Введение к работе
Актуальность роботі. Агрегатные станки и автоматические линии разрабатываемые на in основе (АС и АЛ) выполняют большой объем механообработки резанием в машиностроении.Поэтому дальнейшее повышение их технико-экономической эффективности - одна из актуальных проблем проектироваїгая в станкостроении.
Анализ процесса проектирования AC и АЛ позволяет сделать вывод о том, что первичной в формировании их конструктивных ха-
рактеристик является разработка технологической компоновки (ТК), включающая планы обработки елементарних поверхностей (ЭП) и маршрутную технологию обработки детали в целом.
Специфика специального металлорежущего оборудования (его проектирование на обработку конкретной детали или группы деталей) предъявляет жесткие требования к уровню вффективности получаемых технологических решений. В связи с этим актуален не только синтез оптимальной структуры ТК АС, но и поиск рациональных планов обработки каждой ЭП. .
Исследования в области проектирования ТК АС и АЛ позволяют утверждать, что этап синтеза планов обработки ЭП реализуется в "условиях неопределенности исходных данных (как по составу используемого оборудования, так и по применяемым'технологическим решениям), низкой степени формализации проектных процедур и наличия большого числа вариантов решений.
Учитывая вышеизложенное, дальнейшее совершенствование
проектных процедур' синтеза планов обработки групп элементарных
поверхностей (ГЭП) является актуальной задачей исследования и
представляет интерес в качестве объекта' оптимизаций и
практической реализации. "
Цель-работ - повышение эффективности и качества конструкции специального металлорежущего оборудования на' основе' разработки методики и алгоритмов автоматизированного проектирования планов обработки связанных ЭП (параметры и взаимное положение этих поверхностей влияет на выбор плана обработки каждой из поверхностей в группе) и применение их в САПР ТП.
Методы исследования. В работе использовались основные положения технологии машиностроения; эвристические метода оптимизации, основанныена системном подходе к механообработке резанием; теория графов и матриц; методы анализа сетей и комбинаторные алгоритмы; методы формальной логики; теория подобия и разм-рностей; теории теплофизики процесса резания; теории вероятностей и мате-, матической статистики.
Научная новизна исследования состоит в следующем:
ревлизоввн системный подход к формированию рациональных параметров и структур планов обработки связанных ЭП;
разработана математическая модель структурно-параметрической наследственности при синтезе планов обработки связанных ЭП в условиях неопределенности исходных данных;
разработана 'единая 'объективная Система критериев оценки эффек-
тивности структури и параметров планов обработки ЭП на ранних стадиях проектирования для всех стадий оптимизации на основе технологических факторов обработки;
- определены закономерности, выбора экстремальных режимов обработ
ки при соблюдении требований к состоянию обработанной поверхнос
ти, точности контролируемых размеров и прочности инструмента в
условиях'стационарного резания.
Практическая ценность работы состоит в следующем: ~ разработана методика синтеза планов обработки ЭП на заданном множестве методов обработки по их технико-экономическим показателям;
разработана методика выбора и ранжирования рациональных вариантов планов обработки ЭП в условиях неопределенности исходных данных для экономического анализа;
разработаны алгоритм, методики и программы расчетов оптимальных Параметров режущей части инструмента на заданном множестве их исходных характеристик;
разработаны алгоритмы и программы поиска на ранних стадиях проектирования оптимальных параметров и структур планов обработки связанных поверхностей, позволяющих повысить эффективность и качество -маршрутной и операционной технологий при проектировании компоновок АС и АЛ;
разработаны методическое, программное ft информационное обеспечения подсистемы синтеза рациональных вариантов планов обработки связагаїнх ЭП автоматизированной системы оптимального проектирования технологической компоновки АС.
. AnpoOatfua работы. Материалы работа докладывались на международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы фундаментальных наук" (г. Москва, 1991 год); на Всесоюзных научно-технических симпозиумах, конференциях и семинарах: "Применение систем автоматизированного проектирования конструкций в машиностроении" (г. Ростов-на-Дону, 1983 год), "Новые конструкции и прогрессивная технология производства инструмента" (г. Харьков, 1984 год),"Проблемы создания программного обеспечения комплексной автоматизации" (г. Калинин, 1987 год), "Теплофизика технологических процессов" (г. Тольятти, 1988 год); на Республиканских и региональных научно-технических конференциях: "Автоматизация проектирования роботов и систем управления робото-техтоіческ.імн комплексами" (г. Киев, 1983 год), "Прогрлссивяне технологические процессы и повышение эффективности механической обработки грудно-
обрабатываемых и неметаллических материалов" (г. Днепропетровск, 1983 год), "Разработка и внедрение систем ' автоматизированного проектирования в машиностроении" (г. Ижевск, 1983 год), "Проблемы' разработки и внедрения гибких автоматизированных- .производств и систем автоматизированного проектирования в машиностроении" (г. Йошкар-Ола, 1984 год), "Повышение технико-экономической эффективности машиностроения" (Г. Харьков, 1984 год), "Прогрессивные конструкции режущего инструмента и'эффективность его применения" ' (г. Харьков,- 1985 год), "Создание, и внедрение прогрессивных кон-'струкций токарных автоматов, автоматических линий и гибких производственных систем" (г. Киев, 1986 год), "Проблемы повышения производительности и качества продукции в условиях автоматизированного машиностроительного произтюдства" (г. Андропов, 1986 год), "САПР конструкторской и технологической подготовки .автоматизированного производства в машиностроении" (г. Харьков; 1990 год).
Структура и объел работы. Диссертация состоит из введения; пяти глав, заключения, списка литературы из 226 наименований, пяти приложений, основной материал изложен на 138 страницах машинописного текста и содержит 43 рисунка, 25 таблиц.
Во введении обосновывается актуальность проблемы, определя-. ются цель и задачи исследования.
В первой главе дан анализ работ в области проектирования маршрутной и операционной технологий обработки резанием по проблеме синтеза оптимальных парамвтров и структур планов обработки ' ГЭП. Показано, что решеїше этих задач наименее формализовано при разработке технологических компоновок специальных станков, к которым относятся АС и АЛ.
Во второй главе дан анализ объекта исследования, описывается структурная модель технологического проектирования.
g третьей главе рассматривается математическая модель процесса проектирования планов обработки элементарных поверхностей.
g четвертой главе рассматривается методика автоматизированного проектирования планов обработки ГЭП.
g пятой главе рассмотрена практическая реализация методики автоматизированного проектирования планов обработки ЭП.
g заключении изложены основные результаты и общие выводы по диссертационной работе.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 16 печатных работ.
Использование. По.результатам работы проведена реконструкция участков механической обработки резанием деталей двигателя "ИМИ" на Харьковском производственном объединении '(ХПО) "Завод имени Малышевй". Экономический эффект от внедрения данной работы составил Ш037 рублей. Для ХПО АС разработана подсистема САПР АС, в которой использованы алгоритмы и программы синтеза планов обработки поверхностей предложенные автором. Экономический эффект от внедрения разработки составил 150О0О рублей.
