Исследование точности токарной обработки сложнопрофильных поверхностей корпуса блока системы управления Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Grinchar Nikolay Grigorievich, doctor of technical sciences, professor, nggrin@yandex. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),

Sorokin Pavel Alekseevich, doctor of technical sciences, professor, paval-sorarambler. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),

Chalova Margarita Yurievna, candidate of technical sciences, docent, margari-ta_chalova@,mail. ru, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT),

Fedasov Dmitriy Sergeevich, postgraduate fedasovds@,gmail. com, Russia, Moscow, Russian University of Transport (MIIT)

УДК 621.941.01

ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ КОРПУСА БЛОКА

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Е.Н. Родионова, И.А. Матвеев

Приведены данные статистического анализа точности механической обработки корпуса блока системы управления. Показана методика контроля погрешностей размеров обрабатываемых поверхностей деталей. Установлено, что все параметры с запасом точности укладывается в допуски, заданные конструкторской документацией. Сделан вывод о высокой стабильности технологического процесса токарной обработки заготовки, полученной отрезкой из горячекатаной толстостенной трубы.

Ключевые слова: токарная обработка, погрешности точения, статистический анализ, точностная надежность.

Важнейшими задачами, стоящими перед оборонной промышленностью, являются освоение и выпуск новых видов вооружения, обладающих высокими качествами, усовершенствованными боевыми характеристиками, а также конкурентоспособностью на внешнем рынке. К таким изделиям относятся РСЗО «Торнадо-С», выпускающиеся на предприятии АО «НПО «СПЛАВ». Одной из ответственных корпусных деталей изделия является «Корпус блока системы управления».

В современном машиностроении для повышения эксплуатационных характеристик подобных изделий и снижения их материалоемкости используют тонкостенные корпуса из высокопрочной сложнолегированной стали, изготавливаемые с применением комплексной технологии при комбинировании обработки резанием и давлением [1 - 4]. В этих случаях

214

наследственные погрешности заготовок в некоторой степени переносятся на готовые детали [5, 6]. При этом на точность собранного изделия решающее влияние оказывают погрешности формы и относительного положения исполнительных и базовых поверхностей корпусных деталей [7, 8].

В крупногабаритных изделиях стальные детали по возможности заменяют на детали из легких сплавов, обладающих повышенной прочностью [9]. Так, для изготовления корпуса блока систем управления РСЗО «Торнадо-С» исходной заготовкой является горячекатаная толстостенная труба с размерами 310x55 мм из материала АМг6 по ОСТ 1 92048-90.

Технологический процесс изготовления данной детали разработан для условий серийного производства, включает в себя прогрессивное оборудование с программным управлением (ПУ).

Токарные операции с ПУ N 025, 035, 055, 065 выполняются на токарном обрабатывающем центре Натёке 08250МЗУ. Заготовка устанавливается в патроне в разжим и базируется по торцу А и резьбе М290*4^. На рис. 1 представлен операционный эскиз с указанием контролируемых размеров.

а

б

в

Рис. 1. Операционные эскизы на токарную операцию с ПУ № 055: а - требования к внутреннему профилю; б - требования к наружной поверхности; в - требования к зарезьбовой канавке

215

В эксперименте, проведенном в реальных производственных условиях, была обработана партия деталей, для которой были проведены статистические исследования точности параметров, представленные в таблице. Ниже приведены данные контролируемых параметров на первых деталях при настройке токарной операции с ПУ № 055.

Измерение размера 112+0,54 проводилось на мобильной координат-но-измерительной машине Faro Prime 6, размеры 7°±30' и 3°±30' контролировались с помощью угломера с нониусом типа 3, размеры 45°±1° и 7+0,15 контролировались на проекторе БП.

Применение универсальной измерительной оснастки, универсальных средства измерения и координатно-измерительной машины позволяет проводить замеры фактических значений проверяемых величин [10, 11, 12].

Фактические значения исследуемых параметров партии деталей

после операции 055

№ п/п Р-р 112+0,54 Р-р 45°±1° Р-р 7° ±30' Р-р 7+0,15 Р-р 3°±30'

1 112,00 45° 7° 7,10 3 °05'

2 112,00 45° 7° 7,10 2° 50'

3 112,30 45° 6° 50' 7,00 2° 50'

4 112,30 45° 6°55' 7,00 2° 50'

5 112,48 45° 6° 40' 7,00 3° 10'

6 112,00 45° 7° 7,10 3°

7 112,20 45° 7° 7,00 3°

8 112,10 45° 7° 7,00 3°

9 112,40 45° 6°55' 7,00 3° 10'

На основании данных таблицы построена кривая распределения для

1 1 о +0,54

размера 112 , показывающая, что замеренный показатель подчиняется закону распределения значений Релея (рис. 2).

3S

s J

111,9 112,1 112,3 112,5

112,0 112,2 112,4 112,6

Значение параметра

Рис. 2. Кривая распределения значений размера 112+0'54

216

При этом точность размеров обрабатываемой детали или отдельных ее участков зависит от точности размеров и формы применяемого режущего инструмента. Ширина канавки, обрабатываемой резцом, получится равной требуемой лишь при условии, что длина режущей кромки резца соответствует ширине канавки. Очевидна также и зависимость точности размера детали от точности установки резца в рабочее положение. Существенное значение имеет износ режущего инструмента в процессе его работы.

Результатом проведенной работы является анализ исходного технологического процесса изготовления корпуса блока системы управления РСЗО «Торнадо-С», показывающий, что данная деталь является одной из важных составляющих изделия.

Проведенный статистический анализ точности токарной обработки детали показывает, что технологический процесс налажен и имеет высокую точностную надежность. Параметры, заложенные в технологическом процессе, выполнены в пределах допусков, однако возникают трудности при сборке с ответной деталью, что дает возможность для проведения дальнейших исследований.

Список литературы

1. Трегубов В.И., Ямников А.С., Матвеев И.А. Технологическое обеспечение заданных конструктивных параметров деталей двигателя РСЗО «ТОРНАДО-Г» // Известия РАРАН. 2017. № 4 (99). С. 94 - 98.

2. Матвеев И. А., Ямников А.С. Исследование параметров точности тонкостенных протяженных осесимметричных деталей при комбинировании обработки резанием и давлением // СТИН. 2018. № 3-2018. С. 20 - 21.

3. Матвеев И. А., Ямников А.С., Ямникова О. А. Влияние технологии изготовления секций полых осесимметричных корпусов на биение базовых торцов // Технология машиностроения. 2017. № 12-2017. С. 37 - 41.

4. Чуприков А. О., Ямников А.С. Повышение точности токарной обработки путем минимизации деформационных погрешностей // Проблемы и достижения в науке и технике: сб. научных трудов по итогам международной научно-практической конференции. Инновационный центр развития образования и науки. Омск, 2014. С. 15 - 17.

5. Матвеев И.А., Ямников А.С., Ямникова О.А. Корреляционная связь размеров базового отверстия протяженных деталей до и после ротационной вытяжки // Справочник. Инженерный журнал. 2017. №7. С. 3 - 7.

6. Матвеев И.А., Ямников А.С., Ямникова О.А. Статистический анализ точности предварительной токарной обработки трубной заготовки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки, 2015. Вып. 11. Ч. 1. С. 111 - 120.

7. Технологическое наследование свойств исходной заготовки в параметрах точности протяженных осесимметричных деталей / А.С. Ям-ников, О.И. Борискин, О.А. Ямникова, И.А. Матвеев // Черные металлы. 2017. №12-2017. С. 50 - 56.

8. Матвеев И.А., Ямников А.С., Ямникова О.А. Влияние погрешностей базовой детали на погрешности сборки протяженных осесимметрич-ных корпусов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2018. Т. 19. № 2. С. 59 - 63.

9. Влияние погрешностей положения стыковых поверхностей сборного осесимметричного корпуса на погрешность положения исполнительных поверхностей / А.С. Ямников, О.А. Ямникова, И.А. Матвеев, Е.Н. Родионова // Вестник Брянского государственного технического университета. 2017. № 7 (60). С. 13 - 17.

10. Зубченко А.С. Марочник сталей и сплавов М.: Машиностроение, 2001. 672 с.

11. РД 50-98-86 Методические указания. Выбор универсальных средств измерений линейных размеров. М.: Изд-во стандартов, 1987. 83 с.

12. Measurement of the Internal Buttress-Thread Mean Diameter with a Horizontal Optimeter / V.V. Semin, A.I. Geilikman, A.S. Yamnikov and V.M. Fomenkov.// Мeasurement Techniques. 1980. Р. 301 - 303.

Родионова Елена Николаевна, аспирантка, masik-ele@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет,

Матвеев Иван Александрович, аспирант, ivan_matveev@list. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

STUDY PRECISION TURNING MACHINING GEOMETRICALLY-COMPLEX SURFACES OF THE HOUSING OF THE CONTROL UNIT

E.N. Rodionova, I.A. Matveev

The article presents the data of statistical analysis of the accuracy of mechanical processing of the control unit. The technique of control of errors of the sizes of the processed surfaces of details is shown. It is established that all parameters with a reserve of accuracy keep within the tolerances set by design documentation. The conclusion about the high stability of the technological process of turning the workpiece obtained from a sharp hot-rolled thick-walled pipe is made.

Key words: turning, turning errors, statistical analysis, precision reliability.

Rodionova Elena Nikolaevna, postgraduate, masik-ele@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Matveev Ivan Aleksandrovich, postgraduate, [email protected], Russia, Tula, Tula State University