Удосконалення технологічного процесу виготовлення кронштейна Н06.78.30.03 насосу КШ 100-315 шляхом оптимізації конструкції верстатного пристрою на комплексній операції

Abstract

Актуальність теми. Насоси типу КШ призначені для перекачування води в системах водопостачання промислових і комунальних об'єктів, застосовуються також для зрошення і осушення земель, що говорить про їх поширеність. «Кронштейн Н06.78.30.03» входить до складу «виймальної частини» насосу КШ 100-315, тож вдосконалення технологічного процесу його виготовлення слід вважати актуальним завданням. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема роботи пов'язана з науковим напрямком досліджень кафедри «Технологія машинобудування, верстати та інструменти» СумДУ щодо підвищення ефективності процесів механічного оброблення (тема науково-дослідної роботи «Підвищення ефективності технологічних процесів виготовлення деталей та складання машин шляхом вдосконалення методів механічної обробки конструкційних матеріалів, технологічного устаткування та оснащення, систем якості організації та методів викладання технічних дисциплін» (0116U000933)). Мета і задачі дослідження. Метою дослідження є підвищення ефективності технологічного процесу виготовлення «кронштейна Н06.78.30.03» шляхом оптимізації конструкції верстатного пристрою для базування та закріплення заготовки на комплексній з ЧПК операції. Для досягнення зазначеної мети були поставлені такі завдання: 1) виконати аналіз базового технологічного процесу виготовлення деталі; 2) розробити перспективний технологічний процес виготовлення деталі; 3) спроектувати верстатний пристрій для базування та закріплення заготовки на комплексній операції; 4) спроектувати контрольно-вимірювальний пристрій для контролю торцевого биття поверхонь деталі; 5) виконати дослідження спроектованої конструкції верстатного пристрою методами статичного та динамічного аналізу. Сформулювати рекомендацій щодо вдосконалення конструкції верстатного пристрою та структурно-параметричної оптимізації комплексної з ЧПК операції в цілому. Об'єкт дослідження – технологічний процес виготовлення «кронштейна Н06.78.30.03», операція комплексна на обробних центрах з ЧПК. Предмет дослідження – верстатний пристрій для базування та закріплення заготовки на операції комплексній на обробних центрах з ЧПК, структура та параметри операції комплексної на обробних центрах з ЧПК. Методи дослідження. Результати роботи отримані на основі теоретичних та експериментальних досліджень. Твердотільну модель пропонованої конструкції верстатного пристрою розроблено в пакеті Компас-графік. Дослідження пропонованої конструкції верстатного пристрою методами статичного та динамічного аналізу виконано в пакеті математичного аналізу ANSYS Workbench. Наукова новизна: в результаті теоретичних та експериментальних досліджень виконаний статичний та динамічний аналіз пропонованої конструкції верстатного пристрою для установки заготовки «кронштейна» на операції комплексній з ЧПК, що дозволило сформулювати рекомендації щодо вдосконалення конструкції пристрою з забезпечення його стійкої роботи під дією статичних та динамічних навантажень та структурно-параметричної оптимізації комплексної з ЧПК операції в цілому. Практичне значення отриманих результатів полягає у тому, що на основі теоретичних та експериментальних досліджень сформульовано рекомендації щодо вдосконалення конструкції верстатного пристрою для установки заготовки «кронштейна» на комплексній з ЧПК операції з забезпечення його стійкої роботи під дією статичних та динамічних навантажень та структурно-параметричної оптимізації комплексної з ЧПК операції в цілому.

Актуальность темы. Насосы типа КШ предназначены для перекачивания воды в системах водоснабжения промышленных и коммунальных объектов, применяются также для орошения и осушения земель, что говорит об их распространенность. «Кронштейн Н06.78.30.03» входит в состав «выемной части» насоса КШ 100-315, поэтому совершенствование технологического процесса его изготовления следует считать актуальной задачей. Связь работы с научными программами, планами, темами. Тема работы связана с научным направлением исследований кафедры «Технология машиностроения, станки и инструменты» СумГУ по повышению эффективности процессов механической обработки (тема научно-исследовательской работы «Повышение эффективности технологических процессов изготовления деталей и сборки машин путем совершенствования методов механической обработки конструкционных материалов, технологического оборудование и оснащение, систем качества организации и методов преподавания технических дисциплин »(0116U000933)). Цель и задачи исследования. Целью исследования является повышение эффективности технологического процесса изготовления «кронштейна Н06.78.30.03» путем оптимизации конструкции станочного устройства для базирования и закрепления заготовки на комплексной с ЧПУ операции. Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи: 1) выполнить анализ базового технологического процесса изготовления детали; 2) разработать перспективный технологический процесс изготовления детали; 3) спроектировать станочный устройство для базирования и закрепления заготовки на комплексной операции; 4) спроектировать контрольно-измерительное устройство для контроля торцевого биения поверхностей детали; 5) выполнить исследования спроектированной конструкции станочного устройства методами статического и динамического анализа. сформулировать рекомендаций по совершенствованию конструкции станочного устройства и структурно-параметрической оптимизации комплексной с ЧПУ операции в целом. Объект исследования - технологический процесс изготовления «кронштейна Н06.78.30.03», операция комплексная на обрабатывающих центрах с ЧПУ. Предмет исследования - станочный устройство для базирования и закрепления заготовки на операции комплексной на обрабатывающих центрах с ЧПУ, структура и параметры операции комплексной на обрабатывающих центрах с ЧПУ. Методы исследования. Результаты работы получены на основе теоретических и экспериментальных исследований. Твердотельную модель предлагаемой конструкции станочного устройства разработаны в пакете Компас-график. Исследование предлагаемой конструкции станочного устройства методами статического и динамического анализа выполнено в пакете математического анализа ANSYS Workbench. Научная новизна: в результате теоретических и экспериментальных исследований выполнен статический и динамический анализ предлагаемой конструкции станочного устройства для установки заготовки «кронштейна» на операции комплексной с ЧПУ, что позволило сформулировать рекомендации по совершенствованию конструкции устройства по обеспечению его устойчивой работы под действием статических и динамических нагрузок и структурно-параметрической оптимизации комплексной с ЧПУ операции в целом. Практическое значение полученных результатов заключается в том, что на основе теоретических и экспериментальных исследований сформулированы рекомендации по совершенствованию конструкции станочного устройства для установки заготовки «кронштейна» на комплексной с ЧПУ операции по обеспечению его устойчивой работы под действием статических и динамических нагрузок и структурно-параметрической оптимизации комплексной с ЧПУ операции в целом.

Actuality of theme. Pumps of the KSh type are intended for pumping of water in systems of water supply of industrial and municipal objects, are applied also to irrigation and drainage of the earths that speaks of their prevalence. "Bracket H06.78.30.03" is part of the "removal part" of the pump KSH 100-315, so improving the technological process of its manufacture should be considered an urgent task. Connection of work with scientific programs, plans, topics. The theme of the work is related to the research of the department "Technology of Mechanical Engineering, Machines and Tools" SSU to improve the efficiency of machining processes (research topic "Improving the efficiency of technological processes of manufacturing parts and assembly of machines by improving methods of machining structural materials, technological equipment and facilities, quality systems of organization and methods of teaching technical disciplines "(0116U000933)). The purpose and objectives of the study. The purpose of the study is to increase the efficiency of the technological process of manufacturing "bracket H06.78.30.03" by optimizing the design of the machine tool for basing and fixing the workpiece on a complex operation with CNC. To achieve this goal, the following tasks were set: 1) perform an analysis of the basic technological process of manufacturing parts; 2) to develop a promising technological process of manufacturing parts; 3) to design a machine device for basing and fixing the workpiece on a complex operation; 4) design a control and measuring device to control the end beating of the surfaces of the part; 5) perform research of the designed design of the machine tool by methods of static and dynamic analysis. Formulate recommendations for improving the design of the machine tool and structural-parametric optimization of the complex CNC operation as a whole. The object of study - the technological process of manufacturing the "bracket H06.78.30.03", a complex operation at machining centers with CNC. The subject of research is a machine device for basing and fixing the workpiece on complex operations at CNC machining centers, structure and parameters of complex operation at CNC machining centers. Research methods. The results are obtained on the basis of theoretical and experimental studies. The solid model of the proposed design of the machine tool is developed in the Compass-Graph package. The study of the proposed design of the machine tool by static and dynamic analysis was performed in the package of mathematical analysis ANSYS Workbench. Scientific novelty: as a result of theoretical and experimental researches the static and dynamic analysis of the offered design of the machine tool for installation of preparation of "arm" on operation complex with ChPK is carried out that allowed to formulate recommendations on improvement of a design of the device on maintenance of its steady work structural and parametric optimization of complex CNC operation as a whole. The practical significance of the obtained results is that on the basis of theoretical and experimental studies formulated recommendations for improving the design of the machine tool for installing the workpiece "bracket" on a complex operation with CNC to ensure its stable operation under static and dynamic loads and structural-parametric optimization of complex with CNC operation in general.