Технологического обеспечения точности и качества деталей типа валы на этапе разработки комплексной управляющей программы для станка с ЧПУ

Объект исследования: детали специализированных высокоскоростных, радиально нагруженных узлов разбрызгивателя типа валы, обрабатываемые на станках с ЧПУ.

Результаты, полученные лично автором: разработан модуль автоматизированной подсистемы проектирования маршрутно-операционного технологического процесса обработки деталей типа валы в рамках комплексной автоматизации технологической подготовки производства.

При технологическом проектировании деталей типа «Вал» используем метод структурного синтеза, основанный на использовании типовых решений и относящийся к методам выделения варианта из обобщенной структуры.

Размерная структура техпроцесса представлялась в двух основных видах: в виде размерной схемы и в виде размерного графа, объединяющего размеры детали, заготовки и техпроцесса

где G_дет - граф конструкторских размеров детали, G_заг - граф конструкторских размеров исходной заготовки, G_тех - граф технологических размеров и припусков ТП механической обработки.

Рассмотрим граф размерной структуры ТП. Он представляет собой совокупность размерных связей, которые с позиции оптимизации размерной структуры ТП можно разделить на изменяемые и неизменяемые.

К изменяемым размерам отнесем технологические размеры, выполняемые на операциях технологического процесса, их простановка изменяется при изменении технологических и измерительных баз на операциях.

Для математической модели запишем

.

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

Погрешность обработки – параметр, зависящий (при неизменных планах обработки поверхностей) от оборудования и оснастки. Он влияет на выбор допусков технологических размеров и определяет экономическую эффективность ТП. Для его учёта создадим для каждой типовой размерной структуры матрицу средне-экономических допусков (СЭД) на основе матрицы размерной структуры:

,

где T_ij - средне-экономический допуск технологического размера между i-той и j-той поверхностями, если с i-той поверхности снимается припуск, а j-тая используется в качестве измерительной базы.

Работа по типизации ТП деталей «Вал» является базой построения алгоритмов. В качестве основы используем типовые решения в сочетании с индивидуальными, учитывающими особенности предприятий и отдельных отраслей в машиностроении. Для данного класса (группы, подгруппы или вида деталей) устанавливаем так называемый обобщенный маршрут обработки, характерный для определенного класса, подкласса или группы деталей. Этот перечень является упорядоченным и представляет собой множество существующих единичных маршрутов, которые имеют типовые последовательность и содержание.

Необходимое условие включения единичных маршрутов в обобщенный — наличие области пересечения операций, например маршрутов Mi и Mj как непустого множества.

Каждой операции обобщенного маршрута соответствует логическая функция. Она зависит от условий, учитывающих геометрические особенности поверхностей, вид заготовки, требуемую точность обработки, качество поверхностного слоя детали, размер партии, габариты деталей.

Создание ОТП производится в следующей последовательности: один из технологических процессов группы принимается за базовый и вводится в виде ОТП в диалоговом режиме (можно скопировать один из КТП), затем в него добавляются недостающие операции и переходы из других ТП (КТП).

Автоматическое проектирование технологических процессов основано на информации внесенной в базу ОТП. База ОТП создается пользователями на основе технологических процессов, уже апробированных в производстве или новых, - внедряемых в производство. ОТП охватывают технологию изготовления определенных групп изделий, классифицируемых по конструктивно-технологическим признакам, содержат операции и переходы с перечнями применяемой в них оснастки и инструмента.

Материал поступил в редколлегию 03.05.2017

УДК 621.91.01

А.С. Шпидько

Научный руководитель: доцент кафедры «Технология машиностроения», к.т.н., доц. Д.М.Филькин

[email protected]

[email protected]