WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


 

На правах рукописи

Тюлина Наталья Валерьевна

ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА

05.02.08 - Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Москва – 2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина».

Научный руководитель:

Хостикоев Михаил Заурбекович

кандидат технических наук, доцент,

доцент кафедры «Стандартизация,

сертификация и управление качеством

производства нефтегазового оборудования»

ФГБОУ ВПО «Российский государственный университет нефти и газа

имени И.М. Губкина»

Официальные оппоненты:

Феофанов Александр Николаевич 

доктор технических наук, профессор,

профессор кафедры

«Информационные технологии

и вычислительные системы»

ФГБОУ ВПО  «Московский государственный

технологический университет «СТАНКИН»

Новиков Владимир Юрьевич

кандидат технических наук, профессор,

профессор кафедры

«Технология машиностроения»

ФГБОУ ВПО  «Московский государственный

технологический университет «СТАНКИН»

Ведущая организация:

ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет «МАМИ»

Защита состоится « 9 » октября 2012 г. в 14 часов на заседании Диссертационного совета Д 212.200.01 при Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: 119991, г. Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д. 65, аудитория 1137.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.

Автореферат разослан « __ » сентября 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета,                                                 Чернова Т.А.

кандидат технических наук

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Существенной возможностью повышения производительности проектных работ в технологической подготовке производства (ТПП) при формировании планов механической обработки поверхностей деталей является развитие и улучшение автоматизированных решений. Необходимость и целесообразность автоматизации планов обработки связана с большой трудоемкостью работ по подбору требуемой справочной информации, повторяемостью работ, развитием вычислительной техники, ужесточением требований к продолжительности проектирования и др.

В настоящее время автоматизированное проектирование технологических процессов (ТП) непрерывно совершенствуется и развивается. В ряде систем автоматизированного проектирования (САПР) выполнена автоматизация отдельных действий при составлении планов механической обработки поверхностей деталей, но комплексного подхода к автоматизации планов механической обработки поверхностей деталей до настоящего времени не предложено, не существует целостных формализованных методик и программ.

Анализ специальной литературы показал, что сложность разработки автоматизированных решений для проектирования планов механической обработки поверхностей деталей заключается в отсутствии единого подхода к проектированию.  Проектирование планов механической обработки поверхностей деталей выполняется в соответствии с различными рекомендациями: для применяемых схем обработки, определения маршрутов обработки, установления планов обработки, определения количества этапов обработки, выбора методов обработки. Кроме того, используемый различными учеными терминологический аппарат при изложении рекомендаций лишен единообразия.

При проектировании планов механической обработки поверхностей деталей не существует единых табличных данных для всех типов поверхностей деталей, а ведь именно табличные данные наиболее удобны для формализации. Достаточные справочные данные по планам обработки, представленные в табличном виде, разработаны Б.Н. Бирюковым, В.М. Болдиным, В.Е. Трейгером, С.Г. Фексоном, но они предназначены для обработки резанием только круглых отверстий. В качестве основы для разработки единых табличных данных можно использовать апробированные на предприятиях справочные данные по припускам на обработку для различных поверхностей деталей,  например, подготовленные Я.М. Радкевичем, В.А. Тимирязевым, А.Г. Схиртладзе.

Методы формализованного описания технологической информации в различной справочно-нормативной литературе предложены О.А. Новиковым, А.Я. Тянтовым, А.В. Базановым, И.Н. Карелиным и др. Но формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей для конкретных справочных данных до настоящего времени не выполнено. С чем связано отсутствие инструментальных средств, описывающих многообразие планов механической обработки поверхностей деталей. 

Целью исследования является: повышение производительности проектных работ при формировании планов механической обработки поверхностей деталей посредством  формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей.

Для достижения цели исследования  необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать методику, позволяющую с помощью средств автоматизации формировать планы механической обработки поверхностей деталей, с учетом накопленных знаний в этой области.

2. На основе методики, разработать справочные данные по планам механической обработки поверхностей деталей (деталей типа вал и плоских поверхностей), максимально сокращающих время технолога на составление маршрута обработки поверхностей и пригодные для использования в автоматизированном проектировании.

3. Выявить параметры, которые позволят однозначно толковать и верно использовать термины (для рассматриваемой предметной области).

4. Проанализировать существующие рекомендации по проектированию планов механической обработки поверхностей деталей и выбрать наиболее пригодные в автоматизированном проектировании.

5. С использованием разработанных справочных данных выполнить формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей на внешнем, концептуальном и внутреннем уровне с целью разработки специальных инструментальных средств.

6. Разработать инструментальные средства описания планов механической обработки поверхностей деталей.

Теоретическая часть работы выполнена с использованием следующих методов исследований: аналитического, системного подхода и формализации.

В ходе работы проведен анализ:

- рекомендаций по применяемым схемам обработки, определению маршрутов обработки, установлению планов обработки, определению количества этапов обработки, выбору методов обработки;

- справочно-нормативной информации по планам механической обработки поверхностей деталей;

- используемых в различных САПР ТП модулей для автоматизации планов механической обработки поверхностей деталей.

Планы механической обработки поверхностей деталей рассмотрены как целостное  множество элементов в совокупности отношений и связей между ними (системный подход).

Метод формализации реализован посредством специальной символики, используемой для представления характеристик планов механической обработки поверхностей деталей.

Научную новизну работы определяет формализованное описание математической модели планов механической обработки поверхностей деталей, согласно которому на основе подготовленных баз данных (БД)  осуществляется выбор полного состава технологических переходов по обработке каждой из поверхностей деталей, что позволяет составлять общий маршрут изготовления детали с минимальными затратами времени на технологическое проектирование.

На защиту выносятся следующие основные положения:

  1. Классификация способов определения количества этапов механической обработки поверхностей деталей с указанием способов, наиболее пригодных в автоматизированном проектировании.
  2. Методика формирования из справочных данных планов механической обработки поверхностей деталей для последующей автоматизации.
  3. Формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей.

Практическая значимость результатов работ. Разработанные инструментальные средства позволят обеспечить:

- создание единой БД по планам механической обработки поверхностей деталей;

- поиск необходимой информации по планам по заданным атрибутам и автоматическое формирование планов обработки.

Апробация результатов диссертационного исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2010 г.); II Всероссийской межвузовской научной конференции «Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России» (г. Муром, 2010 г.); II Всероссийской межвузовской научной конференции «Научный потенциал молодежи – будущее России» (г. Муром, 2010 г.);  Международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (г. Оренбург, 2010 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (г. Саратов, 2010 г.); Международной научно-технической конференции «АПИР-15» (г. Тула, 2010 г.); IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2012 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе 4 статьи в ведущих рецензируемых изданиях. 

Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 176 страницах машинописного текста, иллюстрирована 62 рисунками и 47 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 122 наименования. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, трех приложений.

Основное содержание работы

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, изложены методы исследования, научная новизна и практическая ценность результатов работы.

В первой главе приведена основная справочно-нормативная информация по планам обработки, описано реализуемое на практике проектирование планов обработки при помощи современных автоматизированных систем, рассмотрены возможности повышения производительности проектных работ в ТПП при описании планов механической обработки поверхностей деталей.

Доказана необходимость разработки автоматизированных решений для планов механической обработки поверхностей деталей на основе апробированных на предприятиях таблиц данных, разработанных Б.Н. Бирюковым, В.М. Болдиным, В.Е. Трейгером, С.Г. Фексоном и предназначенных для круглых отверстий. Установлено, что с использованием справочных данных, например, приведенных Я.М. Радкевичем, В.А. Тимирязевым, А.Г. Схиртладзе, возможно расширить планы обработки для других типов поверхностей посредством разработки методики подготовки данных для автоматизированного проектирования.

Дано обоснование цели и задачам исследования.

Во второй главе на основе работ следующих авторов: Балакшин Б.С., Бурков Г.М., Гречишников В.А., Гурьянихин В.Ф., Жуков Э.Л., Козарь И.И., Корсаков В.С., Лукин Л.Л., Маеров А.Г., Мелетьев Г.А., Мурашкин С.Л., Суслов А.Г., Трембач Е.Н., Худобин Л.В. и др. составлена общая классификация существующих рекомендуемых способов определения количества этапов механической обработки поверхностей деталей (табл. 1), где под этапом обработки понимается отдельная законченная часть ТП механической обработки поверхности детали.

Таблица 1

п/п

Способы определения количества этапов механической обработки

1

Каждый

последующий метод обработки

должен быть точнее предыдущего

в среднем на 1 квалитет точности

2,3,4

на черновых переходах на 1-3 квалитета (2-3 квалитета, 2-4 квалитета), на чистовых – на 1-2 квалитета по точности размера

5

на 2…3 квалитета точности

6

Точность на каждой последующей операции целесообразно повышать на 1-2 квалитета, шероховатость – уменьшать в 2-5 раз

7

Предшествующий операционный допуск должен быть в 3-4 раза меньше припуска на последующую операцию

8

Расчет общего коэффициента ужесточения точности размера и количества потребных технологических переходов. Квалитеты повышения точности распределяются по закону прогрессивного убывания

9

Расчет требуемого уточнения; анализ методов обработки, позволяющих получить требуемый при обработке класс чистоты сначала на последнем переходе, затем на первом и остальных. После выбора метода, рассчитывается уточнение на каждом переходе. Общее уточнение получается путем перемножения уточнений на каждом переходе и должно быть приблизительно равно требуемому уточнению

10

Применение апробированных на предприятиях справочных данных

Сравнение способов определения количества этапов механической обработки показало, что наиболее целесообразно для установления этапов механической обработки использовать апробированные на предприятиях справочные данные, а при их отсутствии – способ, предложенный Балакшиным Б.С. (способ № 9 в табл. 1), который максимально учитывает условия обработки.

Изложена методика подготовки справочных данных по планам обработки, которая предназначена для подготовки схем обработки и исполнительных размеров на каждом переходе для всех типов поверхностей и любой точности обработки (ограничение – отсутствие данных). Методика подготавливается на основе справочных данных по припускам на обработку.

Методика подготовки справочных данных по планам обработки может быть использована как в обычном проектировании, так и для разработки автоматизированных решений. Методика включает пять шагов:

Шаг 1. Определение вида заготовок (литые, штампованные, прокат повышенной, обычной точности и др.).

Шаг 2. Определение минимальных полей допусков в задаче.

Шаг 3. Разработка общей технологической схемы обработки поверхностей данного типа, то есть схемы, в которой приведены все возможные планы обработки для данного типа поверхностей. 

В нормативных таблицах операционных припусков указана строгая последовательность способов обработки поверхности, которая и формирует общий план обработки. Так как по видам заготовки схемы различаются и различаются припуски на обработку в каждой схеме, для каждого типа заготовки необходимо составить свою схему обработки.

Сначала при помощи таблиц, в которых указана связь между методом обработки и квалитетом, определяется последняя операция, то есть та операция, с помощью которой можно получить требуемый квалитет. Затем выписываются данные из справочных таблиц  по операционным припускам на обработку о способах обработки на предыдущих операциях. Далее указываются квалитеты точности для каждого перехода. Значения квалитетов на переходах находятся в некотором диапазоне, потому необходимо выбрать единственную величину квалитета на каждом переходе. При этом предпочтительно использовать способ Балакшина Б.С.

Шаг 4. Внимательное изучение таблиц исходных данных по операционным припускам на обработку и выявление возможных уточнений.

Шаг 5. Формирование для каждой схемы из общей технологической схемы  таблицы данных об исполнительных межоперационных размерах обрабатываемых поверхностей.

Пример одной из схем, полученной в результате использования описанной методики, приведен в табл. 2.

В третьей главе приведено формализованное описание технологической информации по планам механической обработки поверхностей деталей, которое включает математическую модель и методические примеры планов механической обработки поверхностей деталей.

Таблица 2

Технологическая схема № 2.  Обработка проката повышенной точности (установка заготовки в центрах)

Длина вала

Dзаг. min, мм

Токарная операция

до 120 мм

точение, резец

точение, резец

точение, резец

d, мм

Поле допуска диаметра вала после обработки

h12

h9

h7

Dв, мм

Св. 3 до 6

d +1,57

(d +0,37)  -0,12

(d +0,12)  -0,03

d  -0,012

Св. 6 до 10

d +1,57

(d +0,37) -0,15

(d +0,12)  -0,036

d  -0,015

Св. 10 до 18

d +1,57

(d +0,37) -0,18

(d +0,12)  -0,043

d  -0,018

Св. 18 до 30

d +1,57

(d +0,37) -0,21

(d +0,12)  -0,052

d  -0,021

Св. 30 до 50

d +1,65

(d +0,45) -0,25

(d +0,15) -0,062

d -0,025

Св. 50 до 80

d +1,89

(d +0,39) -0,30

(d +0,14) -0,074

d -0,030

Св. 80 до 120

d +1,99

(d +0,39) -0,35

(d +0,14) -0,087

d -0,035

Формализованное описание математической модели планов механической обработки поверхностей деталей включает параметры, определяющие состав планов механической обработки поверхностей деталей, и трехуровневое формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей, позволяющее разрабатывать программный модуль для описания планов механической обработки поверхностей деталей (ОПМОП).

Показано, что состав планов обработки можно описать при помощи матриц. Выбор плана обработки относится к неформализуемым задачам.

Трехуровневое формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей включает внешний, концептуальный и внутренний уровни.

  1. Формализованное описание на внешнем уровне содержит таблицу описания БД планов обработки поверхностей детали и структурную схему описания планов механической обработки поверхностей деталей.

Описание планов обработки элементарных поверхностей детали на внешнем уровне включает множество атрибутов, представляющих именованные категории (см. табл. 3). Каждому атрибуту ставится в соответствие домен значений атрибута, представленный столбцом таблицы.  В состав множества атрибутов А входит подмножество атрибутов, относящихся к постоянной информации (А1) и атрибуты, относящиеся к переменной информации (А2).

Базовыми элементами плана обработки любой поверхности детали является упорядоченная последовательность технологических переходов. Автоматизированное формирование информационной строки описания технологического перехода осуществляется путем заполнения строки-маски, коды которой определяются атрибутами табл. 3.

Таблица 3

Описание БД планов обработки поверхностей детали

Множество атрибутов (А)

А1

А2

а1

а2

аr-1

аr

О1

О2

Оm

Коды строки – маски

1

2

r-1

r

r+1

r+2

n

План 1

Переход 1

План 1

Переход 2

….

….

План 1

Переход g

План 2

Переход 1

План 2

Переход 2

….

….

План 2

Переход p

….

….

План m

Переход 1

План m

Переход 2

….

….

План m

Переход q

БД планов обработки поверхностей детали представляет собой множество таблиц соответствий, состоящих из горизонтали и матрицы.

Постоянная информация - множество таблиц исходных данных, совокупность которых можно представить структурной схемой (рис. 1), состоящей из атрибутов, изменяющих припуск на обработку, которые расположены по блочно-иерархическим уровням структурной схемы с указанием межуровневых связей.

Рис. 1. Структурная схема описания планов механической обработки

поверхностей деталей

На рис. 1 представлены следующие уровни (сверху вниз): наименование обрабатываемой поверхности; наименование заготовки; дополнительная информация (может быть представлена несколькими уровнями); поле допуска получаемого размера; последовательность методов обработки; размеры поверхностей на переходах с квалитетами.

Переменная информация - атрибуты конкретной задачи, определяемые по рабочему чертежу детали: номер поверхности по чертежу; количество обрабатываемых поверхностей; номинальный размер по чертежу (с его условным обозначением); поле допуска поверхности по чертежу; верхнее предельное отклонение по чертежу; нижнее предельное отклонение по чертежу; координирующий размер от технологической базы по оси OX/OY/OZ; максимальный припуск на заготовку; дополнительная информация.

2. Формализованное описание на концептуальном уровне выполнено для БД и информационно-поисковой системы (ИПС).

На концептуальном уровне БД можно описать с помощью теории матриц. Горизонталь таблицы может быть описана следующим вектором строкой:

А= (А1, А2) = ((а1,…, аr), (О1,…, Оm)),

где аi, Оj – значения поля i, j горизонтали таблицы, представляющие атрибут, определенный на одном домене, множество значений которого представлено в столбце i, j таблицы.

Домены атрибутов таблицы на концептуальном уровне описания целесообразно представить матрицей:

М = (Sm1,…, Smi), i = 1…k,

где i – текущий номер строки в матрице,

k – число строк в матрице,

Smi – вектор-строка i в матрице,

причем Smi = (Smi1,…, Smij), j = 1…n, здесь n – число атрибутов в горизонтали таблицы.

Структурная схема описания планов механической обработки поверхностей деталей, приведенная на рис. 1 (за исключением уровня r), представляет собой схему ИПС, которая предназначена для хранения и поиска информации. На концептуальном уровне ИПС можно описать с помощью теории графов.

3. Формализованное описание на внутреннем уровне выполнено для БД и ИПС.

Планы обработки представляют собой матричную структуру и содержат переменную информацию, поэтому внутренний уровень БД по планам механической обработки поверхностей деталей включает описание горизонтали таблицы, строк-масок таблицы и строк матрицы таблицы.

Структура информационной строки описания горизонтали таблицы на внутреннем уровне изображена на рис. 2.

Тип, которым описывается значение атрибута в таблице, может быть представлен как набором символов (S), так числом (R).

Поиск информации в справочных таблицах осуществляется по ключевым атрибутам, поэтому вводится код отношения j-го атрибута к ключевому.

Формирование строк описания содержания технологического перехода («О») должно происходить автоматически после заполнения соответствующих полей БД на основе комплектов строк-масок, что возможно при строгой регламентации структуры информационных строк. Комплект cтрок-масок представляет формализованное описание информационных строк технологического документа по планам обработки на внутреннем уровне.

…………………………………………………………………………………

       

Рис. 2. Структура информационной строки описания горизонтали  таблицы

Перенос в технологический документ сформированных информационных строк описания технологических переходов заключается в том, что из множества значений каждого атрибута выбирается конкретное и переносится в поле структуры, соответствующее атрибуту.

Структура описания строк-масок таблицы на внутреннем уровне изображена на рис. 3.

Структура описания строки матрицы таблицы на внутреннем уровне приведена на рис. 4.

       

Рис. 3. Структура описания строк-масок таблицы на внутреннем уровне

        ………

Рис. 4. Структура описания строки матрицы на внутреннем уровне

Здесь: Pov1, Prip1 – исполнительный размер обрабатываемой поверхности и припуск на первом переходе;

Pov2, Prip2 – то же на втором переходе;

PovО, PripО – то же на окончательном переходе.

На окончательном переходе добавляется еще текстовая информация:

KwalScr – получаемые при обработке квалитет и шероховатость.

Описание ИПС на внутреннем уровне - это путь, по которому осуществляется поиск элемента БД. Из элементов ИПС на каждом иерархическом уровне формируется файл-каталог последовательного доступа, состоящий из интерпретации элемента каталога на общепринятом языке общения, кода принадлежности файла к каталогу или файлу таблицы соответствий, пути и имени файла-каталога или файла таблицы соответствий. Базовый элемент в информационной модели ИПС идентифицируется с именем, по которому осуществляется поиск элемента в базе. Описание ИПС на внутреннем уровне приведено на рис. 5.

Путь и имя файла каталога имеют расширение (.kat); путь и имя файла таблицы соответствий – расширение (.sad).

Код принадлежности файла к каталогу или файлу таблицы соответствий либо Dir – файл-каталог; пусто – файл таблицы соответствий.

ИПС на внутреннем уровне представляет собой множество файлов, которые в программном модуле ОПМОП (директория SkatOPMOP) помещаются в специально выделенную поддиректорию (SkatBasa). Путь к элементам ИПС описывается строкой следующего вида:

\SkatOPMOP\SkatBasa\...

 

  ………………………………………………

Рис. 5. Описание ИПС на внутреннем уровне

Пример формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей для валов, круглых отверстий и плоских поверхностей на внешнем уровне представлен структурной схемой, приведенной на рис. 6.

Уровень 1 – определение типа поверхности:

- а11 – планы обработки резанием наружных цилиндров;

- а12 – планы обработки резанием наружных плоскостей;

- а13 – планы обработки резанием круглых отверстий.

Уровень 2 – определение вида заготовки:

- а21 – прокат обычной точности;

- а22 – прокат повышенной точности;

- а23 – штамповки;

- а24 - а28 – заготовки, полученные литьем (5 видов);

- а29 - а212 – стальные заготовки из проката (3 вида);

- а213 – материал сплошной (заготовки без отверстия);

- а214 – прошитое или полученное литьем отверстие.

Уровень 3 – определение дополнительных (не для всех видов заготовок) требований к установке заготовки:

- а31, а33, а35 – установка заготовки в центрах;

- а32, а34, а36 – установка заготовки в патрон.

Уровень 4 – определение дополнительных размерных требований:

- а41 - а432 – длина вала (для проката обычной точности - 6 узлов графа при установке заготовки в центрах и 6 узлов графа при установке заготовки в патрон, для проката повышенной точности – 5 и 4 узла соответственно, для штампованных заготовок – 6 и 5 узлов; пример узлов графов: до 120 мм, свыше 120 до 260 мм, и т.п.);

- а433 - а452 – расстояние до базовой поверхности (до базовой поверхности может быть до 80 мм, свыше 80 до 180 мм, свыше 180 до 260 мм, свыше 260 до 500 мм, то есть для каждого вида заготовок по 4 узла графа);

Рис. 6. Пример структурной схемы описания планов механической обработки поверхностей деталей

- а453 - а482 – длина и ширина плоскости (9 узлов графа для полосовой стали, 9 – для широкополосовой и 12 – для стали квадратного сечения; состав узлов графа, например, для полосовой стали: для ширины плоскости до 100 мм – 4 варианта длины плоскости – до 100 мм, свыше 100 до 250 мм, свыше 250 до 500 мм, свыше 500 мм; для ширины плоскости  свыше 100 до 200 мм – 3 варианта длины плоскости, для ширины плоскости свыше 200 мм – 2 варианта длины плоскости; итого: 9 узлов графа).

Уровень 5 – определение поля допуска получаемого размера:

- а51 - а532 – поле допуска получаемого вала h7;

- а533 - а582 – поле допуска получаемой поверхности h6;

- а583, а586 – поле допуска получаемого отверстия H7;

- а584, а587 – поле допуска получаемого отверстия H9;

- а585, а588 – поле допуска получаемого отверстия H11.

Уровень 6 – выбор из схемы обработки конкретного плана обработки и переход к БД. Уровень включает:  а61 – а6229 – планы 1-229 (3 плана для всех видов наружных цилиндрических поверхностей; 3 и 1 план для плоских поверхностей заготовок соответственно из литья и проката; 14, 8, 2 и 11, 6, 2 плана для получения круглых отверстий соответственно полей допусков Н7, Н9 и Н11 из заготовок без отверстий и с отверстием; итого: 96 различных планов для получения наружных цилиндрических поверхностей, 90 планов для получения плоскостей и 43 плана для получения отверстий).

Уровень 7 – БД планов обработки.

Схемы для получения отверстий подготовлены Бирюковым Б.Н. и соавторами, остальные 186 схем (пример одной из схем – табл. 2) разработаны по изложенной выше методике подготовки справочных данных и внесены в качестве исходных данных в программный модуль ОПМОП.

Рассмотрены следующие методические примеры:

- структура БД для плоскости и отверстия у корпусной детали;

- обобщенное описание БД по планам обработки для таблиц исходных данных разного типа поверхностей;

- приведены типы данных атрибутов для разработанных таблиц по планам обработки;

- разработанные справочные данные по планам обработки.

Рассмотрены возможные методы формирования маршрутов обработки на основе планов обработки.

В четвертой главе приведены инструментальные средства ОПМОП: алгоритм работы, интерфейс, а также описание внедрения подсистемы в производство.

Структура подсистемы  включает следующие части:

- регистрация – вход в систему, выбор бюро главного технолога, выбор пользователя, ввод пароля;

- описание БД и планов обработки поверхностей детали – уровень ИПС;

- формирование состава планов обработки поверхности – подготовка строки-маски планов обработки;

- определение характеристик плана обработки поверхности – описание матрицы задачи, решение задачи;

- характеристика плана обработки поверхности – исходные данные для проектирования.

Выводы в главах содержат обобщенный итог поделанной работы.

Приложения содержат термины и определения, предусмотренные ЕСТД и предложенные различными авторами; примеры справочных данных по планам обработки резанием наружных поверхностей деталей типа вал и акт внедрения методики подготовки справочных данных по планам обработки и программного продукта в ОАО «Сельхозтехника».

Основные результаты и выводы

В работе дано новое решение актуальной научной задачи - формализованное описание математической модели планов механической обработки поверхностей деталей, согласно которому  на основе подготовленных БД осуществляется выбор полного состава технологических переходов по обработке каждой из поверхностей деталей, что позволяет составлять общий маршрут изготовления детали с минимальными затратами времени на технологическое проектирование, а именно:

1. Установлено, что для формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей недостаточно терминологии, предусмотренной в ГОСТ ЕСТД. В соответствии с этим предложены новые термины, позволяющие однозначно определить такие позиции, как план механической обработки поверхности детали, технологическая схема обработки поверхности детали, этап механической обработки, математическая модель планов механической обработки поверхностей деталей, внешний, концептуальный и внутренний уровни описания планов механической обработки поверхностей деталей.

2. Предложено понятие этап механической обработки, которое позволяет определить отдельную законченную часть ТП механической обработки поверхности детали; и впервые дана классификация этих этапов.

3. Предложенное формализованное описание планов обработки поверхностей деталей  позволяет разрабатывать программные средства для автоматизации планов обработки на информационной базе, создаваемой с использованием справочной и нормативной литературы.

4. Разработана методика подготовки справочных данных по планам обработки для создания автоматизированной БД, позволяющая подготавливать единые таблицы исходных данных для обработки различных типов поверхностей деталей.

5. На основе разработанной методики подготовки справочных данных по планам обработки для создания автоматизированной БД составлены справочные данные по планам обработки резанием поверхностей деталей типа вал и плоских поверхностей, что позволяет максимально сократить время технолога на составление планов обработки поверхностей.

6. Предложенные инструментальные средства – алгоритм и программа – обеспечивают автоматизацию работ со справочно-нормативной литературой по планам механической обработки поверхностей деталей, что позволяет сократить затраты труда на информационный поиск.

7. Для наполнения БД необходимой информацией предложено наряду с данными по обработке отверстий использование данных по обработке наружных круглых поверхностей и плоскостей.

8. В результате внедрения программного модуля  ОПМОП в ТПП ОАО «Сельхозтехника» получено повышение производительности работ в технологическом проектировании при составлении технологических карт в 1,3 раза.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

  1. Тюлина Н.В.  Методика подготовки данных для автоматизации планов обработки. // Естественные и технические науки. – 2011.– № 3. – С. 188-192.
  2. Новиков О.А., Тюлина Н.В. Автоматизация планов механической обработки поверхностей деталей. // Программные продукты и системы. – 2011.–  № 3. – С. 133-136.
  3. Новиков О.А., Тюлина Н.В. Система комплексной  автоматизации технологии описания планов механической обработки поверхностей деталей. //Управление качеством в нефтегазовом комплексе. – 2011. –  № 3.– С. 71-73.
  4. Тюлина Н.В. Определение необходимого числа этапов механической обработки деталей. // Технология машиностроения. – 2011.–  № 10. – С. 5-9.

Прочие публикации

  1. Тюлина Н.В. Проблемы формирования планов и маршрутов механической обработки поверхностей деталей при проектировании технологических процессов. // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России: материалы VIII Всероссийской научно-технической конференции, посвященной 80-летию Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. – М.: изд-во РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2010. 340 с., ил. – С. 41-42.
  2. Тюлина Н.В. Анализ существующих способов назначения планов и маршрутов обработки поверхностей деталей при проектировании технологических процессов механической обработки. // Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России: II Всероссийские научные Зворыкинские чтения. Сб. тез. докладов II Всероссийской межвузовской научной конференции. – Муром: Изд. - полиграфический центр МИ ВлГУ, 2010. 802 с., ил. – С. 254-255.
  3. Тюлина Н.В. Формализованное описание планов обработки резанием наружных поверхностей деталей типа вал. // Научный потенциал молодежи – будущее России: II Всероссийские научные Зворыкинские чтения. Сб. тез. докладов II Всероссийской межвузовской научной конференции. – Муром: Изд. полиграфический центр МИ ВлГУ, 2010. 1119 с., ил. – С. 303-305.
  4. Тюлина Н.В. Структурная схема описания планов механической обработки поверхностей деталей. // Сборник материалов международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации». Часть 6. – Оренбург: ОГУ, 2010. 238 с. – С. 99-103.
  5. Тюлина Н.В. Формализованное описание планов обработки резанием плоских поверхностей деталей. // Инновации и актуальные проблемы техники и технологий: материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых: в 2 т. Т.2/ под общ. ред. А.А. Большакова. – Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. 304 с. – С. 119-120.
  6. Тюлина Н.В. Структура баз данных по планам механической обработки поверхностей деталей. // Вестник Тульского государственного университета. Автоматизация, проблемы, идеи, решения: материалы Междунар. научно-техн. конф. «АРИР-15»; под ред. В.В. Прейса, Е.В. Давыдовой. В 2-х частях. Ч.1.– Тула: Изд-во ТулГУ, 2010. 252 с. – С. 224-228.
  7. Тюлина Н.В., Новиков О.А. Повышение производительности проектных работ технологической подготовки производства при составлении планов и маршрутов механической обработки поверхностей деталей. // Модернизация и инновации в авиации и космонавтике./ Под ред. Проф. Ю.Ю. Комарова. – М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ. 2011. 464 с.: ил. – С. 216-222.
  8. Новиков О.А., Тюлина Н.В. Планы и маршруты механической обработки поверхностей деталей в системах автоматизированного проектирования технологических процессов. // Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России. / Тезисы докладов IX Всероссийской научно-технической конференции. Часть II. – М.: изд-во РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. 276 с. – С. 36-37.
  9. Новиков О.А., Тюлина Н.В. Основная терминология, применяемая при описании планов и маршрутов механической обработки поверхностей деталей. // Альманах современной науки и образования. – 2012. – № 2. – С. 47-49.






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.