Розвиток науково-прикладних основ розроблення технологій виробництва гвинтових і шнекових заготовок з використанням уніфікації

Date
2015
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Національний університет "Львівська політехніка"
Abstract
Дисертаційна робота присвячена важливій науково-технічній проблемі розроблення, уніфікації, вибору та впровадження нових конструкцій і енергоефективних, ресурсоощадних технологій виготовлення гвинтових (ГЗ) і шнекових заготовок (ШЗ) з урахуванням технологічних можливостей та типу виробництва. Для цього запропоновано багаторівневу класифікацію, методику ієрархічної структуризації та запропоновано багаторівневу класифікацію, з формалізованого опису різних конструкцій заготовок та технологій їх виготовлення з термінологічним їх визначенням, систему показників технологічності заготовок, методологію синтезу заготовок та технологічних процесів. Розроблено модель узагальненого технологічного маршруту у якому втілено принципи уніфікації за рахунок поєднання типових та групових технологічних операцій, а також базу даних типових технологічних операцій та, на основі економіко-математичної моделі, методику вибору ефективних технологічних процесів. Досліджено вплив параметрів початкових заготовок. Досліджено вплив параметрів початкових заготовок, інструментів та технологічних умов на параметри ГЗ і енергосилові показники різних технологічних способів їх отримання. Створено передумови для параметричної передумови для параметричної стандартизації ГЗ і ШЗ, спроектовано та реалізовано ресурсоекономні та енергоефективні способи і технологічне спорядження для виготовлення широковиткових ГЗ ШЗ, а також нові види таких заготовок. Використано результати проведених досліджень для створення нових робочих органів деталей машин типу шнеків. Диссертационная работа посвящена важной научно-технической проблеме, которая заключается в разработке, унификации, выборе и внедрении новых конструкций и энергоэффективных, ресурсосберегающих технологий изготовления винтовых (ВЗ) и шнековых заготовок (ШЗ) с учетом технологических возможностей и типа производства. Для этого предложено многоуровневую классификацию, методику иерархической структуризации и формализованного описания различных конструкций заготовок и технологий их изготовления с терминологическим их определением, систему показателей технологичности заготовок, методологию синтеза заготовок и технологических процессов (ТП). Разработана модель обобщенного технологического маршрута, в котором воплощены принципы унификации за счет сочетания типовых и групповых технологических операций, а также базу данных типовых технологических операций и на основе экономико-математической модели, методику выбора эффективных ТП. Исследовано влияние параметров начальных заготовок, инструментов и технологических условий на параметры ВЗ и энергосиловые показатели различных технологических способов их получения. Созданы предпосылки для параметрической стандартизации ВЗ и ШЗ, реализованы ресурсосберегающие и энергоэффективные способы и технологическое снаряжение для изготовления широковиткових ВЗ и ШЗ, а также новые виды таких заготовок. Результаты проведенных исследований использованы для создания новых деталей машин типа шнеков. В первом разделе рассмотрены исторические и современные аспекты многовариантной структуры конструктивных реализаций деталей типа шнеков для решения различных технических задач. Показана целесообразность введения новых понятий для определения промежуточных заготовок в ТП изготовления таких деталей. На основе анализа современного состояния исследований и мониторинга рынка конструкций деталей типа шнеков, технологических методов и оборудования для их изготовления определены основные проблемные вопросы их использования. Во втором разделе изложена программа, методика и условия проведения исследований и экспериментальной реализации разработанных методов изготовления ВЗ и ШЗ, методологию совершенствования систем проектирования и изготовления таких заготовок, описано разработанную систему показателей их технологичности, а также разработанное и использованное технологическое оборудование. В третьем разделе описана методология синтеза новых конструкций и технологических процессов изготовления ВЗ и ШЗ и технологической оснастки для их реализации. В рамках этого показаны: способы структуризации технических систем на основе выявления иерархической подчиненности элементов их структуры; с помощью структурных формул информационная модель описания машиностроительных конструкций и ТП изготовления деталей машин; операции преобразования структурных формул; способы генерирования и оценки важности альтернатив на основе метода анализа иерархий и теории нечетких множеств; способ оценки качества синтезированной технической системы в целом. Описана концептуальная схема реализации упомянутой методологии синтеза. В четвертом разделе изложены основные результаты структуризации, формализованного и математического описания и систему терминологического определения различных конструктивных вариантов исполнения ВЗ и ШЗ и технологических операций их изготовления, описано обобщенный технологический маршрут с типовыми и групповыми операциями получения таких заготовок, что является основой для их унификации и синтеза. В пятом разделе рассмотрены вопросы структуры библиотек характеристик и типовых технических решений компонентов систем технологий изготовления ВЗ и ШЗ на основе цифрового кодирования. Приведены классификации и исследованы условия рационального использования методов обработки металлов давлением и резанием, литья металлов и сплавов, формообразования из полимерных материалов, керамики и резины, порошковой металлургии, послойного синтеза, сборки и сварки. В шестом разделе приведены результаты параметрического синтеза новых схем формообразования разнопрофильных ВЗ на основе исследования аксоидив инструментов. Описаны методики формализованного описания и синтеза способов формообразования ВЗ и ШЗ с использованием теории компонетики. Предложенный способ создания их конструкций со сложными формами огибающих кромки витка, а также усовершенствован метод структурного эволюционного синтеза необходимой оснастки и инструментов. В седьмом разделе определены аналитические зависимости связи параметров начальных заготовок и инструментов с силовыми показателями процесса формо-образования и конструктивными параметрами ВЗ, которые получают способами валь-цовки, навивки, гибки и профилирования. Приведены результаты экспериментальных исследований технологий формообразования широковиткових вальцованных ВЗ, секционных ВЗ, витых заготовок и показателя их технологичности, ВЗ и ШЗ, которые получают способом воздушно-плазменной резки.В восьмой главе описаны особенности разработанных ТП изготовления ВЗ и ШЗ методами обработки давлением, формообразования из полимерных материалов, керамики и резины, сборки, сварки, а также литья в формы с закладными спиралями. Также рассмотрены особенности получения упомянутых заготовок с использованием полимерных материалов на основе методов получения неметаллических неорганических и органических покрытий. Показано варианты конструктивного исполнения новых видов НСГЗ и начальных заготовок, которые целесообразно использовать для их формообразования. Описана разработанная методика проектирования заготовок и технологического снаряжения на базе использования системы параметрического черчения T-FLEX CAD. Отражено использование полученных результатов в производстве, научно-исследовательской и педагогической работе, а также перспективы дальнейших исследований. Dissertation is devoted to the important scientific-technological problem which deals with the development, unification, selection and implementation of new designs and energy-efficient, resource-saving technologies of manufacturing helical and auger billets, taking into account technological possibilities and the type of production. For this a tiered classification methodology for hierarchical structuring and formalized description of the various designs of blanks and technologies of their production from their terminological definition scorecard technological blanks, blanks synthesis methodology and technological process are suggested. A model of a generalized technological route which embodies the principles of unification through a combination of standard and group technical operations is developed. A database of typical technological operations and on the basis of economic and mathematical models, method of selecting effective technological process is created. The influence of the parameters of the initial preparations, tools and technological conditions on the parameters of helical blanks and energy-power parameters of various technological methods for their preparation are investigated. Prerequisites for parametric standardization helical and auger billets are created. The resource-saving and energy-efficient processes and technological equipment for the production of wide-strip helical and auger billets, as well as new types of work pieces have been proposed. The results of research for create new working bodies of screw parts are used.
Description
Keywords
гвинтова заготовка, шнекова заготовка, технологічний процес, параметрична стандартизація, уніфікація, проектування, деталь типу шнек, винтовая заготовка, шнековая заготовка, технологический процесс, параметрическая стандартизация, унификация, проектирование, деталь типа шнек, helical billet, auger billet, manufacturing process, parametric standardization, unification, design, screw part
Citation
Васильків В. В. Розвиток науково-прикладних основ розроблення технологій виробництва гвинтових і шнекових заготовок з використанням уніфікації : автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук : 05.02.08 – технологія машинобудування / Василь Васильович Васильків ; Міністерство освіти і науки України, Національний університет “Львівська політехніка”. – Львів, 2015. – 48 с. – Бібліографія: с. 40–45 (114 назв).