Повышение эффективности фрезерования крупногабаритных фасонных деталей на основе автоматизированного управления режимами резания : на примере гребных винтов

• Автор: Рохин, Олег Викторович
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Северодвинск
• Количество страниц: 133 с. : ил.

Введение
1 Анализ научнотехнической литературы, посвященной подходам к проектированию механической обработки гребных винтов, как типового представителя семейства крупногабаритных деталей.

1.1 Объект исследования гребной винт и классификация его

1.2 Основные особенности формообразования поверхностей

гребного винта, анализ типового процесса фрезерования и постановка задачи исследования
2 Разработка методики по созданию конструкторской модели крупногабаритной фасонной детали и методики автоматизированного рационального распределения припусков и управления глубиной резания

2.1 Общие положения многоуровневой модели

2.2 Методика создания конструкторской теоретической модели

гребного винта виртуальной геометрической модели.

2.3 Основные этапы, техническое и программное обеспечение для создания измеряемой модели винта.

2.4 Методика автоматизированного рационального распределения

припусков заготовки и управления глубиной резания
3 Теоретические положения и методика по корректировке подачи и скорости фрезерования в зависимости от изменения глубины резания при неравномерном припуске
3.1 Корректировка подачи фрезерования.
3.2 Корректировка скорости фрезерования.
4 Экспериментальное исследование разработанных методик
4.1 Создание конструкторских моделей лопастей.
4.2 Рациональное распределение припусков заготовки и
управления глубиной резания.
4.3 Корректировка подачи и скорости фрезерования в зависимости
от изменения глубины фрезерования
4.4 Основные результаты эксперимента.
5 Расчет сравнительной экономической эффективности автоматизированного управления режимами резания в зависимости от глубины резания
5.1 Направление оценки экономичности предложенного варианта
5.2 Расчет роста производительности и себестоимости для базового
и предложенного варианта фрезерования
5.3 Расчет капитальных вложений
5.4 Расчет сравнительной экономической эффективности и срока
окупаемости при внедрении предложенных методик.
Основные выводы по работе Список использованных источников
Обозначения и сокращения
КИМ координатноизмерительная машина
САПР система автоматизированного проектирования
ЧПУ числовое программное управление
СПИД станокприспособлениеинструментдеталь
ФГУП федеральное государственное унитарное предприятие
МП машиностроительное предприятие
УП управляющая программа
i i проектирование с помощью компьютера МПД магнитная порошковая дефектоскопия ВДС воздушнодуговая строжка ФС формообразующая система
Введение


Однако решение оптимизационных задач по минимизации полного станочного времени связано с большими трудностями, так как технологупрограммисту приходится перебирать варианты решений и вводить в систему в качестве исходных данных до получения удовлетворительного результата. В настоящее время при решении задач по фрезерованию фасонных деталей используются САПР высшего уровня в совокупности с системой автопрограммирования УП для многокоординатных специализированных станков. Однако возможности САПР используются не полностью, операции контроля геометрии незначительно автоматизированы, что приводит к доминирующему влиянию субъективного фактора при выборе параметров фрезерования. При решении задач контроля геометрии гребного винта, на разных стадиях изготовления, преобладают неавтоматизированные, затратные по времени операции обмера, разметки и определения межоперационных припусков. Это приводит к росту трудоемкости, снижению точности процесса механической обработки и невысокой точности прогноза по величине обрабатываемых припусков. В свою очередь, неточно прогнозируемая величина припуска отрицательно сказывается на стойкости инструмента, надежности станка и может привести к аварийной ситуации в силу нестабильности энергосилового поля сил резания. Поэтому работа посвящена созданию методик автоматизированного управления глубиной резания, корректировки подачи и скорости фрезерования в зависимости от глубины резания, позволяющих повысить эффективность фрезерования за счет наиболее полного использования машинного времени. Диссертационная работа выполнена за счет наиболее полного использования возможностей современных САПР и средств автоматизированного контроля, которые позволяют моделировать и корректировать параметры фрезерования. При выполнении работы использованы основные положения теории проектирования гребных винтов с использованием аппарата дифференциальной геометрии, численных методов, теории резания, теории формообразования, математических методов обработки экспериментальных данных. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, заключения, списка использованных источников. Первый раздел посвящен анализу научнотехнической литературы, посвященной подходам к проектированию обработки гребных винтов, как типового представителя семейства крупногабаритных фасонных деталей, имеющих сложные геометрические формы. В разделе приведены наиболее типичные схемы механической обработки лопастей, даны показатели обрабатываемости, конструкции инструментов и схемы обрабатывающих центров для осуществления многокоординатного фрезерования лопастей винтов. На основании анализа сформулированы цель и задачи работы. Во втором разделе дано обоснование многоуровневой модели винта и описаны разработанные методики по созданию конструкторской модели крупногабаритной фасонной детали и автоматизированного рационального распределения припусков и управления глубиной резания. В третьем разделе приведена методика определения рациональных режимных параметров подачи и скорости при фрезеровании лопастей винтов, в зависимости от глубины резания вдоль траектории движения фрезы по критерию стабилизации сил резания и стойкости инструмента. В четвертом разделе приведены результаты экспериментальных данных для проекта лопасти сборного гребного винта и проекта четырехлопастного цельнолитого гребного винта. Также показаны результаты расчета рациональной подачи и скорости инструмента при изменении глубины срезаемого слоя для этих же проектов. В пятом разделе выполнен расчет сравнительной экономической эффективности автоматизированного управления режимами резания в зависимости от глубины резания. В заключении работы приведены основные выводы по результатам диссертации. Диссертация изложена на 5 страницах и состоит из 9 таблиц, рисунков, списка использованных источников из 2 наименований. Хочется выразить признательность научному руководителю профессору д. Рогову Владимиру Александровичу, а также профессору д. Малыгину В. И. и к. Кремлевой Людмиле Викторовне за ценные советы на всех этапах работы над диссертацией, а также всему преподавательскому составу кафедры 4 Севмашвтуза.