Размерного износа режущего инструмента

Объект исследования: типовые детали машин с конструктивными элементами в виде канавок, требующие обеспечение параметров точности качества на этапах технологической подготовки производства по расчету элементарных составляющих суммарной погрешности обработки деталей машин.

Результаты, полученные лично автором: разработан программный модуль автоматизированной подсистемы расчета погрешности обработки, вызванной размерным износом режущего инструмента.

Модель размерной структуры технологического процесса механической обработки учитывает все технологические, конструкторские и экономические факторы. Выявлены ограничения модели по критерию обеспечения требуемой точности, что позволяет в дальнейшем перейти к ее комплексной оптимизации. Разработана подпрограмма реализации размерно-точностного анализа с модулем оптимизации структуры размерных связей для повышения технологичности конструкции детали на основе элементов CALS – технологий.

Критерий Q учитывает комплекс конструкторско-технологических и структурных ограничений матрицы точности и свойств поверхностей, экономических факторов целевой функции, при этом является безразмерной величиной, не изменяющей физического смысла.

,

где 1/2 - коэффициент, учитывающий дублирование размерных связей в матрице ТРС; k - количество узлов графа размерной структуры (равно размерности матрицы ТРС); c_ij=2^K-y - коэффициент увеличения трудоемкости при ужесточении средне-экономического допуска (по существующим нормативам при увеличении точности на квалитет (К-Ку), увеличивается в 2 раза); e_ij=1000/l_ij - коэффициент приведения точности (равен обратной величине единицы допуска, приведенной к мм), 1/мм; t_ij - коэффициент из матрицы ТСП, мм; b_(ij)u - коэффициент матрицы размерных цепей, соответствующий a_ij из матрицы РС.

Предложена концепция автоматизированной подсистемы технологической подготовки производства, обеспечивающая определение параметров инструмента по исполнительным размерам и по рекомендуемым режимам обработки для различных вариантов реализации операций механической обработки (выбор схемы установки заготовки, настройка станков различных типов на обеспечение требуемой точности конструкторских размеров). По критериям минимизации припуска и (или) минимуму рабочих ходов оптимизируется РТА при различных схемах простановки операционных размеров.

Современное машиностроительное производство характеризуется как многономенклатурное с частой сменой выпускаемых изделий, повышенной конструктивной сложностью, большим числом оригинальных и уникальных конструкторских решений, реализация которых сопровождается высокими требованиями к качеству, надежности и ресурсу изделий.

Автоматизация проектирования в машиностроительном производстве – часть комплексной проблемы автоматизации инженерного труда во всех сферах функционирования современной производственной системы.

В данном исследовании рассмотрена задача автоматизации расчета составляющей суммарной погрешности обработки, вызванной размерным износом режущего инструмента.

На размерный износ влияют материал режущего инструмента, конструкция, геометрия и состояние лезвия, режимы обработки, жесткость системы и другие факторы.

Однако в достаточной степени обобщенных зависимостей размерного износа инструмента от указанных факторов пока нет. Поэтому часто, определяя размерный износ для обрабатываемой партии деталей, исходят из ориентировочных значений относительного износа или задаются допустимым для данного вида обработки размерным износом инструмента.

Автоматизированная система осуществляет считывание введенных пользователем с клавиатуры данных и передает их в соответствующие переменные. Первым этапом расчета является определение относительного износа. Для этого сначала формируется SQL-запрос, в котором из таблицы material, на основании выбранной из выпадающего списка cmbMaterial марки материала режущей части инструмента, выбирается код типа материала. Затем этот код подставляется в запрос к таблице u₀, из которой выбираются значения коэффициента u₀. Заключительным этапом выполнения рассматриваемой процедуры является расчет погрешности, вызванной размерным износом режущего инструмента, и вывод на экран окна с результатами расчета.

Разработанная автоматизированная система расчета составляющей суммарной погрешности обработки, вызванной размерным износом режущего инструмента проста и легка в применении, как на предприятиях, так и в учебных целях. Полученные результаты при выполнении данных исследований весьма актуальны в настоящее время и их значение будет увеличиваться в будущем.

Материал поступил в редколлегию 03.05.2017

УДК 651.51

К.Н. Пушкарев

Научный руководитель: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н. С.В.Сорокин

[email protected]