научная статья по теме ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ Метрология

Текст научной статьи на тему «ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА В МАШИНОСТРОЕНИИ»

Вниманию читателей предлагается подборка статей, посвященных открывающейся 13-й Международной выставке с широким международным участием «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности — Металлообработка — 2012» (Москва, 28 мая — 14 июня 2012 г.). В подборку вошли работы, выполненные учеными и преподавателями Московского государственного технологического университета «СТАНКИН»» — ведущего вуза России в области станкоинструменталъной и металлообрабатывающей промышленности. Статьи носят инновационный характер и отражают резулътаты научных исследований, проводимых в университете по метрологическим аспектам модернизации отечественного машиностроения.

Проблемы метрологического обеспечения подготовки п роизводства в машиностроении

С. Н. ГРИГОРЬЕВ, В. И. ТЕЛЕШЕВСКИЙ, А. В. ГЛУБОКОВ, С. Е. ПЕДЬ,

С. В. ГЛУБОКОВА

Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия,

e-mail: vitel@stankin.ru, al-glubokov@yandex.ru, seped@mail.ru

Рассмотрены цели работ по метрологическому обеспечению при подготовке производства; определены этапы, поддающиеся автоматизации; сформулированы задачи, требующие решения при автоматизации, и намечены пути их решения.

Ключевые слова: метрологическое обеспечение, подготовка производства, метрологическая экспертиза, автоматизация.

The purposes and problems of works on metrological assurance at manufacture preparation are considered; the stages capable to automation are defined; the problems demanding the decision at automation are formulated and the ways of solution are determined.

Key words: metrological assurance, production preparation, metrological examination, automation.

Одна из важных проблем измерений в технологических процессах формообразования изделий — метрологическое обеспечение этапа подготовки производства [1]. В современных условиях время, затрачиваемое на эту подготовку, становится одним из основных факторов, определяющих конкурентоспособность продукции. Повышение производительности труда позволяет оперативно внедрять научные и инженерные разработки и, в конечном итоге, снижать стоимость продукции.

Под подготовкой производства понимают разработку технической документации, на основании которой оно будет обеспечиваться необходимым обрабатывающим, измерительным и вспомогательным оборудованием. Производство можно считать подготовленным, если созданы чертежи на будущую продукцию и документация на технологический процесс изготовления всех деталей, сборочных единиц и механизмов, а также методика испытаний и приемки.

В целом способы решения метрологических задач хорошо изучены, но практически полное отсутствие автоматизации этих работ приводит к тому, что метрологическая подготовка производства сильно отстает от конструкторской и технологической.

Метрологическое обеспечение заключается в проведении метрологической экспертизы или (и) метрологической

проработки конструкторской документации. Документы также должны содержать данные об используемых средствах измерений (СИ) и методиках их выполнения. Помимо выбора универсальных СИ при метрологическом обеспечении подготовки производства должен быть решен вопрос о необходимости и целесообразности создания нестандартизо-ванных СИ, т. е. созданных специально для данного производства.

Выделим два наиболее существенных этапа метрологического обеспечения подготовки производства, требующих автоматизации:

проверку правильности назначения требований точности размера, отклонений формы и расположения поверхностей, шероховатости;

проверку контролепригодности установленных параметров.

Первый этап включает выбор посадки, которая зависит от функционального назначения поверхностей. В этой области накоплен большой опыт. Чаще всего простановка посадок осуществляется согласно известным, неоднократно проверенным на практике рекомендациям по выбору посадки. Чтобы автоматизировать этот процесс, необходимо создать базу данных, содержащую различные случаи взаимодействия поверхностей и соответствующие им посадки.

Допуски отклонений формы выбирают исходя из степени относительной геометрической точности, находящейся в соответствии с квалитетами. Поэтому при ее известной степени существует строгая зависимость между допусками на размер и отклонение формы. При назначении допусков формы на стандартизованные элементы (например, шейки под подшипники) следует руководствоваться соответствующими стандартами. Это также возможно автоматизировать.

Назначение отклонений расположения — задача более сложная и обширная, но для многих деталей также известны рекомендуемые значения отклонений. Поэтому при заданных функциональных требованиях к поверхностям можно автоматизировать процесс выбора видов отклонений и значений допусков. Во многом эта задача пересекается с выбором посадок и, наверное, их следует решать в едином комплексе.

Шероховатость зависит от вида окончательной обработки поверхности. Существуют общие закономерности связей шероховатости с допусками на размер и отклонениями формы и расположения. Их можно использовать при проверке правильности простановки, учитывая вид обработки и возможность достижения заданной точности.

Второй этап — выбор СИ установленных параметров — является наиболее трудоемкой задачей, которую можно разбить на несколько частей: выбор универсальных СИ линейных размеров, а также методов и СИ отклонений формы, расположения и других параметров геометрической точности деталей.

Проблема выбора универсальных СИ достаточно изучена. Были разработаны и утверждены на государственном уровне методические материалы по их выбору [2], которые в определенной мере устарели, так как номенклатура СИ значительно изменилась, разработаны новые современные приборы и устройства, а кроме того, на производстве используют много импортных СИ.

Необходимо решить проблему общей классификации существующих СИ линейных размеров, взяв за основу систему, приведенную в [2], и обязательно учитывая все, внесенные в Государственный реестр. Эта задача пересекается с задачей учета СИ на предприятии.

Такие работы ведутся. Можно отметить компьютеризированную систему метрологического обеспечения машиностроительного производства, созданную на кафедре «Измерительные информационные системы и технологии» ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН» (проф. д. т. н. В. И. Телешевский, Е. А. Пашкин), внедренную во ФГУП «НПЦ газотурбостроения «САЛЮТ», на заводе «Турбодеталь» (филиал ОАО «Газ-энергосервис») [3, 4]. Она предназначена для автоматизированного формирования, хранения и обработки базы данных, содержащей информацию о состоянии парка СИ на предприятии, а также для автоматизации их выбора при технологической подготовке производства. Необходимо обобщить все разработки в этой области с целью обновления методических материалов по выбору универсальных СИ линейных размеров.

Для выбора средств и методов измерений отклонений формы не существует разработанных методических материалов, как для аналогичных универсальных. Это обусловлено тем, что номенклатура отечественных приборов ограничена, и они практически не перекрываются по области применения, а тем более по наличию их на производстве. В то же время, существует большое количество приборов зарубеж-

ных фирм, выпускаются новые отечественные СИ. Таким образом, актуальна задача классификации существующих С И в зависимости от точности и сферы использования.

Особенность измерений отклонений формы заключается в необходимости не только выбора СИ, но и выбора и разработки методик измерений. Большинство из них были созданы и утверждены в 1980-е гг., поэтому, особенно в части обработки результатов измерений, они устарели, так как были ориентированы на ручную обработку. В качестве примера можно привести методику [5], в которой описаны два способа определения положения прилегающей плоскости с применением графических построений. В настоящее время данный процесс тоже может быть автоматизирован [6].

Ставится задача обобщения работ по методикам измерений и обработки результатов измерений отклонений формы для создания новых, ориентированных на современные СИ и компьютерные средства обработки информации.

Выбор методов и СИ отклонений расположения в значительной мере связан с видом производства. При индивидуальном и мелкосерийном производстве используют оптические и оптико-механические СИ, координатно-расточные станки в режиме измерений, координатно-измерительные машины, а при массовом и крупносерийном производстве — в основном, специальные СИ. Их разработка — долгий и трудоемкий процесс, однако в этой сфере также имеются типовые схемы измерений, конструкторская документация на существующие специальные СИ. При этом следует отметить, что во многих случаях детали с отклонениями расположения, требующие контроля, схожи и отличаются лишь типоразмерами и изменениями в конструкции, не влияющими на схему и конструкцию специальных СИ. Поэтому в процессе их создания можно использовать предыдущий опыт. Таким образом, представляется актуальным классифицировать существующие методы измерения отклонений расположения и соответствующие им конструкции специальных СИ.

Задачи проектирования СИ отклонений расположения и специальных СИ линейных размеров пересекаются, когда невозможно использовать универсальные. Здесь необходимо отметить систему автоматизированного проектирования и изготовления средств линейно-угловых измерений на основе трехмерного параметрического моделирования, разработанную и внедренную во ФГУП «НПЦ газотурбостроения «САЛЮТ» [7, 8].

Задача создания системы автоматизированного проектирования СИ отклонений расположения менее изучена и ее можно разделить на две части. Первая — разработка калибров. Конструкция и методика расчета исполнительных размеров калибров утверждена на государственном уровне. Поэтому требуется автоматизировать процесс выполнения конструкторской документации на калибр в зависимости от конкретной детали. Это может быть реализовано на базе систем параметрического моделирования. Вторая — разработка специальных СИ. Специалисты МГТУ «СТАНКИН» создают систему автоматизированного проектирования СИ откло

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком