| Метод профилирующих окружностей при формообразовании винтовых поверхностей дисковым инструментом
Диссертация
Автор: Сметанин, Сергей Дмитриевич
Название: Метод профилирующих окружностей при формообразовании винтовых поверхностей дисковым инструментом
Справка: Сметанин, Сергей Дмитриевич. Метод профилирующих окружностей при формообразовании винтовых поверхностей дисковым инструментом : диссертация кандидата технических наук : 05.03.01 / Сметанин Сергей Дмитриевич; [Место защиты: Юж.-Ур. гос. ун-т] Челябинск, 2008 175 c. : 61 08-5/500
Объем: 175 стр.
Информация: Челябинск, 2008
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
1 ФОРМООБРАЗОВАНИЕ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
11 Винтовые поверхности в конструкциях инструментов
12 Способы задания винтовых поверхностей
13 Методы формообразования винтовых поверхностей
14 Методы профилирования винтовых поверхностей
15 Условия формообразования винтовой поверхности дисковым инструментом
ВЫВОДЫ ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
21 Системный подход к процедуре профилирования
22 Моделирование процесса формообразования винтовых поверхностей
23 Обработка результатов экспериментов
ВЫВОДЫ
3 ПОДГОТОВКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПРОФИЛИРОВАНИЯ
31 Типизация профилей винтовых поверхностей
32 Определение координат расчетных точек профиля винтовой поверхности
33 Взаимосвязь координат точек профиля в различных секущих плоскостях
ВЫВОДЫ
4 ПРОФИЛИРОВАНИЕ ВИНТОВОЙ ПОВЕРХНОСТИ
ДИСКОВЫМ ИНСТРУМЕНТОМ
41 Теоретическая основа метода профилирующих окружностей
42 Экспериментальная проверка метода
43 Совершенствование метода профилирующих окружностей
44 Анализ трансцендентного уравнения угла профилирования
45 Оценка результатов расчета по методу профилирующих окружностей
ВЫВОДЫ
5 ФОРМАЛИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ФОРМООБРАЗОВАНИЯ
51 Формализация условий формообразования для типизированных профилей
52 Формализация условия достаточности касания для произвольного профиля
53 Оценка результатов расчета по методу профилирующих окружностей с учетом условий формообразования
ВЫВОДЫ
6 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
61 Разработка алгоритма и программы взаимосвязи координат
62 Оптимизация и аппроксимация профиля дискового инструмента
63 Разработка алгоритма и программы профилирования дискового инструмента
64 Использование метода профилирующих окружностей в инструментальном производстве
ВЫВОДЫ
Введение:
Машиностроительный комплекс является базовой отраслью экономики любой страны, формирует основу развития технологического ядра промышленности, обеспечивает устойчивое функционирование ведущих отраслей экономики (топливно-энергетический комплекс, транспорт и связь, агропромышленный комплекс, оборонные отрасли, строительство), а также наполнение потребительского рынка. От уровня развития машиностроения зависят важнейшие удельные показатели валового внутреннего продукта страны (материалоемкость, энергоемкость и т.д.), производительность труда в отраслях народного хозяйства, уровень экологической безопасности промышленного производства и обороноспособность государства. В одном из последних документов - резолюции первой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроения России» от 28 сентября 2007 года - отмечается, что основная цель развития машиностроительного комплекса - полное удовлетворение внутреннего спроса на высококачественную продукцию и всемерное расширение присутствия на внешних рынках. Несмотря на положительные (в целом) темпы развития машиностроительного комплекса в течение последних лет, его состояние характеризуется рядом проблем: низкой конкурентоспособностью выпускаемой продукции, недостатком финансовых ресурсов, недостаточной структурированностью комплекса в научной и технологической сферах и дефицитом квалифицированных кадров для предприятий машиностроения. Однако даже в текущее время российское машиностроение по экспорту занимает в России второе место после топливно-энергетического комплекса.
Учитывая важность машиностроительного комплекса для национальной экономики в настоящее время принимаются меры, направленные на его развитие. В частности, разработаны документы различного уровня: на федеральном уровне принят уточненный план мероприятий на 2005-2006 годы по реализации основных направлений развития машиностроения, на региональном - «Постановление Законодательного собрания Челябинской области от 25 мая 2000 г. № 876 «О Концепции промышленной политики Челябинской области на 2000 - 2005 годы» и «Закон Челябинской области о промышленной политике в Челябинской области № 197-30 от 27 ноября 2003г.».
Одной из задач уточненного плана мероприятий на 2005-2006 годы по реализации основных направлений развития машиностроения, разработанного на основе посланий Президента Российской Федерации Федеральному Собранию Российской Федерации в 2004 и 2005 годах и основных направлений деятельности Правительства Российской Федерации на период до 2008 года, а также одобренных Правительством Российской Федерации от 25 февраля 2004 г. № БА-П5-1789 «Основных направлений развития машиностроения» и плана первоочередных мероприятий по их реализации на период 2004-2005 годы, проекта «Программы социально-экономического развития Российской Федерации на среднесрочную перспективу (2005-2008 годы)», программ, стратегий, соглашений, реализуемых в машиностроении, и переработанного с учетом предложений министерств и ведомств, указанных в поручении Правительства Российской Федерации, является повышение конкурентоспособности машиностроительной продукции на основе использования новых технологий. Принимаемые меры направлены также на развитие отдельных отраслей промышленности. Ключевой для развития всего комплекса является станкоинструментальная отрасль: износ основных фондов предприятий машиностроительного комплекса и технологическое отставание от передовых стран в значительной степени связано с объемов и качества продукции станкоинструментальной промышленности. С этой целью одной из первых рекомендаций Общероссийской общественной организации «Союз машиностроителей России», принятой в рамках первой Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы развития машиностроения России» от 28 сентября 2007 года, стала разработка стратегии развития станкоинструментальной промышленности на период до 2015 года.
Различные машины и оборудование, производимые станкоинструментальной промышленностью, широко используются в других отраслях. Продукция комплекса является сложным объектом, состоящим из простых изделий различных форм и размеров. Поэтому деятельность комплекса направлена на обработку деталей различного назначения путем изменения геометрических размеров, формы и качества поверхностей. В частности, широкое распространение в конструкциях изделий получили винтовые поверхности (ВП). В авиастроении и энергетике используются лопатки турбин, кораблестроении - рабочие органы судовых движителей, нефтедобывающей промышленности - винтовые насосы, медицине — бор-фрезы, станкостроении, автомобиле- и тракторостроении - шарико-винтовые пары и червячные передачи, инструментальном производстве - сверла, фрезы, протяжки и другой инструмент. Кроме того, практически повсеместно используются крепежные детали, имеющие ВП: болты, шпильки, винты и др.
Работоспособность изделий с ВП в значительной степени определяется качеством формообразования ВП. При формообразовании ВП нашли применение несколько методов: копирование, центроидное и бесцентроидное огибание, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки. Так как профиль ВП не совпадает с профилем инструмента решают задачу профилирования. Сложности при профилировании появляются уже на стадии задания ВП и связаны с преобразованием к требуемому для решения задачи виду параметров профиля ВП: исходные данные на чертеже изделия зачастую задаются в различных сечениях и разными параметрами, т.е. без учета необходимости решения задач профилирования.
Методы решения задач профилирования прошли путь от графических, изначально имевших низкую точность решения и большую трудоемкость расчетов и построений, до аналитических, в которых данные недостатки были устранены практически полностью. Характерной чертой большинства аналитических методов профилирования является необходимость решения трансцендентных уравнений, что связано с преодолением нескольких затруднений. Одним из них следует считать то, что в основе многих методов профилирования лежит условие контакта, для получения которого необходимо записать вектор нормали или касательной к ВП. Данный вектор зависит от вида участка профиля ВП, поэтому вид получаемого трансцендентного уравнения контакта также различен для каждого участка. Другим является трудоемкость формализации непосредственно вычислительных процедур: определение метода решения, интервалов поиска корней и выбора нужного из них. Отсутствие формализации, в свою очередь, ведет к трудностям при написании алгоритмов и программ расчета. Во многих существующих методах полученное решение задачи профилирования определяется без учета условий формообразования. В таком случае при формообразовании ВП еще не гарантируется получения требуемого профиля.
Поэтому в настоящее время инновации при обработке ВП направлены на развитие методов профилирования, которые должны обеспечивать качественное решение вопросов профилирования в кратчайшие сроки и на современном техническом уровне. Соответственно, разработка эффективных методов решения задачи профилирования остается актуальной научно-технической задачей, имеющей широкое практическое применение. у it
|
