Введение к работе
Актуальность темы исследования. Существенной возможностью повышения производительности проектных работ в технологической подготовке производства (ТПП) при формировании планов механической обработки поверхностей деталей является развитие и улучшение автоматизированных решений. Необходимость и целесообразность автоматизации планов обработки связана с большой трудоемкостью работ по подбору требуемой справочной информации, повторяемостью работ, развитием вычислительной техники, ужесточением требований к продолжительности проектирования и др.
В настоящее время автоматизированное проектирование технологических процессов (ТП) непрерывно совершенствуется и развивается. В ряде систем автоматизированного проектирования (САПР) выполнена автоматизация отдельных действий при составлении планов механической обработки поверхностей деталей, но комплексного подхода к автоматизации планов механической обработки поверхностей деталей до настоящего времени не предложено, не существует целостных формализованных методик и программ.
Анализ специальной литературы показал, что сложность разработки автоматизированных решений для проектирования планов механической обработки поверхностей деталей заключается в отсутствии единого подхода к проектированию. Проектирование планов механической обработки поверхностей деталей выполняется в соответствии с различными рекомендациями: для применяемых схем обработки, определения маршрутов обработки, установления планов обработки, определения количества этапов обработки, выбора методов обработки. Кроме того, используемый различными учеными терминологический аппарат при изложении рекомендаций лишен единообразия.
При проектировании планов механической обработки поверхностей деталей не существует единых табличных данных для всех типов поверхностей деталей, а ведь именно табличные данные наиболее удобны для формализации. Достаточные справочные данные по планам обработки, представленные в табличном виде, разработаны Б.Н. Бирюковым, В.М. Болдиным, В.Е. Трейгером, С.Г. Фексоном, но они предназначены для обработки резанием только круглых отверстий. В качестве основы для разработки единых табличных данных можно использовать апробированные на предприятиях справочные данные по припускам на обработку для различных поверхностей деталей, например, подготовленные Я.М. Радкевичем, В.А. Тимирязевым, А.Г. Схиртладзе.
Методы формализованного описания технологической информации в различной справочно-нормативной литературе предложены О.А. Новиковым, А.Я. Тянтовым, А.В. Базановым, И.Н. Карелиным и др. Но формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей для конкретных справочных данных до настоящего времени не выполнено. С чем связано отсутствие инструментальных средств, описывающих многообразие планов механической обработки поверхностей деталей.
Целью исследования является: повышение производительности проектных работ при формировании планов механической обработки поверхностей деталей посредством формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей.
Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:
-
Разработать методику, позволяющую с помощью средств автоматизации формировать планы механической обработки поверхностей деталей, с учетом накопленных знаний в этой области.
-
На основе методики, разработать справочные данные по планам механической обработки поверхностей деталей (деталей типа вал и плоских поверхностей), максимально сокращающих время технолога на составление маршрута обработки поверхностей и пригодные для использования в автоматизированном проектировании.
-
Выявить параметры, которые позволят однозначно толковать и верно использовать термины (для рассматриваемой предметной области).
-
Проанализировать существующие рекомендации по проектированию планов механической обработки поверхностей деталей и выбрать наиболее пригодные в автоматизированном проектировании.
-
С использованием разработанных справочных данных выполнить формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей на внешнем, концептуальном и внутреннем уровне с целью разработки специальных инструментальных средств.
-
Разработать инструментальные средства описания планов механической обработки поверхностей деталей.
Теоретическая часть работы выполнена с использованием следующих методов исследований: аналитического, системного подхода и формализации.
В ходе работы проведен анализ:
-
рекомендаций по применяемым схемам обработки, определению маршрутов обработки, установлению планов обработки, определению количества этапов обработки, выбору методов обработки;
-
справочно-нормативной информации по планам механической обработки поверхностей деталей;
-
используемых в различных САПР ТП модулей для автоматизации планов механической обработки поверхностей деталей.
Планы механической обработки поверхностей деталей рассмотрены как целостное множество элементов в совокупности отношений и связей между ними (системный подход).
Метод формализации реализован посредством специальной символики, используемой для представления характеристик планов механической обработки поверхностей деталей.
Научную новизну работы определяет формализованное описание математической модели планов механической обработки поверхностей деталей, согласно которому на основе подготовленных баз данных (БД) осуществляется выбор полного состава технологических переходов по обработке каждой из поверхностей деталей, что позволяет составлять общий маршрут изготовления детали с минимальными затратами времени на технологическое проектирование.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
-
Классификация способов определения количества этапов механической обработки поверхностей деталей с указанием способов, наиболее пригодных в автоматизированном проектировании.
-
Методика формирования из справочных данных планов механической обработки поверхностей деталей для последующей автоматизации.
-
Формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей.
Практическая значимость результатов работ. Разработанные инструментальные средства позволят обеспечить:
-
создание единой БД по планам механической обработки поверхностей деталей;
-
поиск необходимой информации по планам по заданным атрибутам и автоматическое формирование планов обработки.
Апробация результатов диссертационного исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2010 г.); II Всероссийской межвузовской научной конференции «Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России» (г. Муром, 2010 г.); II Всероссийской межвузовской научной конференции «Научный потенциал молодежи - будущее России» (г. Муром, 2010 г.); Международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (г. Оренбург, 2010 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (г. Саратов, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «АПИР-15» (г. Тула, 2010 г.); IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2012 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых изданиях.
Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 176 страницах машинописного текста, иллюстрирована 62 рисунками и 47 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 122 наименования. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, трех приложений.
Похожие диссертации на Формирование планов механической обработки поверхностей деталей при технологической подготовке производства
-
