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 рабочей методологии основ теории создания технологических преобразующих
-г-
систем, обеспечивающих заданный уровень производительности и качества обработки и 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 принципов ПССН ТПС заданного качества, состоящая из восьми пар сопряженных положений;
комплексный критерий эффективности для оценки и выбора наилучшего из альтернативных вариантов разрабатываемых ТПС;
- критерий для выбора наиболее близкой по вы
ходным характеристикам (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 сложности 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;
- і'
- и, как следствие первых двух, - его интенсивно
го протекания.
Для этого к ранее известным дополнительно были зафиксированы недостающие положения: традиции, не-ологии, доминантности, возрастания уровня, экстремальности и эмпирического поиска.
Обоснован общий вид и структура комплексного критерия эффективности (ККЭ) ТПС, получены выражения каждого из его элементов и получено общее математическое выражение, охватывающее все ВХ ТПС.
Разработано понятие праобразной ТПС (ТПСпр), т.е. такой ТПС, ВХ которой по своим величинам наиболее близки к "идеалу". Разработан критерий для выбора ТПСпр (Кпр) . Разработан алгоритм ПССН ТПС, состоящий из четырех циклически замкнутых контуров:
выбор ТПСпр;
разработка Ж ВХ ТПСпр;
разработка трансформированной в соответствии о "идеалом" ММ ВХ проектируемой ТПС;
- разработка новой ТПС в соответствии с транс
формированной 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 разработана рабочая методология, в которой в отличие от существующего процесса проектирования в качестве основного методологического средства обязательной составной частью входит качественное и математическое моделирование ВХ ТПС, обеспечивающее благодаря структуре алгоритма ПССН ТПС и системе критериев проектирование новой ТПС заданного качества и наибольшей эффективности.
Используя указанную методологию, были осуществлены разработки ПССН ТПС для внутреннего шлифования цилиндрических и тороидальных поверхностей, совмещенного (внутреннего и плоского) шлифования и двустороннего торцешлифования.
Методы исследования. Методологические исследования базируются на положениях диалектики, теории познания и системного анализа. Используется аппарат высшей математики: матанализ, теория вероятностей и математическая статистика, теория графов, а также технические дисциплины: технология машиностроения, теория шлифования и др.
Отработка ММ и решения ряда уравнений, в основном, осуществлена на ЭВМ ЕС 1035 и программируемой микро-ЭВМ. Экспериментальные исследования проведены на специальных установках и стендах. Для оценки качества обработки применены метрологические, статистические и металлографические методы исследования. Использовались кругломер, профилометр-профилограф, большой инструментальный микроскоп, динамометры, твердомеры, осциллографы и т.д.
Практическая ценность. На базе проведенных исследований МСКБ СС и АЛ Министерства станкоинструментальной промышленности СССР были разработаны: гамма желобошлифовальных станков 3484НВ, 3484ГВ, 3485НВ и 3485ГВ, вошедших в типовые автоматические линии для обработки колец подшипников, автоматы Л211С1 и 6C2L2 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 зубофрезерования. Указанные ТПС внедрены и успешно работают на ГПЗ-1, ГПЗ-10 и других ГПЗ, а также на ГАЗе.
Экономическая эффективность от внедрения по всем указанным ТПС составила по ценам 80-х годов в 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 полном объеме обсуждалась на заседании кафедр "Технология машиностроения" и "Металлорежущие станки и инструменты" МАСИ, а также - кафедр "Технология машиностроения" Минского политехнического
ИнС'ГИТуТсІ И HoUC'l'dHKHHd .
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 43 печатных работах, учебном пособии объемом 8,2 печ.л., по материалам диссертации опубликовано 2 авторских свидетельства.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на -350 страницах машинописного текста, иллюстрируется 88 рисунками и 33 таблицами; состоит из': введения, восьми глав, общих выводов, списка литературы, включающего S5 наименований,и приложения .
