Методика разработки модульной технологии механообработки типовой детали машины Текст научной статьи по специальности «Прочие технологии»

МЕТОДИКА РАЗРАБОТКИ МОДУЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНООБРАБОТКИ ТИПОВОЙ ДЕТАЛИ МАШИНЫ Онищенко Евгений Дмитриевич, магистрант (е-mail:[email protected] ) Шацких Игорь Иванович, к.т.н., доцент (e-mail: [email protected]) Липецкий государственный технический университет, Россия

В данной статье рассматривается методика разработки модульной технологии механообработки типовой детали машины системы; перечисляются с раскрытием содержания основные этапы разработки модульной технологии типовой детали машины.

Ключевые слова: модульная технология, механическая обработка, типовая деталь машины.

Метод модульной технологии основан на представлении технологических процессов изготовления деталей в виде совокупности унифицированных конструкторско-технологических решений [1,2,3].

Метод модульной технологии является развитием идей типизации и метода групповой технологии. В условиях рынка номенклатура изделий, выпускаемых предприятием, существенно расширяется, поэтому необходима частая перестройка производства, нередко непредсказуемая во времени. В связи с этим предприятие должно быть способным к производству любых изделий, любой серийности, а это значит, что оно должно отличаться высокой гибкостью и мобильностью. С другой стороны, чтобы предприятие было конкурентоспособным, оно должно переходить на выпуск нового изделия в кратчайшие сроки при минимальных затратах. Наличие библиотеки технологических модулей существенно упрощает и снижает трудоемкость синтеза требуемого при формировании сменно-суточного задания технологического процесса. Т.е. обеспечивается высокая производительность синтеза индивидуальных техпроцессов [3].

Для успешного решения указанных задач предлагается новая форма организации технологического обеспечения машиностроительного производства, в основу которого положен модульный принцип [2,3].

Основными этапами построения модульной технологии являются следующие.

На первом начальном этапе деталь представляется в виде отдельных конструктивных элементов (см. рис.1).

Рис. 1. Граф представления детали в виде конструктивных элементов: Кц К:, . . . Кп - конструктивные элементы детали.

Первоначально, исходя из назначения детали, определяется ее основная форма, затем вводятся дополнительные элементы, взаимодействующие с другими деталями (резьбы, канавки под уплотнения, пазы, отверстия), повышающие технологичность (канавки под выход инструмента, галтели), уменьшающие массу конструкции (пазы, окна, карманы) [1]. Каждый конструктивный элемент представляет собой типовое сочетание поверхностей, предназначенных для выполнения законченной служебной функции детали. Такое сочетание поверхностей называют модулем поверхностей (МП). Для придания типовым и групповым процессам межотраслевого характера (т.е. придание еще большей универсальности и гибкости типовым и групповым технологиям) должна быть обеспечена однозначность представления деталей совокупностью элементарных объектов. Отсюда вытекает главное требование к объекту классификации - однозначность его определения. Другим требованием к объекту классификации является то, чтобы объект был по возможности прост, т.е. описывался бы небольшим числом характеристик. Так как чем большим числом характеристик описывается объект тем труднее объединить объекты (детали) в группы под один типовой процесс. Еще одно требование - объект классификации должен быть устойчивым, т.е. долгое время не изменяться. Согласно объективному закону развития исходное множество объектов (деталей, изделий) непрерывно изменяется. Например, в каждом новом изделии примерно 20% деталей являются оригинальными. Поэтому чем дольше сохраняется объект, тем дольше можно пользоваться типовым процессом, тем выше эффективность от применения типизации. Таким образом, объект классификации при создании гибких технологий нужно искать на уровне ниже детали, т.к. деталь не только сложный объект, но и отличается низкой устойчивостью во времени [2,3]. В качестве такого элемента был предложен модуль поверхностей (МП), положенный в основу модульной технологии.

Все поверхности детали делят на три категории: базирующие поверхности (МПБ), рабочие поверхности (МПР), связующие поверхности (МПС). Базирующие поверхности могут быть конструкторскими (основная и вспомогательная база) и технологическими. Посредством рабочих поверх-

ностей деталь участвует в рабочем процессе (передача крутящего момента, точного движения и т.п.). Связующие поверхности объединяют исполнительные (МПБ и МПР) в единое целое [2,3].

На втором этапе деталь представляется в виде графа МП (см. рис. 2). Основой построения служит первый этап разработки. Вершиной графа будет МПБ - основная база основной формы. На втором уровне: МПБ -вспомогательная база основной формы, МПБю.кы - базирующие поверхности конструктивных элементов, МПР - рабочие поверхности, МПС -связующие поверхности. При необходимости формируются 3-й, 4-й и другие уровни.

Рис. 2. Граф взаимосвязи конструктивных модулей поверхностей (МП): МПБ-модуль поверхностей базовых, МПР-модулъ поверхностей рабочих, МПС - модуль поверхностей связующих.

На третьем этапе деталь представляется в виде графа интегрированных модулей (МПИ). Интегрированный модуль образуется объединением нескольких МП в единый модуль, исходя из определенных целей, например, из целей обработки всего сочетания поверхностей с одной установки. Удобно объединить данный граф с графом МТБ - графом модулей технологических баз, т.к. МП линейно связан с МТБ [2] - см. рис. 2. Вершиной графа, является МТБ[МП(И)Б] - комплект технологических баз, как правило, комплект общих технологических баз (ОТБ). Обозначение МТБ[МП(И)Б] означает равенство МТБ=МП(И)Б. На втором уровне: во-первых, комплект черновых баз (ЧБ), которые используются для подготовки ОТБ, во-вторых, наборы МП(И)Р и МП(И)С, которые обрабатываются относительно ОТБ, в-третьих, МП(И)Б-специальные базы (СБ), которые используются для обработки остальных поверхностей, не охваченных обработкой от ОТБ. На третьем уровне: наборы МП(И)Р и МП(И)С, которые обрабатываются относительно СБ. При необходимости добавляются другие уровни графа.

Четвертый этап - создание каталога технологических модулей (МТИ). Конструкторско-технологический модуль (МТИ) - это часть технологического процесса по получению МП или МПИ, представляющая собой перечень технологических и вспомогательных переходов. Столбцами таблицы (каталога) будут являться: 1-й столбец: модули поверхностей (МП или МПИ) (тип, вид, рисунок); 2-й столбец: инструмент, метод обработки для каждого МП; 3-й столбец: параметры модуля (размерные, припуски, материал, режимы, ...); 4-й столбец - базы: собственные базы модуля, единые базы, типовой комплект баз (общие технологические базы, черновые базы, специальные базы).

Таблица 1 - Каталог технологических модулей

Параметры модуля: Базы (Собственные

МП и МПИ Инструмент, размерные, при- базы модуля; Еди-

(тип, вид), рис. метод обработки пуск, материал, ре- ные базы; Набор

жимы ... баз ОТБ+ЧБ+ СБЮ )

1 2 3 4

Пятый этап. Собирается технологический процесс из модулей, т.е. из конструкторско-технологических элементов безотносительно к оборудованию! Например, по схеме: подготовка общих технологических баз (ОТБ), обработка большинства поверхностей детали относительно ОТБ, обработка остальных конструктивных элементов. Пример записи технологической схемы см. рис.4.

© О © © © ©

0МТБ 1МТБ 1МТБ 1МТБ 1МТБ ШТБ

1 МТБз ! МПИЗ] 1 МПИЗ] ЗМГЬ] 7МПИз, 7МПИз:

1МТБ ШПИзт |1МПИ| рмм 7МПИз, 7МПИз3

© ® ® о О © © ©

2МТБ(ЗМП) 2МТБ

2МПЗ[ 4МПИз| 2МПз, 4МПИзг

« ЗМТБ 2'.МТБ

§ § 2МТБ 2МПз;

^ о _

£> 2'МТБ [2МП]

2'МТБ 2'МТБ

4МПз2 7МПИЗ3 4мТТ| |7МПИ1 и т.д..

Рис. 4. Пример технологической схемы обработки детали в модульном варианте записи: на верхнем уровне указан модуль технологических баз, на втором уровне - заготовительный модуль, на третьем уровне - модуль поверхностей, который получается в результате обработки

Шестой этап. Группируются операции из модулей с определением станка. Одна операция может включать обработку одного или нескольких модулей. Первая операция - подготовка общих технологических баз. Модули в операции группируются, исходя из принципов, например, малооперационной и завершенной технологии, характерных для автоматизированного производства и опирающиеся на возможности многоцелевых станков.

Седьмой этап. Оформление технологического процесса в соответствии с существующими ГОСТ. Маршрутный процесс приводится в стандартной карте, где указываются операции и получаемые при их осуществлении МП и МПИ. В операционной карте в отличие от традиционных приводятся получаемые МП, МПИ, модули технологических процессов (МТИ) со своими кодами, по которым изготовляются МП, МПИ, и вспомогательные переходы, не связанные с выполнением МТИ (установка и снятие заготовки, ее поворот, смена инструмента), затраты времени на всю операцию, включая время на выполнение МТИ. К каждой операционной карте прикладываются технологические карты МТИ, по которым изготовляются МП и МПИ. В карте МТИ приводится: перечень технологических переходов и только тех вспомогательных переходов, которые связаны с изготовлением МП, МПИ; обрабатывающий инструмент; режимы обработки; затраты времени и необходимая оснастка.

Список литературы

1. Гибкие производственные системы, промышленные роботы, робототехнические комплексы. В 14 кн. Кн. 2/ В.Ф.Горнев, А.М.Савинов, В.И.Валиков. Комплексные технологические процессы ГПС / Под ред. Б.И. Чепракова. - М.: Высш. школа, 1989. -112с.

2. Базров Б.М. Модульная технология в машиностроении. М.: Машиностроение, 2001. 368 с.

3. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения. Уч. Для вузов. М.: Машиностроение, 2005. 736с.

Onischenko Evgeniy Dmitrievich, undergraduate

(e-mail: [email protected])

Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russia

Shatskikh Igor Ivanovich, Ph.D., Associate Professor

(e-mail: [email protected])

Lipetsk State Technical University, Lipetsk, Russia

METHODOLOGY FOR DEVELOPMENT OF MODULAR TECHNOLOGY MACHINERY OF THE TYPICAL DETAIL OF MACHINE

Abstract:This article discusses the methodology for developing a modular technology for machining a typical machine part of a system; the main stages of the development of modular technology for a typical machine part are listed with the disclosure of the content. Key words: modular technology, machining, typical part of the machine.

УДК 536.74

ВЫБОР МЕТОДОВ ДЛЯ РАСЧЕТА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ИНТЕРМЕТАЛЛИДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ Рыбаков Антон Дмитриевич, аспирант

(e-mail: [email protected]) Альфия Расимовна Луц, к.т.н., доцент

(e-mail: [email protected]) Закамов Дмитрий Васильевич, к.т.н. Самарский государственный технический университет, Россия

(e-mail: [email protected] )

В представленной работе рассматривается подбор методик для вычисления энтропии и теплоёмкости интерметаллидных соединений и проведен расчет показателей вышеупомянутых термодинамических величин для соединений CuAl2, NiAl3, MnAl6.

Ключевые слова: СВС, алюминиевые сплавы, термодинамика, энтропия, теплоёмкость.

Алюминиевые композиты широко используются в ряде отраслей: изделия массового потребления, детали для ответственных устройств авиационной, космической промышленности и т.д. Совместно с традиционными способами получения металлических композиционных материалов распространение получил и ряд современных разработок. Одной из них является самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) непосредственно в расплаве алюминия [1-6]. Данная технология при использовании стандартного литейного оборудования дает возможность значительно снизить время на изготовление сплава и увеличить производительность без потери качества конечного продукта [7]. С целью прогнозирования СВС, необходимо построение модели термодинамики процесса, где особое внимание уделяется тепловым характеристикам компонентов синтеза.