Введение к работе
Актуальность. Современная технологическая оснастка широко используется при производстве различной машиностроительной продукции. От ее качества во многом зависит эффективность работы и качество изготовления новых машин. Технологическая оснастка часто представляют собой сложные, многокомпонентные иерархические структуры со сложными взаимосвязями ее составляющих элементов. Разнообразие технологических процессов порождает большое многообразие конструкций оснастки, отличающихся по выполняемым функциям, конфигурации, степени универсальности и типизации.
Удельный вес технологической оснастки в себестоимости продукции машиностроения составляет 10-12%. На ее проектирование и изготовление в стране ежегодно затрачивалось около 2 млрд. руб. (по ценам 1985 года), что в современных ценах составляет около 12 млрд. руб.). Только в машиностроении выпускалось 40 млн. единиц технологической оснастки в год и ее производством занималось около 0,5 млн. квалифицированных специалистов, включая и проектировщиков.
Производство технологической оснастки носит резко выраженный индивидуальный характер. Это сильно отражается на методах, целях, задачах и структуре процессов технической подготовки их производства.
Труд конструктора и технолога, занимающихся технологической оснасткой, требует значительных затрат времени и средств на поиск исходных данных, проведение расчетов, построение графиков, выполнение чертежей, надписей к ним, составление таблиц, спецификаций и других текстовых документов в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД. Ряд работ включают рутинные операции, занимающие до 90% времени от общего времени проектирования. Это особенно существенно при проектировании несложных по типовому исполнению конструкций технологической оснастки.
Цель работы. Повышение эффективности автоматизированного проектирования за счет сокращения временных затрат на проектирование технологической оснастки с одновременным обеспечением ее заданного качества.
Научные задачи.
-
Установление качественных и количественных взаимосвязей между универсальными конструктивными элементами технологической системы.
-
Выявление универсальных конструктивных элементов, обеспечивающих описание конструкции технологической оснастки и учитывающих влияние точности составляющих звеньев технологических размерных связей.
-
Разработка универсальной математической модели, учитывающей влияние звеньев технологической системы на точность технологической оснастки.
-
Разработка методики автоматизированного проектирования технологической оснастки с созданием программного обеспечения системы автоматизированного проектирования.
Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что выявлены формализованные размерные и точностные взаимосвязи технологической оснастки для изготовляемой детали с оборудованием и инструментом и на основании обобщения предшествующего опыта предложена математическая модель технологической оснастки и ее элементов, послужившая основой для разработки программного обеспечения и создания САПР технологической оснастки.
Практическая ценность.
-
Выявлены универсальные конструктивные элементы технологической системы и установлены качественные и количественные взаимосвязи между ними, обеспечивающие описание конструкций технологической оснастки с учетом влияния точности составляющих звеньев технологических размерных связей.
-
Разработана универсальная математическая модель, учитывающая влияние звеньев технологической системы на точность технологической оснастки.
-
Разработана методика автоматизированного проектирования технологической оснастки, и создано программное обеспечение системы автоматизированного проектирования технологической оснастки, подтверждающее эффективность предлагаемой методики.
Методы исследования. В работе были проведены исследования с использованием методов математического моделирования. При теоретических исследованиях были использованы основные положения техноло-
гии машиностроения, методы точностного анализа сборочных систем, методики прочностных и силовых расчетов сопротивления материалов и теоретической механики. В качестве предмета анализа и классификации элементов технологической оснастки для синтеза конструктивно-технологических решений использовались проектные разработки технологической оснастки ОАО "Знамя".
Реализация работы. По договору с ОАО "Знамя" на основе разработанной в МГТУ "Станкин" методики была создана САПР оправок. Результаты работы реализованы в разработках ВНТП "Алгоритм" программного обеспечения САПР технологической оснастки применительно к сборочному производству автоматических выключателей на заводе "Электроконтактор".
Апробация работы. Результаты работы докладывались на кафедрах "Автоматизация сборочных производств" и "Технология машиностроения" МГГУ "Станкин", а также использовались для подготовки методического обеспечения к лабораторным и практическим работам по курсу "Системы автоматизированного проектирования".
Публикации. По материалам диссертации было опубликовано 5 печатных работ и составлен отчет по выполненной хозрасчетной работе для ОАО "Знамя".
Структура и объем работы