С применением средств инженерного анализа
Объект исследования: этап технологической подготовки производства по проектированию операций механической обработки высокотехнологичных нежестких изделий.
Результаты, полученные лично автором: решена задача технологического обеспечения параметров точности и качества обработки поверхностей нежестких высокотехнологичных деталей с применением системы определения изгибов конструкции и обеспечения компенсационных перемещений установочных элементов технологического оснащения.
Создание аппаратного комплекса, решающего проблему обеспечения требуемых геометрических параметров обрабатываемых деталей как в одной плоскости, так и с учетом анализа многовекторных пространственных отклонений является важной научно-практической задачей в рамках технологической подготовки изготовления тонкостенных, нежестких и других особо ответственных изделий.
На настоящий момент реализован аппаратный модуль, определяющий величину перемещения элементов конструкции детали, который позволяет оценить значение заданного изгиба контактной поверхности или компенсационных перемещений установочных элементов оснастки, требуемых для обеспечения точностных показателей обрабатываемого изделия на основе физической и имитационной модели процесса деформирования изделия при его обработке и сборке.
Основным элементом конструкции приспособления для формирования оптоволоконных шин является деталь «Колесо намоточное». При подготовке производства на этапах технологического обеспечения установленных заказчиком эксплуатационных параметров, возникли сложности с их достижением.
Одними из основных требований при изготовлении изделий типа «Колесо намоточное» является обеспечение заданных высоких показателей прямолинейности и плоскостности, а также точности взаимного расположения поверхностей тонкостенных нежестких деталей.
Поэтому создание аппаратного комплекса, решающего проблему технологического обеспечения требуемых геометрических и точностных параметров функциональных поверхностей обрабатываемых деталей на основе научно-обоснованного подхода к формированию требуемой величины компенсационного перемещения элементов оснастки или реализации требуемого нагружения с целью обеспечения начального изгиба детали с учетом физической модели процесса ее деформирования и технологических факторов в рамках подготовки производства является важной научно-практической задачей в рамках технологической подготовки изготовления высокотехнологичных изделий.
Аппаратный комплекс предназначен для обработки данных по состоянию нежестких деталей или их элементов при установке заготовки в приспособление, в процессе обработки резанием или осуществлении сборочных операций. Комплекс, в частности, реализует функцию активного контроля пространственных отклонений или контроля величины начального технологического изгиба заготовки, обеспечивающего заданную геометрию обрабатываемой детали.
На основе информации о пространственных отклонениях при обработке и сборке изделия, полученных средствами моделирования процесса деформирования детали в среде CAE-модуля интегрированных САПР, вырабатывается корректирующий сигнал положения установочных опор и усилий закрепления зажимных элементов оснастки для обеспечения заданных параметров геометрической точности с учетом показателей качества изделия, согласно конструкторской документации.
Основным фактором, обеспечивающим решение задачи технологического обеспечения требуемых параметров точности формы и размеров нежестких изделий является его компенсационное деформирование с учетом физической модели и пространственной конструкции. Реализация предлагаемого аппаратного решения, предполагает интеграцию в состав силового механизма закрепления детали АСНИ контроля величины изгиба для корректировки нагружающего воздействия и действительного пространственного расположения поверхностей детали для получения ее заданной формы.
Основной особенностью предлагаемой конструкции является наличие обратной связи по обеспечению пространственной компенсации положения базовых поверхностей изделия в пределах заданной величины.
Аппаратный комплекс будет использоваться на установке по обработке высокотехнологичных нежестких деталей типа «Колеса намоточного». В этой связи существуют определенные компоновочные ограничения для проектируемого аппаратного комплекса. Кроме этого, на основе физической модели деформации детали определены прочностные параметры отдельных конструктивных элементов, а на основе имитационной модели изгиба установочных поверхностей подобраны параметры силового компенсационного механизма.
Эксплуатационные параметры (включая надежность) и информация по техническому обслуживанию механической и электронной частей комплекса будут вырабатываться при создании промышленного образца в соответствии с общими требованиями стандартов промышленного оборудования.
Материал поступил в редколлегию 03.05.2017
УДК 005.007
А.И. Сидоренкова
Научный руководитель: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н., Е.А. Польский