Математическое моделирование процесса базирования заготовок крупногабаритных корпусных изделий на первой операции механической обработки

• Автор: Томилин, Сергей Алексеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКА И БАЗИРОВАНИЯ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ КОРПУСНЫХ ИЗДЕЛИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Особенности производства крупногабаритных корпусных изделий

1.2. Анализ результатов научных исследований и рекомендаций нормативных документов

1.3. Цель и задачи работы

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ВЫБОРА СКРЫТЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ И ИХ МОДЕЛИРОВАНИЕ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИПУСКА
2.1. Распределение припуска крупногабаритных заготовок базированием при их механической обработке
2.2. Математические модели технологических баз, обеспечивающих различные распределения припуска для изделий произвольной формы
2.3. Сравнение отклонений формы деталей, полученных механической обработкой заготовок при различных распределениях припуска
2.3.1. Сравнение отклонений формы номинально цилиндрических деталей при обработке точением
2.3.2. Сравнение отклонений формы номинально призматических деталей при обработке фрезерованием
Выводы по главе
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИХ ЛОГАРИФМИЧЕСКИ РАВНОМЕРНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИПУСКА ДЛЯ ЗАГОТОВОК НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ
3.1. Математическая модель технологической базы при обработке номинально цилиндрической поверхности
3.2. Математическая модель технологической базы при обработке наружной и внутренней номинально цилиндрических поверхностей обечайки
3.3. Математическая модель технологической базы при обработке поверхностей заготовок номинально призматических изделий
3.4. Алгоритм для анализа математических моделей технологических баз
. Выводы по главе 3
4. РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ БАЗИРОВАНИЯ
4.1. Измерения координат точек поверхности заготовки
4.2. Расчет величин и направлений разовых перемещений заготовки
для проведения базирования
4.3. Контроль конечного положения заготовки и его корректировка
4.4. Разработка пакета программ для информационного обслуживания операции базирования
4.5. Пример проведения базирования реального изделия
Выводы по главе 4
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Понятно, что различные варианты установки заготовки приводят к различному распределению припуска на ее обрабатываемой поверхности, таким образом, распределение припуска на заготовке осуществляется, прежде всего, выбором технологической базы. Поэтому, проблема базирования для механической обработки теснейшим образом переплетается с проблемой распределения припуска по обрабатываемым поверхностям заготовки. Задача выбора технологической базы предполагает построение сложных математических моделей распределения припуска, представленных в виде некоторых оптимизационных задач с негладкими целевыми функциями 8. Особенно ответственной и трудной она является при моделировании базирования на первой операции механической обработке, когда приходится вести установку заготовки по скрытым технологическим базам, т. Кроме того, на черновых поверхностях кованых заготовок крупногабаритных корпусных изделий, как правило, имеются значительные отклонения формы и расположения поверхностей. Однако проблеме выбора технологической базы и распределения припуска до недавнего времени уделялось крайне малое внимание, что было обусловлено, прежде всего, отсутствием вычислительной техники, обладающей высоким быстродействием и достаточной оперативной памятью. Поэтому недопустимость брака одно из основных требований при производстве продукции тяжелого машиностроения. Стремление обеспечить гарантированное получение из заготовки годной детали требует учитывать погрешности базирования при назначении припусков на механическую обработку. Очевидно, что чем большие погрешности допускаются при установке, тем большую величину припуска закладывают на механическую обработку, что, в свою очередь, ведет к увеличению расхода металла, энергии и трудозатрат. Так расход металла и энергии при изготовлении крупногабаритных корпусных изделий в нашей стране более чем в 2 раза превышает аналогичные показатели в машиностроении технически развитых стран 9. Например, технология изготовления корпуса реактора ВВЭР предполагает, что кованая заготовка обечайки в 1, раза тяжелее окончательно обработанной под сварку в корпус в частности, коэффициент использования металла по технологии, разработанной ЦНИИТМАШ, составляет 0, при изготовлении цилиндрической части корпуса реактора. По самым грубым подсчетам избыток припуска для таких деталей составляет , а при механической обработке заготовок обечаек до металла уходит в стружку см. На обечайке корпуса реактора припуск по наружному и внутреннему диаметрам составляет соответственно более 0 и 0 мм, причем от припуска приходится на погрешности, возникающие в процессе базирования. Более того, с целью избежать брака при механической обработке этих дорогостоящих изделий, производственники, перестраховываясь, вопервых, умышленно завышают расчетные припуски, а вовторых, изготавливают заготовки с фактическими припусками значительно превосходящими расчетные. Как видно из таблицы 1. Энергомашспецстапь, вызванный умышленным превышением фактического припуска над расчетным при изготовлении одних только обечаек составил около 0 т. Таблица 1. Таблица 1. Наименование изделия и его номер Г одовая программа, шт. В современных экономических условиях крайне важной является задача снижения энергетических материальных затрат. Все это ставит перед инженерамитехнологами задачу выбора технологических баз и создания формализованных процедур установки заготовки на станке с минимальными погрешностями при обработке крупногабаритных корпусных изделий резанием. Отличительной особенностью проведения научных исследований по совершенствованию производства крупногабаритных изделий тяжелого и атомного машиностроения является трудность, а часто и невозможность проведения экспериментов в лабораторных условиях, а проблема организации исследований в условиях действующего производства без нарушения его нормального функционирования сопряжена с трудностями организационного рода. Проведение исследований в цеховых условиях непосредственно на рабочем месте вступает в противоречие с требованиями производства по выполнению плана производственных заданий и сокращению сроков изготовления деталей. Современные экономические условия делают возможность проведения натурных исследований еще более сложной.