Введение к работе
Актуальность проблемы. Формализация проектирования в технологии машиностроения является предметом исследований и разработок в силу двух причин потребности в создании систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТІЇ) и необходимости качественного развития технологии машиностроения как науки
Проблема заключается в широкой доступности вычислительной техники - аппаратного средства для проектирования технологии, и вместе с тем отсутствии программных средств, которые позволили бы осуществить это проектирование в автоматизированном порядке Такая ситуация, существующая уже много лет, обусловлена неготовностью существующей теории технологии машиностроения к применению в условиях компьютерного проектирования
Несмотря на то, что ряд проектировочных задач, таких как расчет режимов резания, временных норм обработки, подготовка технологической документации и некоторые другие успешно решается при помощи современных САПР, сфера структурного проектирования, в отличие от параметрического - до сих пор остается уделом ручного выполнения и традиционно считается творческим процессом
Одной из важных задач структурного проектирования технологии является построение последовательности обработки резанием поверхностей детали От того, в каком порядке будут обработаны поверхности, какие базы при этом окажутся использованными, каким образом и сколько раз деталь будет ориентирована на станке, зависит точность взаимного расположения поверхностей, что в итоге во многом определит качество работы механизма, включающего эту деталь
Будучи сложной и многофакторной по характеру, задача проектирования последовательности обработки не может быть эффективно решена методами традиционного проектирования и требует разработки формального их представления для реализации на компьютере
В настоящее время формализованных методик, алгоритмов и программ построения последовательности обработки практически не существует Решение задачи сводится к поиску аналогов, что не предполагает повышения уровня проектирования и бесполезно при создании единичных технологических процессов
Цель работы - создание методики и средств формализованного
построения последовательности обработки детали резанием на основе
информационно-логических принципов проектирования Os/^
Задачи исследования:
Разработать геометрически-технологическую модель детали
Разработать модель и алгоритм формирования комплектов баз
Разработать методику, модель и алгоритм построения последовательности обработки поверхностей
Предложить методику по оценке и выбору предпочтительных вариантов последовательности обработки
Создать компьютерную программу по формированию комплектов баз для выбранной группы поверхностей детали
Методы и объекты исследования. Для решения поставленных задач использованы научные положения теории технологии машиностроения и теории систем, методы аналитической геометрии, математической логики и элементы реляционной алгебры
При создании программы применены принципы модульного и объектно-ориентированного программирования, технологии систем управления реляционными базами данных Microsoft Access, средства процедурного языка программирования Visual Basic
В качестве объектов исследования приняты машиностроительное производство, технологические базы, последовательность перехода от поверхности к поверхности при обработке и процессы их проектирования
Научная новизна работы состоит в следующем
Разработана геометрически-технологическая модель детали, учитывающая свойства детали, необходимые для построения последовательности ее обработки Описательная характеристика поверхностей автоматически преобразуется в шестимерные векторы их положения в прямоугольной системе координат
Создана модель формирования комплектов баз для обработки поверхностей детали, включающая алгоритм последовательного подбора одинарных, двойных и тройных комплектов баз В основе модели лежит решение «задачи покрытия» параметров требуемой ориентации детали параметрами базирующих свойств ее поверхностей Предложен метод обработки частных случаев, связанных с объединением нескольких поверхностей вращения в комплект баз
На основании модели формирования комплектов баз разработаны методика, модепь и алгоритм построения последовательности обработки поверхностей Выполнение алгоритма позволяет получить все завершенные варианты последовательности обработки в виде, пригодном для их оценки
Предложена методика распределения вариантов последовательности обработки по степени предпочтительности Распределение производится путем формирования блока локальных последовательностей, представляющих технологически благоприятные сочетания Присутствие этих сочетаний в каждой завершенной последовательное! и определяет ее технологическую оценку
Практическая ценность работы. Результаты проведенных исследований вносят новый вклад в развитие теории проектирования единичных технологических процессов обработки резанием
Предложенный метод представляет собой готовый алгоритмический базис как для «ручного», так и для автоматизированного проектирования последовательности обработки и выбора технологических баз
Разработана программа автоматизированного проектирования комплектов баз для групп поверхностей «Базирование 2005», основанная на методике и моделях, приведенных в работе Программа преобразует описательную характеристику детали в параметры, манипуляции с которыми позволяют производить выбор баз (свидетельство о регистрации в Отраслевом Фонде Алгоритмов и Программ № 5650 от 6 02.2006 г , свидетельство о регистрации ВНТИЦ № 50200600143 от 8 02.2006 г )
Использование результатов данной работы на производстве позволит повысить качество и скорость проектирования в области обработки резанием, а именно - в процессе формирования последовательности обработки и выбора технологических баз Табличная форма хранения сведений о детали дает возможность накапливать, хранить их и оперировать с ними средствами СУБД пакета Microsoft Office без необходимости устанавливать дополнительное программное обеспечение
Практическая реализация. Результаты, полученные в диссертационной работе, используются в практических работах по курсу технологии машиностроения, в курсовом и дипломном проектировании на кафедре технологии машиностроения ДВГТУ
Автор защищает:
Геометрически-технологическую модель детали
Модель и алгоритм формирования комплектов баз
Методику, модель и алгоритм построения последовательности обработки поверхностей
Методику по оценке и выбору предпочтительных вариантов последовательности обработки
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI Международном форуме молодых ученых стран АТР, г Владивосток, 2004 г , на региональной научной конференции «Молодежь и научно-технический прогресс», г Владивосток, 2006 г , на расширенном заседании кафедры технологии машиностроения ДВГТУ, г Владивосток, 2006 г , на расширенном заседании кафедры технологии машиностроения КнАГТУ, г Комсомольск-на-Амуре, 2007 г
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 8 печатных рабо г, получено свидетельство о регистрации ВНТИЦ, свидетельство о регистрации ОФАП
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-ти глав, результатов и выводов, списка использованной литературы и приложений
Работа изложена на 173-х страницах машинописного текста, включающего 26 рисунков, 24 таблицы
