CC BY
13
ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ
УДК 621.9
УКРУПНЕННАЯ БЛОК-СХЕМА И ПОЭЛЕМЕНТНЫЙ МЕТОД АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ РАЗВЕРТКИ С РАЗНОНАПРАВЛЕННЫМИ ВИНТОВЫМИ ЗУБЬЯМИ НА ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СТУПЕНИ
В. А. Гречишников, В.Б. Романов, А. А. Куранина
Предложен метод ручного проектирования (поэлементный метод), который разрабатывался таким образом, чтобы максимально упростить задачи конструктора для проектирования двухступенчатой развертки с разнонаправленными винтовыми зубьями на первой и второй ступени, предназначенный для обработки двухступенчатых отверстий.
Ключевые слова: поэлементный метод, САПР, развертка, двухступенчатая развертка, винтовой зуб, отверстие, процесс резания, сила резания, ступенчатое отверстие, цилиндрическая развертка, инструмент, ленточка, режущая часть.
Разработка методики для САПР РИ осуществляется в строгом соответствии с требованиями поэлементного метода проектирования.
Допускается деление пунктов метода на более мелкие части.
Существуют методы ручного проектирования, которые разрабатывались таким образом, чтобы максимально упростить задачи конструктора. С этой целью:
рассматривались упрощенные формы образования инструментом поверхности детали;
упрощались расчетные формулы с целью избежания громоздких вычислений;
вводились упрощенные эмпирические зависимости;
Таким образом, ручная методика проектирования представляет собой своего рода формуляр, пользуясь которым, в производственных условиях можно получить приемлемое решение в короткие сроки [1, 2].
При этом следует учесть, что участие в процессе вычислений человека приводит к появлению ошибок, а также полностью исключает возможность какой-либо оптимизации.
1. Сложно учесть большое количество противоречивых факторов;
2. Ручные методы подразумевают одновариантную схему расчета.
366
На основании вышеизложенного, можно сформулировать основные требования к методикам расчета, которые используются при автоматизированном проектировании [3, 4].
1. Методика должна быть строго аналитическая, графические построения исключаются, таблицы, их использование должно быть сведено к минимуму (таблицы применяются при расчете стандартного инструмента, при использовании стандартных инструментов (хвостовик)) и при предварительном, приближенном выборе значений.
2. Основным критерием применения или не применения таблиц является количество факторов, используемых при расчете, т.е. если при выборе какого-то значения, параметра достаточно, 2, 3 фактора, которые известны и не меняются, то целесообразно применять табличную методику.
Если факторов больше, то применяются аналитические методики.
1. Методика должна быть точной и отображать современное состояние науки и техники.
2. В функциональных связях параметров инструмента и детали наличие эмпирических отношений должно быть сведено к минимуму.
3. Методики должны быть универсальными и должны охватывать общий случай решения задач.
4. Методика должна строится на основе машинно-математического моделирования с последующим решением оптимизационных задач. Кроме этого, она разрабатывается с учетом поэлементного метода проектирования [5-8].
Основная идея: проектируемый объект рассматривается состоящим из конечного числа функциональных элементов, каждый из которых имеет свое назначение. Все элементы допускают различные варианты исполнения. Таким образом, множество вариантов конструкций проектируемого объекта определяется как сочетание различных исполнений его функциональных элементов. Процесс разработки множества вариантов конструкций осуществляется в следующей последовательности:
определяются функциональные элементы присущие конкурентному объекту;
определяются возможные варианты функционального исполнения каждого элемента;
определяются варианты в форме комбинаций исполнения элемента;
отбрасываются физически невыполнимые элементы;
разбивают полученные множества вариантов на известные, прием-левые и неизвестные, новые;
производить оценку новых вариантов с целью их дальнейшего применения (возможность).
Таким образом, задачи проектирования сводятся к двум основным этапам: анализу и синтезу [9].
Под синтезом понимается построение описания системы по заданному функционированию. Анализ - определение функционирования по заданному описанию системы. Задачи синтеза связаны с созданием проектных документов и самого проекта, задачи анализа связаны с оценкой проектных документов.
Различают синтез структурный и параметрический. Цель структурного синтеза - получение структурных схем объекта, содержащих сведения о составе элементов и способах соединения их между собой. Цель параметрического синтеза - определение числовых значений параметров элементов. Синтез называется оптимизацией, если определяются в заданном смысле структуры и значения параметров. При расчетах оптимальных значений параметров, при заданной структуре, говорят, о параметрической оптимизации. В результате для развертки была принята следующая структура (поэлементный метод) [10-12].
Рис. 1. Поэлементный метод проектирования двухступенчатой развертки с разнонаправленными винтовыми зу бьями на первой
и второй ступени
На базе поэлементного метода разработки новых проектов разверток была составлена укрупненная блок-схема автоматизированного проектирования, которая позволяет вести расчет разверток - цельных цилиндрических, выполненных из быстрорежущей стали в диапазоне номинальных диаметров от 2 до 120 мм, для окончательной обработки отверстий с точностью по шестому квалитету [13].
1 Начало
2 Ввод исходных данных
3 Проверка исходных данных
4 Печать исходных данных
8 Расчет
конструктивных
и
геометрических
параметров
Рис. 2. Укрупнённая блок-схема проектирования двухступенчатой развертки с разнонаправленными винтовыми зубьями на первой
и второй ступени
Данная методика расчета позволяет проектировать развертки и содержит входные и выходные данные по расчету модуля, по расчету геометрических и конструктивных параметров, по выбору материала в зависимости от обрабатываемого материала, параметров хвостовой части, и прочее. Возможно графическое построение разверток.
Список литературы
1. Схиртладзе А.Г., Гречишников В.А., Чупина Л.А. Металлообрабатывающие инструменты в машиностроении: учебное пособие для вузов. Екатеринбург-Ижевск: Изд-во ИЭ УрО РАН, 2003. 317 с.
2. Определение оптимальной' конструкции инструментальной' системы и стратегии обработки при реализации фрезерного роботизированного комплекса / В. А. Гречишников, А.В. Исаев, П.М. Пивкин, Ю.В. Илю-
хин, А.А. Воротников // Металлообрабатывающие комплексы и робото-технические системы - перспективные направления научно-исследовательской' деятельности молодых ученых и специалистов сборник научных статей' II Международной' молодёжное научно-технической' конференции: в 2 т. 2016. С. 115 - 119.
3. Васин C.A. Прогнозирование виброустойчивости инструмента при точении и фрезеровании // Библиотека инструментальщика. M.: Машиностроение, 2006. 384 с.
4. Гуревич Н.Л. Обрабатываемость нержавеющих сталей на операциях точения, фрезерования и развертывания // Обработка жаропрочных сплавов. М.: Изд-во АН СССР, 1960. С. 214-221.
5. Галей Л.Т. Развертки. М.: Машгиз, 1960. 96 с.
6. Кравченко Б. А. Обработка высокопрочных сталей и сплавов инструментом из сверхтвердых синтетических материалов // Минвуз. Тематический сборник научных трудов. Куйбышев: Куйбышевский политехнический институт, 1980. 177 с.
7. Брикс А.А. Резание металлов. С.-Петербург, 1896. 163 с.
8. Каширин А.И. Вопросы устойчивости рабочего движения при обработке металлов резанием. М.: МАШГИЗ,1958. 315 с.
9. Соколовский А.П. Расчеты точности обработки на металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1952. 289 с.
10. Тлустый И. Автоколебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1956. 396 с.
11. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента: справочник. М.: Машиностроение, 2008. 320 с.
12. Петухов Ю.Е., Водовозов А.А. Математическая модель криволинейной режущей кромки спирального сверла с постоянной стойкостью точек режущей кромки // СТИН. 2014. No 3. С. 8
13. Коротков И.А., Схиртладзе А.Г., Борискин В.П. Фрезерный инструмент: учебное пособие. Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2006. 248 с.
Гречишников Владимир Андреевич, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой, Ittf.stankin@,gmail. com, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»,
Романов Виталий Борисович, канд. техн. наук, доцент, Ittf.stankinagmail.com, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
Куранина Алина Александровна, аспирантка, A lykuz211 Oamail. ru, Россия, Москва, Московский государственный технологический университет «СТАНКИН»
ENLARGED BLOCK DIAGRAM AND PERILEMENTAL METHOD OF AUTOMATED DESIGN OF TWO-STEP REAM WITH DIFFERENT DIRECTIONAL SCREW TEETH ON
THE FIRST AND SECOND STEP
V.A. Grechishnikov, V.B. Romanov, A.A. Kuranina
The proposed method of manual design (element-wise method), which is developed in this way, makes it possible to simplify the tasks of the designer to design two-stage helical teeth in the first and second stages, designedfor processing two-stage holes.
Key words: element-wise method, CAD, reamer, two-stage reamer, helical tooth, hole, cutting process, cutting force, step hole, cylindrical reamer, tool, ribbon, cutting part.
Grechishnikov Vladimir Andreevich, doctor of technical sciences, professor, head of chair, Ittf.stankinagmail.com, Russia, Moscow, Moscow State Technological University «STANKIN»,
Romanov Vitaliy Borisovich, candidate of technical sciences, docent, htf.stankinagmail. com, Russia, Moscow, Moscow State Technological University «STANKIN»
Kuranina Alina Aleksandrovna, postgraduate, Alykuz211 Oamail. ru, Russia, Moscow, Moscow State Technological University «STANKIN»
