Автоматизация расчетов точности при проектировании маршрутных технологических процессов механической обработки заготовок

стического сжатия жидкой фазы второго компонента шихты. При этом снижается интенсивность уменьшения порового пространства при росте давления прессования, т.е. наличие жидкой фазы способствует повышению пористости (по сравнению с однокомпонентной шихтой).

Таким образом, изучение влияния второго компонента на уплотняе-мость двухкомпонентных шихт (одна из которых жидкая) позволяет выявить область перехода от одной стадии прессования к другой.

Максимальная плотность брикета достигается только при оптимальном содержании ЖСС в порошке. Увеличение содержания ЖСС сверх оптимального нерационально, так как жидкая фракция, занимая часть объёма брикета, препятствует достижению высокой плотности; возрастает влияние упругого последствия в связи с несжимаемостью ЖСС, а прочность прессовки уменьшается из-за замены части контактов «металл - металл» контактами «металл- ЖСС-металл».

_ ' /

При этом наблюдается и обратный эффект, имеющий негативный характер: на второй стадии уплотнения двух компонентной шихты ЖСС из при-контактной зоны полностью вытесняется вглубь прессовки и при сушке (обезвоживании) чэта зона не связывается в виде прочного геля, наблюдается эффект повышенной осыпаемости, т.е. на второй стадии уплотнения образующиеся контакты «металл - неметалл» без связующего (ЖСС) не обеспечивают достаточной прочности верхнего слоя брикета.

Экспериментально установлено, что при дальнейшем повышении давления свыше 400 МПа - (вторая стадия прессования) наблюдается интенсивное истощение ЖСС прикоитактной зоны брикета. Это подтверждено практикой брикетирования: при прессовании с малыми давлениями наблюдается равномерное насыщение ЖСС материала брикета по его высоте (первая стадия прессования), при дальнейшем увеличении давления (вторая стадия прессования) после сушки брикета наблюдается повышенная осыпаемость материала прикоитактной зоны вследствие отсутствия в ней ЖСС (рыхлость, определяющая осыпаемость до 2 мм). При прекращении процесса прессования на первой стадии уплотнения (малые давления) осыпаемость отсутствует (при этом после сушки брикет имеет достаточную технологическую прочность).

Экспериментальные исследования характеристик уплотнения тонкодисперсных материалов при наличии ЖСС проводили с использованием неметаллических пылей известняка и доломита, образующихся при обжиге кусковых рудных пород, а также металлического конверторного шлама, улавливаемого электрофильтрами при плавке стали в конверторах.

Очевидно, с целью повышения качества отпрессованного брикета, исключения его поверхностной осыпаемости (повышения коэффициента использования материала), снижения энергозатрат и трудоёмкости процесса прессования двухкомпонентной шихты (при наличии ЖСС) целесообразно ограничивать процесс прессования первой стадией.

Наличие в шихте ЖСС вносит существенные коррективы в установленные границы стадийности уплотнения, а изучение влияния жидкого компо-

нента на уплотненность многокомпонентной шихты позволит выявить область перехода от первой стадии уплотнения ко второй.

_ ^

/

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

г

1. Балынин М. Ю., Кипарисов С. С. Основы порошковой металлургии. М.: Металлургия, 1978. 183 с.

2. Перельмай В.Е. Формирование порошковых материалов. М.: Металлургия, 1979. 232 с.

3. Самсонов Г. В., Кушталова И. П. Прессование как первая стадия сте-кания. Теория и практика прессования порошков / Под ред. Г. В. Самсонова и др. Киев: ИМП АН УССР, 1979. 161 с.

4. Радомысельский И. Д., Андреев Н. В., Щербань Н. И. Об уплотняе-мости металлических порошков. Теория и практика прессования порошков / Под ред. Г. В. Самсонова и др. Киев: ИМП АН УССР, 1979. 161 с.

5. Радомысельский И. Д., Щербань И. И. Прессование двухкомпонент-ных неметаллических смесей // Порошковая металлургия. 1966. № 4. С. 16.

6. Радомысельский И. Д., Титаренко С. В., Щербань Н. И. Влияние второго компонента на прессуемость металлических смесей. Теория и практика прессования порошков. Киев: ИМП АН УССР, 1975. 161 с.

Кокорин Валерий Николаевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Материаловедение и обработка металлов давлением» УлГТУ] окончил Ульяновский политехнический институт. Имеет публикации в об-ласти промышленного рециклинга техногенных тонкодисперсных отходов.

Кокорин Максим Валерьевич, студент машиностроительного факультета УлГТУ.

УДК 621.767

М. А. БЕЛОВ, И. Н. ЕРМОЛАЕВА

АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТОВ ТОЧНОСТИ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ МАРШРУТНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЗАГОТОВОК

Обоснована необходимость автоматизации методики анализа точности технологического процесса механической обработки заготовки. Предложен алгоритм расчёта точности и выбора рационального технологического процесса на ЭВМ.

Обеспечение требуемой точности геометрических параметров детали -линейных и угловых размеров, макро- и микрогеометрии и волнистости поверхностей - является одной из важнейших задач, решаемых в ходе проектирования технологического процесса (II1) её изготовления.

Применение ЭВМ позволяет автоматизировать технологические размерные расчёты и существенно сократить тем самым их трудоёмкость. Кроме того, автоматизация дает возможность повысит качество проектирования за счёт более строгой формализации этого процесса.

Размерный анализ действующих и вновь проектируемых ТП можно выполнить с помощью пакета прикладных программ «Ракурс» [1, 2], который позволяет существенно облегчить и ускорить выполнение размерного анализа за счёт автоматизации наиболее трудоёмких операций, связанных с построением размерных схем и расчётом технологических размерных цепей при проектировании операционного ТП. Однако, как известно, при размерном анализе проектируемых ТП часто возникает необходимость сравнения нескольких возможных вариантов обработки заготовки и выбора наиболее эффективного. Решение такой многовариантной задачи при использовании пакета «Ракурс» создает определённые трудности,, связанные с тем, что предварительное кодирование исходной информации перед её вводом в ЭВМ - достаточно трудоёмкая процедура, требующая к тому же вспомогательных материалов по расшифровке кодовых знаков. Если при кодировании или вводе исходной ииформации допущена какая-либо ошибка, необходима проверка, требующая дополнительных затрат времени.

Выбор рационального варианта ТП из числа спроектированных быстрее и проще осуществить на стадии маршрутного проектирования с помощью методики анализа точности ТП, разработанной Л.В, Худобиным [3]. По этой методике проводят расчёт точности не всех выдерживаемых размеров детали, а лишь тех, которые имеют наиболее высокие точностные характеристики в соответствии со служебным назначением детали. В этом случае процедуру кодирования исходной информации можно заложить в саму программу расчёта точности и выбора рационального маршрутного ТП, общий алгоритм которой представлен на рис. 1.

Для реализации данного алгоритма разработана система кодирования обрабатываемой поверхности, исходной базы, расположения исходной базы относительно главной технологической базы (ГТБ), лишающей заготовку наибольшего числа степеней свободы, в соответствии с которой кодирование осуществляется по координатам типового представителя заготовки с набором выдерживаемых размеров, выбранного из предварительно созданной базы данных. Последняя формируется на основе систематизации схем базирования

+

^/Описание конструкции обраба —/ тываемоп за^тоЬки и детали /

Разработка варианта ма р ш ру т ного ТП

/ Выбор технологических для / /установки заготовки на операции/

/ Выбор аналога технологи чес коп / /операции из предложенного списка/

операции из предложенного списка

Определение погрешности технологичоскоа системы

I

Выбор из предложенного списка: -конкретного приспособления, -типа обрабатываемоа поверхности,

-типа выдерж и Баемого разме

Представление на экране эскиза заготовки с набором выдерживаемых размеров

Выбор выдерживаемого размера из предложенного набора с учетом 'типа ИБ и расположения ее от носит елъно ГТБ _

I —

Расчет погрешности несовмещения баз по выдерживаемому р>азмеру

Расчет производственноп погрешности _на технологической операции

Следующая операция без смены геометрии заготовки ?

Следующая операция со сменой геометрии заготовки 9

+

Сведение результатов расчетов в сводную таблицу и определение суммарной погреш ноет и выдерживаемого размера детали

След)' ю щи о вариант маршрутного ТП?

4-

Анализ вариантов спроектированных ТП по экономическим и точностным критериям

I

Выбор рационального ТП 7 из числа спроектированных /

Рис. 1. Алгоритм расчёта точности и выбора рационального ТП

заготовок и выдерживаемых размеров. Типовой представитель заготовки выбирает из базы данных пользователь при вводе исходной информации о конструкции, схеме базирования, типах обрабатываемой поверхности (плоскость или поверхность вращения) и выдерживаемого размера (линейный или угловой) и так далее в диалоговом режиме.

Далее в алгоритме предусматривается расчёт производственной погрешности по выдерживаемым размерам. Рассчитав производственные, а за-тем и суммарные погрешности выдерживаемых размеров по различным вариантам маршрутного ТП, пользователь производит анализ этих вариантов по экономическим и точностным критериям и выбирает оптимальный.

Из алгоритма (см. рис. 1) видно, что проектирование является циклическим процессом, и чем больше циклов можно выполнить, тем лучший результат будет достигнут. Использование ЭВМ в этом процессе позволяет технологу быстрее анализировать варианты ТП и ввести желаемые изменения, предоставляя ЭВМ дополнительные данные или вводя ограничивающие условия в режиме диалога с ЭВМ.

Для того чтббы иметь полное представление о размерной структуре ТП, можно произвести его выбор по методике анализа точности при маршрутном проектировании, а затем решить задачи размерного анализа на стадии операционного проектирования.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Шамин В. Ю. Теория и практика решения конструкторских и технологических размерных цепей. В 3 ч. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. 430 с.

2. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструхментов: Учебник для вузов / С. Н. Корчак, А. А. Кошин, А. Г. Ракович, Б. И. Синицын; Под общ. ред. С. Н. Корчака. М.: Машиностроение, 1988. 352 с.

3. Худобин Л. В., Белов М. А., У нянин А. Н. Базирование заготовок и расчёты точности механической обработки: Учебное пособие. Ульяновск: УлПИ, 1994. 188 с.

Белов Михаил Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология машиностроения» УлГТУ] окончил Ульяновский политехнический институт. Область научных интересов - исследование технологических операций и процессов с целью повышения качества изделий.

Ермолаева Ирина Николаевна, аспирант той же кафедры, окончила УлГТУ. Область научных интересов - автоматизация расчётов точности технологических операций и процессов.

УДК 621.9.06 В. В. ЕПИФАНОВ

ОБОСНОВАНИЕ ЭКОНОМИЧЕСКИ ЦЕЛЕСООБРАЗНОЙ СЛОЖНОСТИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НА СТАНКАХ С ЧПУ

Предложен метод оценки конструктивно-технологической сложности деталей типа тел вращения по числу требуемых для их обработки формообразующих координат металлорежущего оборудования и трудоёмкости обработки и выбора групп деталей, которые экономически целесообразно обрабатывать на станках с ЧПУ.

Выбор групп деталей для обработки на станках с ЧПУ осуществляется, как правило, на основе имеющегося в промышленности опыта их эксплуатации [1]. Поэтому актуальна разработка научно обоснованного подхода к оценке конструктивно-технологической сложности деталей типа тел вращения, которые целесообразно изготавливать на станках с ЧПУ.

Для решения поставленной задачи можно конструктивно-технологическую сложность деталей типа тел вращения выразить через число формообразующих координат Фк,, которые реализуются исполнительными органами станков с ЧПУ, а сложность оценить в зависимости от трудоёмкости обработки заготовок Тшт.

Соответствие характеристик деталей числу формообразующих координат Фк установлено путём сопоставления классификационных признаков де-

•. ..II - -

талей по классификатору ЕСКД и типовых схем их обработки на токарных станках с ЧПУ. По числу формообразующих координат все многообразие деталей типа тел вращения в основном сведено к шести группам, начиная от Фк = 1 для деталей с гладкой цилиндрической поверхностью до Фк = 6 для деталей со сложными по форме наружными и внутренними поверхностями. Для определения зависимости Тшт от числа формообразующих координат Фк выполнен статистический анализ данных о деталях, представленных в региональном банке данных (РБД) [2]. РБД сформирован на базе деталей, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области, представляющих различные отрасли промышленности: авиастроение, приборостроение, станкостроение, авто-