Введение к работе
Актуальность проблеми. Научно-технический прогресс и связанное
с кии увеличение количества и сложности создаваеиых изделий новой техники приводят к резкому возрастание трудоемкости и сложности конструкторских и технологических работ. Наблвдается устойчивая тенденция к увеличение доли инженерного труда в общей трудоемкости изделий. Основной причиной этого является несоответствие между уровнем и темпами механизации и автоматизации физического труда и труда ИТР.
В этих условиях традиционные методы проектирования не могут обеспечить своевременное и качественное выполнение работ по технологической подготовке производства (ТШТ) новых изделий и приходят в противоречие с требованшши научно-технического прогресса. В настоящее время сократить сроки в стоимость ТПП возиожно на основе создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).
Современные САПР ТП позволяют автоматизировать проектирование операций механической обработка деталей на металлорежущих станках. Наиболее успешно такие системы применяются для технологических процессов обработки деталей лезвийным инструментом. Однако процессы обработки деталей машин как правило включает в качестве отделочной операции абразивную обработку. При атом для простых по форме деталей обычно применяются методы обработки закрепленным абоа-завом, а для деталей сложной формы - свободными абразивами.
Дальнейшее развитие работ по автоматизации проектирования технологических процессов обработки деталей сложной формы натолкнулось на серьезные трудности. Они в первую очередь связаны с недостаточной разработкой теории, пригодной для автоматического моделирования л алгоритмизация процессов обработка свободными абразивами.
В настоящее время трудами отечественных и зарубежных ученых созданы научные основы методов обработки свободными абразивами. Разработан ряд новых методов обработки» установлены их технологические возможности и области эффективного применения, изучены основные закономерности обработки.
Однако, несмотря на достигнутые успехи, глубина проработай ряда фундаментальных вопросов теории этих методов обработки .сегодня во многом уже не удовлетворяет запросам практики. В первую очередь это относится к теории формирования шероховатости поверхности обрабатываемых деталей» #ет научно обоснованных рекомендаций по
выбору метода обработки.
До настоящего временя в технология машиностроения еще не установлены аналитические зависимости, связывающие параметры обрабатываемых деталей со структурой и режимами процессов обработки свободными абразивами. Автоматизация проектирования оптимальных технологических процессов обработки свободными абразивами является актуальной комплексной научной проблемой, имеющей важное народнохозяйственное значение, в которой в сложной взаимосвязи переплетаются задачи синтеза, моделирования, анализа, оценки,оптимизации и отбора вариантов. Ее решение позволяет повысить эффективность ТПП, снизить себестоимость изготовления деталей сложной конфигурации, обеспечить стабильность получения изделий заданного качества.
Работа выполнялась в соответствии с межвузовской комплексной научной программой "Ресурсосберегающая технология машиностроения" (подпрограмма 10, тема І) на І99І-І995 года.
Цель работы - развитие на базе системного подхода технологических основ процессов обработки свободными абразивами, создание методических принципов формализации технологического проектирования для решения комплексной научной проблемы автоматизации проектирования оптимальных технологических процессов обработки свободными абразивами.
Методика выполнения исследований. При решении задач оптимизации
процессов обработки деталей свободными абразивами использованы основные положения технологии машиностроения, системно-структурного анализа, теории резания, шлифования, трения и износа, теории вероятностей, теории случайных процессов. Основные научные результаты в работе получены теоретически и подтверждены экспериментально. Решение задач структурной и параметрической оптимизации технологических процессов выполняется с помощью ЭВМ с использованием созданной САПР ТП.
Результаты научно-исследовательской работы, выразившиеся в разработке:
обобщенного подхода к исследованию и моделированию процессов обработки свободными абразивами;
технологических основ процессов обработки свободными абразивами;
научно-методических принципов формализации технологического
проектированияj
- методика оптимизации процессов обработки свободными абразивами.
Научная новизна работы. Раскрыты основные закономерности механики контактных взаимодействий при обработке свободными абразиваш. Установлены особенности статистики контактных взаимодействий при различных методах обработки. Раскрыт механизм удаления металла с поверхности обрабатываемой детали. Разработана модель формирования профиля шероховатости поверхности в процессе обработки. Разработана общая теория методов обработки свободными абразивами, позволяющая формализовать процесс технологического проектирования. Разработаны алгоритмы и программы оптимизации технологических процессов обработки при решении различных технологических звдач.
Практическая ценность работы. Сформулированы технологические
принципы прогнозирования и обеспечения параметров качества поверхностного слоя.
Разработаны математические модели для расчета удаления металла при обработке, шероховатости и времени обработки при решении различных технологических задач.
Разработана методика оптимизации процессов обработки свободными абразивами.
Разработаны математические модели и алгоритмы расчета оптимальных технологических параметров обработка при помощи ЭВМ.
Предложенная на основании результатов исследований САПР 7П обработки свободными абразивами может быть включена в состав известных САПР механической обработки деталей.
Реализация результатов работы. Результаты работы по проектированию новых а оптимизации действующи технологических процесссз внедрены на многих предприятиях СНГ, в том числе на Винницкой заводе тракторных агрегатов, Липецком заводе пусковых двигателей, Ташкентском тракторном заводе, Харьковском заводе "Серп а колот"р Кутаисском заводе малогабаритных тракторов, Яиткаринском завода оптического стекла. Кировоградской заводе "Гидросила''. Ряд разработок находится в стадии внедрения.
Годовой экономический эффект от внедрения результатов исследований в производство составил 408,1 тыс.рублей в ценах до 1992 года и в 6170 тыс. рублей в ценах 1993 года.
Апробация и публикация работ. Основные полохения диссертация
были доложены на конференциях и семинарах в Москве, С.Петербурге,
Минске, Киеве, Брянске, Воронеже, Виннице, Устинове, Иркутсткв, Полтаве, Ворошиловграде, Львове, Пензе, Ровно, Ростове-на-Дону и других городах. Всего было сделано около 30 докладов, в том числе 5 на международных, 5 на всесоюзных и республиканских, 15 на региональных конференциях. По теме диссертации опубликована 61 работа, в том числе 17 авторских свидетельств.
Структура и объем работа. Диссертация содержит введение, б
глав, выводы, библиографический список из 158 наименований. В основной часта 265 страниц текста, 54 рисунка, 43 таблица. В приложении даш описания алгоритмов и программ, документы, подтверждающие внедрение результатов исследований.
