Введение к работе
Актуальность темы Современный этап развития машиностроения характеризуются значительным ростом объема, номенклатуры и резким повышением требований к качеству изделий
Создание прочной материально-технической базы, прогресс научных исследований, обеспечение возрастающих потребностей общества в основе своей предусматривают непрерывное повышение качества всех без исключения видов общественного продукта
Отсюда автоматизации и управлению технологическими процессами и производствами отводится особо важная роль, так как именно этим направлениям науки и производства приходится непосредственно заниматься решением этих актуальных задач в машиностроении, имеющем значительный удельный вес в экономике всей страны
В общем объеме механической обработки на долю изготовления корпусных деталей и деталей типа тела вращения приходится около 55% Технологические возможности станков в обеспечении качества обработки зависят, прежде всего, от траекторий формообразующих элементов В процессе обработки детали станок подвергается интенсивному воздействию целого комплекса эксплуатационных нагрузок, имеющих случайную природу, вследствие чего траектории формообразующих элементов изменяются в широких пределах, что в свою очередь ведет к изменению формы детали и ее показателей точности
В последнее время разработана методика экспериментальных исследований, когда на основе измерения траекторий оси детали и вершины инструмента строится виртуальная деталь, по которой определяются необходимые показатели точности Использование этого способа делает возможным с высокой точностью контролировать изменение траекторий формообразующих элементов и разрабатывать методы воздействия на технологическое оборудование с целью повышения точности обработки деталей
Траектории формообразующих элементов зависят от многих конструкционных, технологических и эксплуатационных факторов, а, следовательно, их можно изменять, используя различные виды воздействия
Таким образом, исследование технических и технологических решений и разработка устройств, позволяющих управлять траекторией формообразующих элементов при механообработке, внесет значительный вклад в развитие экономики страны и повышение ее обороноспособности
Целью работы является повышение эффективности обработки деталей на основе моделирования и управления движениями формообразования технологического оборудования
Методика исследования При выполнении работы использовались теоретические положения технологии машиностроения, автоматизации и управления технологическими процессами, аналитическая геометрия, теория множеств, теория вероятностей, математический, статистический и системный анализ, теория оптимизации Экспериментальные исследования точности обработанной детали проводились на основе результатов измерений траекторий формообразующих элементов на реальном станке, в режиме реального времени
Научной новизной работы является
понятие геометрического образа обрабатываемой поверхности детали,
математические модели технологических систем для определения показателей точности поверхностей детали (макро- и микрогеометрии),
системы для экспериментального измерения перемещений оси детали и вершины инструмента,
программное обеспечение по расчету показателей точности обработанной детали на основе результатов измерений траекторий формообразующих элементов,
методы и устройства для управления траекториями формообразую-
щих элементов станка с целью повышения точности обработки,
— постановка и решение задачи выбора оптимальных параметров технологических операций
Практическая ценность Результаты проведенных исследований вносят вклад в теоретические основы научной специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами», позволяя повышать эффективность обработки деталей на основе моделирования и управления движениями формообразования Разработаны алгоритмы по расчету показателей точности обработанной детали на основе результатов измерений траекторий формообразующих элементов На основе разработанных алгоритмов создана методика, которая позволяет производить на основе результатов измерений перемещений оси детали и вершины инструмента расчет и построение геометрического образа обрабатываемой поверхности и определять регламентированные показатели точности поперечного сечения детали Разработан программный продукт по расчету показателей точности обработанной детали на основе результатов измерений траекторий формообразующих элементов Разработаны устройства для повышения точности токарной обработки на основе управления траекториями формообразующих элементов (патенты РФ на изобретение № 2150374 и № 2124419)
Достоверность полученных результатов подтверждается корректным применением математических моделей, описывающих предметную область, а также численными и физическими экспериментами
Реализация работы Результаты работы в виде алгоритмов и программ используются при внедрении на Московском станкозаводе «Красный пролетарий» Материалы выполненных автором исследований были использованы при разработке автоматизированных систем на АО «АвтоВАЗ», а также в учебном процессе по специальности «Автоматизированные системы обработки информации и управления»
Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались на заседаниях кафедр «Автоматизированные системы обра-
ботки информации и управления» и «Основы конструирования машин» ГОУ Московского государственного технологического университета «Станкин», на VI Международной научно-технической конференции «Комплексное обеспечение показателей качества транспортных и технологических машин», Пенза, 2002 г, Международной конференции «Актуальные проблемы конст-рукторско-технологического обеспечения машиностроительного производства», Волгоград 2003 г, Международной научно-технической конференции ИЛИ (CALS)-2003 «Информационные технологии в управлении жизненным циклом изделий», Санкт-Петербург, 2003 г, X Всероссийской научно-технической конференции студентов, молодых ученых и специалистов «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании», Рязань, 2005 г, V Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы информатики в образовании, управлении, экономике и технике», Пенза, 2005 г, Международной научно-технической конференции «Автоматизация технологических процессов и производственный контроль», Тольятти, 2006 г
Публикации По теме диссертации опубликовано 29 работ Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, приложений, списка литературы из 118 наименований, изложена на 248 страницах машинописного текста, содержит 67 рисунков, 8 таблиц
