории вероятности и математической статистики. Эксперименты выполнялись в технологических лабораториях кафедры “Технология машиностроения” Брянского государственного технического университета на горизонтальнофрезерных, токарных и круглошлифовальном станках при обработке цилиндрических и призматических заготовок. Параметры шероховатости и отклонения от круглости определялись с помощью автоматизированного комплекса в составе которого: вычислительный комплекс на базе 1ВМ - совместимого персонального компьютера; профилограф-профилометр мод. 170311 завода «Калибр» (Россия); кругломер мод. 171221 завода «Калибр» (Россия); аналоге-

цифровой преобразователь на базе платы АЦП НВЛОЗ фирмы «Сигнал» (Россия).
Научная новизна.
Установлены научно обоснованные требования к деталям станочных приспособлений, обеспечивающие их надежность, минимальную себестоимость изготовления и требуемое качество обрабатываемых заготовок.
Разработана методология и математическая формализация конструкторско-технологического обеспечения требуемых параметров качества станочных приспособлений с учетом всей совокупности их эксплуатационных свойств.
Практическая ценность работы состоит в следующем:
1. Разработана методология расчета проектных параметров качества деталей приспособлений, обеспечивающих требуемую погрешность установки обрабатываемых заготовок.
2. Разработана методология расчета проектных параметров деталей приспособления в зависимости от заданных числовых значений погрешности формы и параметров шероховатости обрабатываемой поверхности устанавливаемой заготовки.
3. Разработана методология расчета эксплуатационных свойств приспособлений, таких как виброустойчивость и зажимная способность приспособлений.
4. Разработана методология автоматизации выбора оптимальных параметров качества деталей станочных приспособлений по критериям минимальной себестоимости и максимальной производительности их изготовления.
5. Разработаны теоретические положения по определению конструктивных и прочностных характеристик поводкового элемента в зависимости от из-гибных, контактных и термоупругих напряжений.
6. Разработаны рекомендации, позволяющие выбрать рациональную схему передачи заготовке крутящего момента и конструктивное исполнение поводкового устройства, в зависимости от требуемой точности и производительности обработки.
Реализация результатов работы:
1. Результаты выполненных исследований используются в производстве -на АО “Людиновский тепловозный завод” и АО “Людиновский агрегатный завод”, ОАО УК «БМЗ», ОАО «Брянский арсенал», ОАО «Клинцовский завод поршневых колец», ООО «Новозыбковский станкостроительный завод». Годо-

Таблица 2
Зависимость составляющих погрешности формы и расположения обрабатываемых поверхностей заготовки от эксплуатационных свойств приспособления
Эксплуатационные свойства Составляющие погрешности формы и расположения поверхностей
гг пр.нт ЕТшд
Прочность]
Контактная прочности
Усталостная прочность3
Жесткость4 —
Контактная жесткость5 _*
Износостойкости _* _*
Коэффициент трения;
Виброустойчивость8
Зажимная способности
Постоянство размеровю —
Таблица 2
Зависимость амплитуды колебания приспособления и его элементов от эксплуатационных свойств приспособления
Эксплуатационные свойства Составляющие погрешности формы и расположения поверхностей
А ^пр.м? А **пр.ш
Прочность]
Контактная прочности
Усталостная прочность3
Жесткость4 _* _*
Контактная жесткости _*
Износостойкости _* _*
Коэффициент трения7 — —
Виброустойчивостщ _* _*
Зажимная способности — —
Постоянство размеровю -