Введение к работе
Актуальность работы. Успех развития экономики зависит от эффективности научно-технического прогресса, т.е. от эффективности технического перевооружения и реконструкции производства. Для этого необходимо сокращать сроки разработки и освоения новой техники, одновременно обеспечивая наибольшую эффективность повышением производительности и качества функционирования и снижения стоимости вновь создаваемой техники.
Таким образом речь идет о проблеме разработки такого процесса совершенствования и создания новых (ПССН) технологических систем и реализуемых методов обработки, который обеспечил бы заданный уровень качества и наибольшую их эффективность. Эта проблема может быть решена лишь на основе глубокого изучения и рационального использования закономерностей, методов и средств построения и реализации ПССН технологических систем и методов обработки.
Из сказанного следует, что решение данной проблемы является комплексным, т.е. относится ко всем компонентам ПССН технологических систем и методов обработки.
ПССН технологических систем и методов обработки зависит от способов его осуществления, а также от величины накопленного задела используемых методов и средств научного поиска. Поэтому можно констатировать, что данная проблема требует развития методологического, методического и прикладного обеспечения системного проектирования, определяющего основные закономерности, методику и средства реализации ПССН технологических систем и методов обработки.
Актуальность работы определяется таким образом требованием ускоренного переоснащения промышленности и одновременного повышения эффективности работы новых технологических систем.
Цель работы. Разработка методологических основ теории разработки технологических преобразующих систем, обеспе-
чивающих заданный уровень производительности и качества обработки. Разработка обоснований создания технологических систем для абразивной обработки в подшипниковой промышленности.
Предметом защиты в целом является: система закономерностей, методов и средств процесса создания новых технологических систем и методов обработки, которая базируется на математических моделях и результатах исследований зависимостей формирования характеристик качества обработанных деталей, полученных в результате разного вида абразивной обработки.
Одновременно на защиту выносятся:
новое, более емкое понятие, технологическая преобразующая система (ТПС);
структура необходимых и достаточных принципов ПССН ТПС заданного качества, состоящая из восьми пар диалектически сопряженных положений;
комплексный критерий эффективности для сценки и выбора наилучшего из альтернативных вариантов разрабатываемых ТПС;
критерий для выбора наиболее близкой по зыходным харак теристикам (ВХ) ко вновь создаваемой ТПС - праобразной ТПС;
алгоритм ПССН ТПС, состоящей из 17 операций и 4-х циклически замкнутых контуров, а каждом из которых реализуется этап ПССН ТПС;
два условия составления математической математической модели (ММ) ВХ ТПС, определяющие получение ММ наименьшей слот кости при обеспечении ее необходимой точности;
условия трансформирования ММ ВХ ТПС для всех возможных случаев и степени взаимозависимости ВХ. среди которых дано необходимое и достаточное условие, обеспечивающее трансформацию наиболее сложного случая зависимости ВХ ТПС.
Научная новизна. Разработано понятие о ТПС, связывающее в единый комплекс материальные компоненты технологической системы и метод обработки и обеспечивающее строгость математического описания ВХ проектируемой технологической системы.
Разработка системы закономерностей, обеспечивающая выполнение трех основных требований к ПССН ТПС:
гарантированного достижения запланированного результата;
наиболее короткого пути его осуществления;
- б -
-и, как следствие первых двух, - его интенсивного протекания.
.Для этого к ранее известным дополнительно были сформулированы недостающие положения: традиции, неологии, доминантности, возрастания уровня, экстремальности и эмпирического поиска.
Обоснован общий вид и структура комплексного критерия эффективности (ККЭ) ШС, получены выражения каждого из его элементов и получено общее математическое выражение, охватывающее все ВХ ТПС.
Разработано понятие праобразной ТПС (ШСпр), т.е. такой ТПС, ВХ которой по своим величинам наиболее близки к "идеалу".
Разработан критерии для выбора ТПСпр (Кпр).
Разработан алгоритм ПССН ТПС, состоящий из четырех циклически замкнутых контуров:
-выбор ТПСпр;
-разработка ММ ВХ ТПСпр;
-разработка трансформированной в соответствии с "идеалом" ММ ВХ проектируемой ТПС;
-разработка новой ТПС в соответствии с трансформированной ММ.
Определены все методы выполнения операций алгоритма ПССН ТПС.
Разработана методика построения качественной модели (КМ) ВХ, позволяющая выявить неизвестные причинно-следственные связи в ТПС.
Сформулированы условия составления наименьшей по сложности ММ ВХ ТПС при обеспечении заданной ее точности.
Сформулированы условия трансформирования ММ ВХ ТПСпр, одно из которых является необходимым и достаточным для случая трансформации зависимых ВХ ТПС.
Таким образом разработаны основы новой научной дисциплины "Теории создания новых ТПС", в которой в отличие от существующего процесса проектирования в качестве основного методологического средства обязательной составной частью входит качес-твенное и математическое моделирование ВХ ТПС, обеспечивающее благодаря структуре алгоритма ПССН ТПС и системе критериев проектирование новой ТПС заданного качества и наибольшей зффек-
Используя указанную теорию, были осуществлены разработки ПССН ШС для внутреннего шлифования цилиндрических и тороидальных поверхностей, совмещенного (внутреннего и плоского) шлифования и двустороннего торцешлифования,
Методы исследования. Методологические исследования базируются на положениях диалектического материализма, теории познания и положениях системного анализа. Используется аппарат высшей математики: матанализ, теория вероятностей и математическая статистика, теория графов, а также технические дисшшлины: технология машиностроения, теория шлифования и др.
Отработка ММ и решения ряда уравнений, в основном, осуществлена на ЭВМ ЕС 1035 и программируемой микро-ЗВМ. Экспериментальные исследования проведены на специальных установках и стендах. Лля оценки качества обработки применены метрологические, статистические и металлографические методы исследования. Использовались кругломер, профилометр-профилограф, большой инструментальный микроскоп, динамометры, твердомеры, осцилографу и т. д.
Практическая ценность. На базе проведенных исследований МСКБ СС и АЛ Министерства станкоинструмен-тадьной промышленности СССР были разработаны: гамма желобояши-фовальных станков 3484НВ, 3484ГВ, 3485НВ и 3485ГБ, вошедших в типовые автоматические линии для обработки колец подшипников, автоматы Л211С1 и 6С212 для шлифования дорожки и дна карданных подшипников, торцешлифовальные станки СА-ЗМ1, СА-32В.
Реализация работы. Результаты данной работы использованы при разработке и создании различных ТПС для шлифования, а в последнее время - при разработке ТПС для зу-Оофрезерования. Указанные ТПС внедрены и успешно работают на ГПЗ-1, ГПЗ-10 и других ГЕЗ, а также на ГАЗе.
Экономическая эффективность от внедрения по всем указанным ТПС составила по ценам 80-х годов а соответствии с прилагаемыми документами свыше 1 млн.р.
Материалы исследований полностью, используются в учебном процессе с 1976 года в лекционном курсе, сначала - "Автоматизация технологических систем", а затем - "Основы теории разработки ТПС"
и курсовой работы для специальности 0501 и 1201.
Апробация работы. Основные результаты работы 4 раза обсуждались: на Всесоюзной, вузовской научно-технических конференциях и семинарах. Диссертация' в псишом объеме обсуждалась на заседании кафедр "Технология машиностроения" и "Металлорежущие станки и инструменты" МАСИ, а также - кафедр "Технология машиностроения" Минского политехнического института и Мосстанкина.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 42 печатных работах, учебном пособии объемом 8,2 печ.л., по материалам диссертации опубликована 2 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 251 странице машинописного текста, иллюстрируется S3 рисунками и 33 таблицами; состоит из: введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы, включающего 93 наименования и приложения.
