Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ
РАСЧЕТЫ НА ТОЧНОСТЬ МЕТОДОМ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
В основе проектирования технологических процессов, машин, механизмов лежит знание зависимостей между качественными показателями, в том числе и точностью, конструктивными параметрами машины, действующими факторами, условиями эксплуатации. Знание этих зависимостей позволяет оценивать принимаемые решения и выбирать наилучшие. Разнообразие технологических систем, условий, в которых они эксплуатируются, существенно влияют на характер этих зависимостей.
Точностные зависимости устанавливаются в большинстве случаев на основе экспериментальных исследований, отличающихся высокой трудоемкостью, потребностью в сложной оснастке, аппаратуре и высококвалифицированных специалистах. Это приводит к тому, что при проектировании технологических процессов, технологических систем пользуются, главным образом, рекомендациями, зависимостями, отражающими лишь качественную сторону этого вопроса. В результате значительно снижается качество разработок, что влечет за собой многочисленные переделки, требует длительной отладки технологических процессов, испытаний опытных образцов и т. п.
Если учесть возрастающую быстроту смены выпускаемых изделий и связанное с этим повышение частоты смены технологических процессов, станков, оснастки, то становится очевидной необходимость в разработке таких методов исследования механизма образования погрешностей обработки и их расчетов, которые сочетали бы в себе высокую точность и малые затраты времени. Этим требованиям удовлетворяет метод математического моделирования, особенно он эффективен при условии применения ЭВМ.
Применение математического моделирования на ЭВМ не только сокращает время на установление указанных выше зависимостей, но и играет качественно новую роль в научных исследованиях. С его помощью становится возможным изучать влияние отдельно взятого фактора на точность обработки без нарушения общей картины явления. Последнее обычно имеет место при экспериментальном исследовании, когда для установления влияния одного фактора искусственно подавляется влияние других. При моделировании можно не прибегать к упрощениям (необходимым при экспериментальных исследованиях), так как возможности современных ЭВМ практически неограниченны, а это, в свою очередь, позволяет учитывать большинство факторов, влияющих на точность обработки.
Ниже рассматриваются решения типовых задач точности с помощью математического моделирования на базе моделей, построенных методом координатных систем с деформирующимися связями.
Задачи в расчетах на точность отличаются большим разнообразием и рассмотреть их все не представляется возможным. Поэтому в этой главе рассматривается ряд задач достаточно широко встречающихся на практике, к которым относятся:
1) расчет погрешностей обработки;
2) выбор варианта схемы базирования заготовки, обеспечивающей наивысшую точность обработки;
3) выбор элементов режима обработки, обеспечивающих заданную точность;
4) выбор схемы многоинструментной наладки, обеспечивающей наивысшую точность;
5) исследование точности обработки.
Перечисленные задачи отличаются многовариантностью и высокой трудоемкостью, поэтому при их решении применение метода математического моделирования с использованием вычислительной техники позволяет в процессе расчетов перебирать большое число вариантов и находить оптимальные решения при незначительных затратах времени.