ФОРМИРОВАНИЕ ЦИКЛА ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ НА ПРУТКОВОМ АВТОМАТЕ

FORMATION CYCLE PRODUCTION OF PRODUCTS OF THE PRODUCT BAR MACHINE

Evgeny Zhukov

Candidate of Technical Sciences, associate professor of the Department of technology of mechanical engineering of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov,

Russia, Belgorod

Mariya Aldushina

Student of the Department of technology of mechanical engineering of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov,

Russia, Belgorod

Dmitriy Khodykin

Student of the Department of technology of mechanical engineering of the Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov,

Russia, Belgorod

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются вопросы повышения гибкости производства при формировании цикла получения изделия. Анализируются параметры цикла получения изделия и пути снижения временных затрат при получении изделий на прутковых автомата, повышая при этом гибкость массового производства.

ABSTRACT

The article deals with the increasing production flexibility in the formation of the loop receiving the product. Analyzes the parameters of the cycle producing products and ways to reduce the time spent in the preparation of bar machine on the machine, increasing the flexibility of mass production.

Ключевые слова: время получения изделия, система цикла, износ, режущий инструмент, диаметр изделия, обработка, заготовка, мехатронный модуль.

Keywords: time of receiving product, cycle system, wear, cutting tool, diameter products, the processing, processing, preparation, mechatronic module

Работа выполнена в рамках гранта Проект ПСР.

Часто используемое в массовом производстве оборудование – автоматы продольного точения или прутковые автоматы, к настоящему времени не потеряли своей актуальности. Переход от кулачковой к программной системе управления расширил их диапазон применения и повысил гибкость в условиях массового производства. Гибкость, подразумевает частую смену номенклатуры выпускаемых изделий, что требует оценки временных затрат [11] при разработке управляющей программы, особенно с применением специальных мехатронных  инструментальных модулей, разработанных на кафедре ТМ БГТУ им. В. Г. Шухова [4, 8, 13]. Оценка времени цикла получения изделий позволяет назначить оптимальные режимы обработки с учетом критериальной оценки получения контура изделия [2, 3, 6]. Рассмотрим цикл получения изделия, представленного в работе [11].

Изделие (рис.1) имеет общую длину L ГОСТ 26634-91 [1] с рабочей частью длиной L_p и хвостовиком длиной L_x. Согласно L ГОСТ 26634-91, наиболее высокие требования предъявляются к диаметру D, в то же время радиусы r, R, а также остальные размеры могут быть выполнены по 14 квалитету. При этом рабочая часть инструмента может удовлетворять условию: D_p > D. Для выполнения анализа траектории перемещения инструмента, предлагается разбить его профиль в продольном направлении на 4 участка. На участке I не требуется соблюдение высокой точности размеров и обеспечения небольшой высоты микронеровностей. Тоже самое относится и к участкам II и IV. А участок III требует выполнения размеров по 7-8 квалитету с шероховатостью Ra 6,3 мкм. Данный показатель качества поверхности можно контролировать специальным прибором разработанным на кафедре ТМ БГТУ им. В.Г. Шухова [9].

В работе [11. Чепчуров М.С., Табекина Н.А. Снижение временных затрат при получении изделий на прутковых автоматах с устройством сортировки// Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 6 (113). С. 64-72.] цикл получения изделий предлагается разбить на следующие шаги:

1. Подача прутка;
2. Зажим заготовки;
3. Включение шпинделя;
4. Подвод инструмента в точку начала обработки;
5. Обработка участка I с круговой интерполяцией против часовой стрелки (радиус траектории R);
6. Обработка участка II с линейной интерполяцией;
7. Перемещение инструмента с рабочей подачей вдоль оси Z на участке III;
8. Подвод контр шпинделя;
9. Перезахват заготовки;
10. Обработка участка IV с круговой интерполяцией;
11. Отвод контр шпинделя;
12. Освобождение детали;
13. Перемещение инструмента в точку начала обработки.

Рисунок. 1. Контур изделия в продольном сечении

Следовательно, общая циклограмма получения изделий, с учетом времени контроля и сортировки изделий, выглядит следующим образом (рис. 2).

Рисунок 2. Циклограмма контроля и сортировки изделий

Таким образом, при количестве заготовок s количество участков a одной заготовки, можно оценить приблизительное время получения  изделий t×s×a. На опытах доказано, что предлагаемая авторами технологическая система подразумевает изменение цикла получения изделия с учетом износа режущего инструмента и нестабильности диаметров заготовок, поступающих в систему после их механической обработки.

При этом общее время получения заготовки будет определяться выражением [12]:

  ,                                           (1)

где: z_i– координата i-го участка, мм (или дискретах); i – номер участка; n – количество участков траектории; , , ,  - соответствующие координаты, описанные в справочниках по резанию; V_Ф – фактическая скорость резания, м/мин; j – номер шага интерполяции на участке, не имеющем траектории, параллельной одной из осей; m – количество дискрет для выполнения участка;  – предельная мощность резания, допускаемая приводом.

Авторы считают, что выражение 1 можно рассматривать в качестве основного при расчёте времени выполнения траектории с использованием инструментальных мехатронных модулей, при модернизации и компоновке оборудования приведенной в статье [14]. При этом следует учитывать соотношение мощностей приводов подач и снятия припуска при использовании нестационарного станочного модуля [7] и предельные значения параметра мощности приводов подач, с целью обеспечения надёжности функционирования указанного узла, являющегося автономным по отношению к главному приводу оборудования [5, 10].

Выводы. Оснащение прутковых автоматов мехатронными инструментальными модулями позволяет увеличить гибкость производства, при этом значительно сократив расходы на модернизацию оборудования. А изменяя параметры цикла получения изделия благодаря адаптационной системе управления мехатронным инструментальным модулем, можно сократить временные затраты как при подготовке, так и при производстве изделий, а также снизить требования к качеству поступающих в систему заготовок.

Список литературы:

1. ГОСТ 26634-91 (ИСО 1797-85) Инструменты стоматологические вращающиеся. Хвостовики. Дата введения в действие: 01.07.1992. – Режим доступа: http://libgost.ru/gost/21789-GOST_26634_91.html (Дата обращения: 31.01.2017)
2. Жуков Е.М., Михарев Р.Ю. Моделирование процесса образования микропрофиля поверхности// Технические науки - от теории к практике. 2016. № 55. С. 110-116.
3. Жуков Е.М., Сипун С.А. Управление шероховатостью при получении изделий механической обработкой// Технические науки – от теории к практике / Сб. ст. по материалам LVI междунар. науч.-практ. конф. Новосибирск: Изд. АНС «СибАК», 2016. № 3 (51). С. 54-58.
4.  Жуков Е.М., Тюрин А.В., Жуков В.Е. Программная реализация системы управления адаптивным инструментальным модулем// Актуальные проблемы современного машиностроения: сборник трудов Международной научно-практической конференции / Юргинский технологический институт. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. − с. 60-63.
5. Жуков Е.М., Тюрин А.В., Линниченко М.В. О защите адаптивного инструментального модуля// Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 6-1. С. 133-135.
6.  Петрук Е.В., Корнюшина А.Г., Жуков Е.М. Аналоговая модель процесса механической обработки деталей, имеющих неравномерный по структуре припуск материала// Молодежь и научно-технический прогресс: Сборник докладов VIII международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. В 4т., Т.1 – Старый Оскол: ООО «Ассистент плюс», 2015. – с. 130-133.
7. Погонин А.А., Чепчуров М.С., Хуртасенко А.В. Нестационарный станочный модуль с адаптивной системой управления// Известия высших учебных заведений. Строительство. 2008. № 2. С. 72-75.
8. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ «Программа управления адаптивным инструментальным модулем», авторы Чепчуров М.С., Жуков Е.М., Тюрин А.В., Номер 2015616431, Страна: Россия, Патентообладатель: ФГБОУ ВПО "Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова", Год 2015, Дата поступления: 16.04.2015, Дата регистрации: 09.06.2015.
9. Челядинов Д.В., Жуков Е.М. Реализация прибора подсистемы контроля шероховатости в АСУ контроля параметров технологического процесса механической обработки отверстий малого диаметра// Вестник Тамбовского университета, - Тамбовский Гос. Тех. Ун-т. Тамбов, 2006, - Т.9 - Вып. 4. - С.975-978.
10. Чепчуров М.С., Жуков Е.М., Тюрин А.В. Структурная схема управления приводами технологического комплекса// Технические науки - от теории к практике. 2013. № 29. С. 85-92.
11. Чепчуров М.С., Табекина Н.А. Снижение временных затрат при получении изделий на прутковых автоматах с устройством сортировки// Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. № 6 (113). С. 64-72.
12. Чепчуров М.С., Табекина Н.А., Вороненко В.П. Контроль геометрических параметров в технологической системе на базе автоматов продольного точения// Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 4. С. 89-95.
13. Чепчуров М.С., Тюрин А.В. Модернизация токарных автоматов продольного сечения с использованием мехатронных модулей// Ремонт. Восстановление. Модернизация. 2012. № 7. С. 10-13.
14. Чепчуров М.С., Тюрин А.В. Технологические системы на базе автоматов продольного точения с использованием модульной компоновки оборудования// Технология машиностроения. 2013. № 7. С. 64-69.