WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


На правах рукописи

УДК 621.9 АРТЮХ

РОМАН ЛЕОНИДОВИЧ ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ФОРМИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ РАЗМЕРНОЙ СТРУКТУРЫ

Специальность: 05.02.08 – Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Омск-2012

Работа выполнена на кафедре «Технология машиностроения» ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет»

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Масягин Василий Борисович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор Леун Владимир Исидорович кандидат технических наук, доцент Головченко Станислав Геннадьевич

Ведущая организация: ОАО «Конструкторское бюро транс портного машиностроения» г. Омск.

Защита состоится " 29 " мая 2012 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д212.178.05 в Омском государственном техническом университете по адресу 644050, г. Омск-50, проспект Мира, 11, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОмГТУ.

Отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организации, просим направлять в адрес диссертационного совета.

Факс: (3812) 656492, e-mail: dissov_omgtu@omgtu.ru

Автореферат разослан "___" апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.178.доктор технических наук, профессор В. С. Калекин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из важных задач машиностроения является проектирование конкурентно способных изделий, характеризующихся минимальной себестоимостью и высоким качеством изготовления. Решение данной задачи должно осуществляться на стадии технологической подготовки производства, где предусматривается проектирование оптимальных технологических процессов, обеспечивающих изготовление деталей заданного качества и точности при высокой производительности. В то же время на многих предприятиях проектируемые технологические процессы не обеспечивают требуемого снижения себестоимости и трудоемкости обработки, при высоком качестве поверхностного слоя и точности геометрических характеристик. Обеспечение точности размеров и высокого качества поверхностного слоя при минимальной трудоемкости невозможно без проектирования оптимальной геометрической структуры технологического процесса.

При анализе возможных путей решения данной проблемы (проектирование размерных структур технологических процессов по существующим методикам, использование ЭВМ и существующих САПР при проектировании технологических процессов) определена их малая эффективность из-за отсутствия комплексного влияния структурных и экономических факторов на размерные структуры технологических процессов механической обработки. Не достаточно проработан программно-методический инструментарий для проектирования размерных структур технологических процессов механической обработки и математические модели их оптимизации на основе комплексного подхода.

В связи с чем, актуальной задачей является разработка методики синтеза оптимальной размерной структуры технологического процесса механической обработки, позволяющей на стадии подготовки производства получить оптимальный технологический процесс с учетом конкретных условий производства.

Цель работы – повышение эффективности проектирования технологических процессов механической обработки на основе комплекса критериев оптимизации.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ существующих методик построения оптимального технологического процесса.

2. Разработать методику и модели процесса синтеза размерных структур на основе информационно - геометрического представления детали.

3. Разработать комплекс критериев оптимальности размерных структур технологического процесса механической обработки.

4. Разработать методику выбора оптимальной размерной структуры с использованием комплекса критериев оптимальности.

5. Создать и проверить экспериментально алгоритмы и программы формирования оптимальной размерной структуры.

Методы и объекты исследований. Для решения поставленных задач использованы научные положения технологии машиностроения, методы размер ного анализа, многокритериальной оптимизации, теория графов, метод линейного программирования.

В качестве объектов исследования использованы технологические процессы изготовления деталей – тел вращения, критерии оптимальности технологических процессов.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана модель синтеза оптимальной размерной структуры с использованием структурных и экономических критериев оптимальности.

2. Разработан комплекс критериев оптимальности, учитывающий структурные и экономические факторы, числовые значения, которых рассчитываются в программе «Diamond».

3. Предложена методика расстановки приоритетов, основанная на многокритериальной оптимизации, для поиска оптимальной размерной структуры.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты изучения состояния проблемы синтеза оптимальных размерных структур ТП.

2. Методика проектирования оптимальных размерных структур.

3. Модель и алгоритм проектирования размерных структур.

4. Методика и алгоритм оптимизации множества возможных размерных структур.

5. Результаты численных исследований разработанных методик.

Практическая ценность. Разработанная методика для проектирования оптимальных размерных структур технологии механической обработки позволяет: снизить себестоимость производства деталей и трудоемкость обработки, повысить производительность труда технолога за счет автоматизации проектирования технологических процессов.

Реализация результатов работы. Результаты исследований внедрены в учебный процесс при курсовом и дипломном проектировании на кафедре «Технология машиностроения» Омского государственного технического университета при подготовке инженеров и бакалавров и рекомендованы для использования на производстве.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались:

- на 5-й международной научно-технической конференции «Динамика систем, механизмов и машин» (Омск, 2004) - на 3-м международном технологическом конгрессе «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения» (Омск 2005);

- на международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей «Теоретические знания в практические дела» (Омск 2008);

- на 2-й Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии – в промышленность» (Омск, 2009);

- на 2-й региональной молодежной научно-технической конференции «Омский регион – месторождение возможностей» (Омск 2011);

- на 4-й Всероссийской молодежной научно-технической конференции «Россия молодая: передовые технологии – в промышленность» (Омск, 2011);

Публикации. По материалам теоретических и экспериментальных исследований опубликовано 12 работ, в том числе 2 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 3 свидетельства о регистрации программы для ЭВМ.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, списка литературы и двух приложений. Общий объем работы составляет 171 страницу, 71 рисунок, 35 таблиц, список литературы из 107 наименований и приложения на 38 страницах.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, научная новизна работы, представлены положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведены результаты изучения состояния проблемы.

При проектировании технологических процессов механической обработки возникает задача разработать оптимальный технологический процесс, который удовлетворял бы требованиям технологии обработки.

В настоящее время существует несколько методик построения оптимальных геометрических (размерных) структур созданных отечественными учеными: Мордвиновым Б.С., Мальковым Н.П., Перминовым А.В., Гольдфельдом М.Х., Иващенко И.А. и др.

Кроме того, рассмотрены методики, используемые в современных системах САПР ТП, например ТехноПро, T-Flex, Автопроект 8.5, Вертикаль.

Анализ существующих методик показал, что авторы используют не более двух критериев для построения оптимальной геометрической структуры ТП, т.е. не учитывают всех факторов, по которым можно оценивать оптимальность геометрической структуры технологического процесса механической обработки.

Анализ путей проектирования оптимальных технологических размерных структур, позволил установить, что наилучшим путем следует считать тот, при котором: вначале проектируется множество вариантов размерных структур, из которых, выбирается единственный экономически целесообразный.

Процесс разработки методики синтеза оптимальных размерных структур выполняется в следующем порядке:

- определение исходной информации необходимой для проектирования;

- разработка методики синтеза размерных структур;

- разработка методики и модели поиска оптимальной размерной структуры.

Во второй главе проведены теоретические исследования, связанные с формализацией процесса генерации технологических размерных структур и выбора из них оптимальной. В общем виде методика синтеза размерных структур представлена на рисунке 1, которая состоит из четырех этапов: первый этап заключается в подготовке исходных данных; вторым этапом является синтез размерных структур технологического процесса; на третьем этапе производится Рисунок 1 – Метод синтеза размерных структур расчет полученных структур с использованием программы «Diamond» и формирование массива значений критериев оптимальности; четвертый этап заключается в определении оптимального варианта размерной структуры.

Исходной информацией для синтеза размерных структур является чертеж детали – тело вращения. На его основе строится геометрическая модель детали.

Геометрическая модель, представляет собой эскиз детали, на котором показан контур детали с указанием только торцов и цилиндрических поверхностей, имеющих общую ось, и с проставлены все линейные размеры, соединяющие торцы детали. Эскиз дополняется номерами всех поверхностей, указываемых в возрастающем порядке при обходе контура детали по часовой стрелке и массивами, содержащими следующую информацию: а) количество поверхностей;

б) количество участков замкнутого контура детали и номера поверхностей, образующих контур; в) шероховатость поверхностей, составляющих геометрическую модель детали; г) линейные, диаметральные конструкторские размеры и требования взаимного расположения поверхностей, составляющих геометрическую модель детали.

После определения исходной информации решается следующая задача – разработка методики синтеза размерных структур.

Методика синтеза размерных структур включает в себя следующие элементы:

1. Определение поверхностей детали с точки зрения возможного использования их в качестве технологических баз. К технологическим базам предъявляются следующие требования:

- технологические базы поверхности, наиболее протяженные, открытые;

- технологические базы – поверхности, от которых проставлены технологические размеры, в том числе звенья конструкторских размерных цепей, следовательно, технологические базы должны быть связаны с другими поверхностями наиболее точными размерами;

- технологические базы должны иметь наименьшее значение параметра шероховатости поверхности.

Алгоритм программы последовательно перебирает все торцевые поверхности детали для определения базовых поверхностей.

2. Получив номера поверхностей использующихся в качестве технологических баз, далее определяются те поверхности, которые можно обрабатывать, используя тот или иной комплект технологических баз. При определении обрабатываемых поверхностей используются следующие правила:

- обрабатываться могут все торцы, лежащие правее базового торца, открытого влево (а) и все внешние торцы лежащие левее базового торца, открытого вправо (б) (рис.2);

Рисунок 2 – Обрабатываемые внешние торцы Ограничения:

- внешние торцы, лежащие правее базового торца должны лежать еще и правее наибольшего диаметра (а), внешние торцы лежащие левее базового торца должны лежать еще и левее наибольшего диаметра (б) (рис. 3);

Рисунок 3 – Ограничения на обработку внешних торцов - внутренние торцы, лежащие правее базового торца должны лежать еще и правее наименьшего диаметра (а), внутренние торцы лежащие левее базового торца должны лежать еще и левее наименьшего диаметра (б). Это в случае наличия сквозного отверстия (рис. 4);

Рисунок 4 – Ограничения на обработку внутренних торцов - в массив обрабатываемых поверхностей должны войти все торцы – включая базовые.

3. Генерация размерных структур проводится прямым путем - от заготовки к готовой детали. В связи с этим необходимо определить число и последовательность выполнения переходов, необходимых для достижения требований чертежа детали. Для формализации и алгоритмизации этапа определения количества ступеней обработки каждой поверхности детали сформулированы основные положения:

- число ступеней обработки определяется заданной шероховатостью и точностью формы поверхности, требованиями к термообработке и покрытию, заданной точностью размеров, соединяющих поверхности и требованиями точности взаимного расположения поверхностей;

- общее число ступеней обработки определяется формой заготовки – для поверхностей, полученных в заготовке, есть нулевая ступень обработки, а для всех остальных поверхностей ее нет. А также методом получения заготовки – достигаемой точностью и шероховатостью;

- зависимость числа ступеней обработки от заданной шероховатости связано с видами обработки: заготовка – 0-я ступень обработки, черновая – 1-я ступень обработки, чистовая – 2-я ступень обработки, отделочная – 3-я ступень обработки. Вид обработки и конкретные значения шероховатости задаются по справочным данным;

- зависимость числа ступеней обработки от точности формы аналогична, как для шероховатости поверхности;

- зависимость числа ступеней обработки от требований термообработки поверхностей следующая: наличие термообработки, прерывающей механическую обработку, приводит к необходимости дополнительной ступени обработки поверхности;

- зависимость числа ступеней обработки от требований к покрытию поверхностей аналогичная, как для термообработки в связи с необходимостью подготовки поверхности под покрытие;

- определение зависимости числа ступеней обработки поверхности от заданного квалитета точности связано с более сложными расчетами и с использованием матрицы размерных связей. В матрицу размерных связей заносятся все размеры и величины допусков, выявляется самый точный размер и по квалитету задаётся число ступеней обработки в соответствии с зависимостью числа ступеней обработки от квалитета;

- зависимость числа ступеней обработки от требований точности взаимного расположения поверхностей аналогичная, как для конструкторских размеров за исключением того, что в матрицу размерных связей войдут не только торцы, но и цилиндрические поверхности, для которых заданы требования точности взаимного расположения;

- сравнивая полученные значения ступеней обработки в зависимости от шероховатости, точности формы поверхности, точности размеров и точности взаимного расположения поверхностей выбирается наибольшее по значению число и принимается в качестве количества ступеней обработки данной поверхности.

4. Размерные структуры должны обеспечивать простановку технологических размеров удобных с точки зрения измерения и контроля. Размерами удобными для измерения считаются те размеры, которые соединяют торцы разного вида (+) и (-) для внешних торцов, а для внутренних одного вида (-) с (-) или (+) с (+) (рис. 5а). В исключительных случаях, соответственно, для внешних торцов – одного вида (рис. 5б), а для внутренних – разного вида (рис. 5в).

Рисунок 5 – Выявление размеров удобных с точки зрения измерения и контроля Далее рассматриваются попарно торцы, расположенные в трех частях контура детали (рис. 6): в I контуре – внешние торцы; во II контуре – левая внутренняя часть контура; в III контуре – правая внутренняя часть контура.

I и II контуры пересекаются по левому торцу.

I и III контуры пересекаются по правому торцу.

Устанавливаются ограничения на связи поверхностей в трех частях контура: не должны быть связаны между собой торцы в I и II, в I и III и II и III контурах, исключая общие крайний левый и правый торцы.

I I III II IV Рисунок 6 – Контуры детали Далее составляется перечень всех возможных технологических размеров и производится отбор, руководствуясь следующими правилами:

а) выбираются размеры, совпадающие с конструкторскими размерами, причем выбор ведется методом проверки конструкторского размера на количество составляющих замкнутую цепь технологических размеров, выбирается цепь из одного составляющего размера;

б) если нет замкнутой цепи из одного составляющего звена, то выявляются все цепи из двух составляющих технологических размеров и замыкающего конструкторского размера;

в) если не находится цепь технологических размеров из двух составляющих звеньев, то необходимо ввести дополнительный технологический размер, который совпадет с конструкторским размером;

г) остальные возможные технологические размеры не рассматриваются в качестве приемлемых.

5. Следующим этапом является определение способа получения заготовки и, исходя из этого, какие поверхности будут служить базами на первой операции механической обработки. А также, какие поверхности готовой детали отсутствуют в исходной заготовке. По исходным данным проводится предварительный технический анализ, выбираются возможные способы получения заготовки, после чего осуществляется сравнительный технико-экономический анализ.

6. После определения базовых поверхностей, обрабатываемых поверхностей, числа ступеней обработок каждой поверхности, выявления технологических размеров удобных для измерения, генерируются возможные варианты размерных структур.

Формирование каждого варианта производится по следующему алгоритму:

а) берется база предыдущей ступени обработки и обрабатывается чистая база и те поверхности, которые связаны с получаемой чистой базой непосредственно или опосредованно;

б) берется полученная чистая база, и обрабатываются те поверхности, которые связанны с этой другой чистой базой непосредственно или опосредованно;

в) берется снова чистая база, и обрабатываются поверхности, связанные с этой чистой базой непосредственно или опосредованно (но не связанные с чистой базой п.2);

г) берется чистая база, и обрабатываются поверхности, связанные с этой чистой базой непосредственно или опосредованно (но не связанные с чистой базой п.1).

Сгенерированные размерные структуры записываются в виде массива (таблица 1).

Таблица 1 – Массив размерных структур № операции № базы Количество размеров Пары границ размеров 1 2 3 … … … … 7. После формирования размерных структур технологических процессов для каждой структуры выполняется расчет линейных технологических размеров с использованием программы «Diamond» с целью получения численных значений критериев для дальнейшей оценки оптимальности.

Для оценки оптимальности геометрических структур используются следующие критерии:

структурные:

- минимальное суммарное количество технологических баз min NБ, шт.;

- наименьшая сумма повторений звеньев размерной цепи min N, шт.;

экономические:

- минимальный суммарный размер припуска min Zi, мм.;

- минимальное суммарное колебание припуска min Z, мм.;

- наименьшая сумма ожидаемых погрешностей всех замыкающих звеньев min i, мм.

8. В результате расчета автоматически формируется массив численных значений критериев оптимальности для сформированных вариантов размерных структур технологических процессов (рис. 7).

9. Выбор оптимальной размерной структуры основывается на методе расстановки приоритетов. При использовании метода расстановки приоритетов для определения оптимального варианта размерной структуры необходимо построить системы сравнения вариантов по каждому критерию. Системы сравнений строятся по данным массива критериев оценки вариантов размерных структур, учитывая качественную сторону полученных значений. При этом используемые математические знаки >; =; < имеют только качественный смысл.

Используя систему сравнений, строят матрицу смежности с учетом коэффициентов предпочтения для каждого критерия. Затем вычисляют значения приоритетов по рассматриваемым вариантам размерных структур. Далее определяется комплексный критерий. Простое суммирование коэффициентов предпочтения для каждого варианта размерной структуры по рассматриваемым критериям недопустимо, так как эти параметры имеют различную значимость в комплексном критерии. Для определения этой значимости также используется метод расстановки приоритетов, с той лишь разницей, что объектами теперь являются не варианты размерных структур, а критерии, по которым производится их оценка. Вычисленные нормированные значения приоритетов являются весовыми коэффициентами критериев.

Комплексный критерий для вариантов, определяется произведением весовых коэффициентов критериев и нормированных значений приоритетов по рассматриваемым вариантам размерных структур.

Укрупненная блок-схема алгоритма выбора оптимальной размерной структуры представлена на рисунке 8.

Рисунок 7 – Формирование массива критериев оптимальности Рисунок 8 – Алгоритм выбора оптимальной размерной структуры В третьей главе произведена формализация и алгоритмизация методики синтеза размерных структур, которая состоит из четырех модулей:

- модуль «Определение исходной заготовки»;

- модуль «Синтез размерных структур»;

- модуль «Расчет технологических размеров и допусков с использованием программы «Diamond»;

- модуль «Выбор оптимального варианта размерной структуры».

Структура алгоритмов каждого из модуля заключается в следующем.

Вначале вводится информация о геометрической модели детали (контур, данные о шероховатости поверхности, размеры). Далее проводится автоматическая проверка данных на правильность и полноту и производится расчет. Полученные результаты расчета алгоритма каждого модуля является исходными данными для расчета следующего модуля.

Кроме того, представлены блок-схемы и алгоритмы работы каждого модуля.

В четвертой главе рассматривается практическое применение методики к реальной детали. На рисунках 9, 10 показаны чертеж детали «Фланец» и его геометрическая модель.

Рисунок 9 – Чертеж детали «Фланец» Рисунок 10 – Геометрическая модель детали «Фланец» Были выполнены расчеты по разработанной методике. В результате работы модуля «Определение исходной заготовки» был определен вид заготовки, представленный на рисунке 11.

Рисунок 11 – Эскиз заготовки детали «Фланец» Результатом расчета модуля «Синтез размерных структур» являются восемь размерных структур с различной простановкой технологических размеров (табл. 2).

Девятой размерной структурой является заводской технологический процесс.

Результаты выводятся в виде исходных данных для программы расчета технологических размеров «Diamond».

Таблица 2 – Результаты расчета модуля «Синтез размерных структур» № базы Количество размеров Пары границ технологических размеров № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 7-1, 4-3, 31-7, 1-7, 1-4, 3-4, 3-7, 1-7, 7-3, 4-1, 1 1 1 3 3 3 1 7 4 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4,31-4 7-4 4-7 4-7 7-4 7-4 7-5, 4-5, 7, 2 4-7-1, 7-1, 7-3, 4-3, 4-1, 4-3, 7-1, 7-3, 1-3, 3-1, 3-1, 1-3, 4-1, 1-3, 1-7, 3-4, 7 7 7 4 7 4 7 1 3 4 4 4 4 4 4 4 2 7-5, 1-5, 1-2, 1-2, 1-2, 4-5, 1-5, 1-4 3-7-2 1-2 2-5 2-5 1-5 4-2 1-1-7, 1-7, 1-4, 3-4, 3-7, 3-4, 1-7, 1-7, 3-4, 1 1 1 3 3 3 1 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 1-4, 7-4, 4-7, 4-7, 7-4, 3-7, 7-4, 1-4, 3-7, 1-6 7-6 7-6 7-6 7-6 3-6 7-6 1-6 3-1 1 1 3 3 3 1 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1-6 1-6 1-6 3-6 3-6 3-6 7-6 1-6 3-7-3, 7-2, 7-3, 4-3, 4-2, 4-2, 7-3, 7 7 7 4 4 4 7 1 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1-4 3-7-2 2-3 3-2 3-2 2-3 4-3 1-7-3, 4-2, 1 1 1 3 3 3 3 7 4 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1-4 1-4 1 4 3-4 3-4 3-4 1-7-2 4-7-1, 7-1, 7-1, 7-1, 7-1, 7-1, 7-1, 7 7 7 7 7 7 7 7 7 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1-5, 1-5, 1-5, 1-5, 1-5, 1-5, 1-5, 7-6 7-1-2 1-2 1-2 1-2 1-2 1-2 1-7 7 7 7 7 7 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 7-6 7-6 7-6 7-6 7-6 7-6 7-6 3-4 3-7-1, 7-1, 3 3 3 3 3 3 6 7 7 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3-4 3-4 3-4 3-4 3-4 3-4 7-4 1-5, 1-5, 1-2 1- 121212111111101010Результатом расчета в программе «Diamond» линейных технологических размеров девяти размерных структур, является массив критериев, представленный в таблице 3.

Таблица 3 – Массив критериев оптимальности Вариант Критерии оптимальности РС минимальное минималь- наименьшая минимальное наименьшая суммарное ный сум- сумма ожидаесуммарное сумма повтореколичество марный мых погрешноколебание ний звеньев технологиче- размер при- стей всех замыприпуска размерной цепи ских баз пуска кающих звеньев min Z, мм. min N, шт.

min NБ, шт. min Zi, мм. min i, мм.

1 3 3,941 10,777 11,138 2 3 3,941 10,497 10,958 3 3 4,031 11,207 11,568 4 4 4,028 7,9530 8,3540 5 4 3,940 10,519 11,034 6 4 3,954 9,6710 10,112 7 4 3,983 9,8910 10,268 8 3 3,941 11,997 12,358 9 3 3,927 9,8320 10,238 Результаты расчетов наглядно представлены на рисунках 12-17.

Рисунок 12 – Минимальное суммарное Рисунок 13 – Минимальный суммарколичество технологических баз ный размер припуска Рисунок 14 – Минимальное суммарное Рисунок 15 – Наименьшая сумма ожиколебание припуска даемых погрешностей всех замыкаю щих звеньев Рисунок 16 – Наименьшая сумма повторений звеньев размерной цепи Рисунок 17 – Значения комплексного критерия Как видно по результатам расчета (рисунок 17), наилучшим вариантом по всем показателям является девятый вариант РС, наихудшим является третий вариант РС, заводской технологический процесс (РС7) получил пятое место.

При сравнении предлагаемой методики с существующими методиками можно сделать следующие выводы:

1. Согласно методикам Мордвинова Б.С. Иващенко И.А. и Гольдфельда М.Х. оптимальной будет размерная структура под номером 4 т.к. обеспечивает наименьшую сумму ожидаемых погрешностей всех замыкающих звеньев размерной цепи (рисунок 15) и минимальное колебание припуска (рисунок 14), но, в то, же время, не обеспечивается второй критерий: наименьшая сумма повторений звеньев размерной цепи (рисунок 16).

2. Согласно методике Перминова А.В. оптимальной размерной структурой будет номер 8 т.к. обеспечивает наименьшую сумму повторений звеньев размерной цепи (рисунок 16).

Таким образом, использование методики синтеза оптимальных технологических размерных структур позволяет более оперативно решать подобные за дачи и уже на стадии подготовки производства принимать решения в наибольшей степени удовлетворяющие интересам производства.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 1. Разработана методика синтеза размерных структур технологического процесса на основе информационно - геометрической модели детали, включающая правила выявления технологических размеров удобных с точки зрения измерения при настройке и при контроле. Проектирование размерных структур производится в два этапа: первоначально генерируются множество размерных структур, а затем при помощи модели оптимизации находится оптимальная размерная структура, наиболее удовлетворяющая требованиям производства.

2. Разработан комплекс критериев оптимальности, учитывающий структурные и экономические факторы, числовые значения которых рассчитываются в программе «Diamond».

3. Разработана методика выбора оптимальной размерной структуры, основанная на использовании метода расстановки приоритетов и многокритериальной оптимизации с учетом структурных и экономических факторов комплекса критериев оптимальности.

4. Разработаны алгоритмы и программы на основе языка визуального программирования «Delphi» для синтеза оптимальных технологических размерных структур, которые позволяют автоматизировать построение и выбор оптимальной размерной структуры.

5. Полученные результаты численных исследований подтверждают получение оптимальной размерной структуры технологического процесса.

6. Результаты исследований внедрены в учебный процесс на кафедре «Технология машиностроения» при изучении дисциплин «Информационные технологии», «Основы технологии машиностроения», при курсовом и дипломном проектировании. По результатам исследований получены рекомендации к внедрению результатов исследований на ОАО «Высокие технологии».

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Артюх, Р. Л. Снижение трудоемкости расчета линейных технологических размеров при разработке технологии изготовления деталей авиадвигателей на основе применения геометрических моделей детали и технологического процесса / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, Р. Л. Артюх, // ХХХ Гагаринские чтения. Тезисы докл. международной молодежной конференции. Москва, 6-10 апреля 2004 г. – М.: МАТИ-РГТУ им. К.Э. Циолковского, 2004. – Т. 3. С.58.

2. Артюх, Р. Л. Совершенствование методики назначения технологических допусков [Текст] / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, Д. А. Оськин, Р. Л. Артюх, // Динамика систем, механизмов и машин: Матер. V междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. -С. 159-161.

3. Артюх, Р. Л. Определение количества ступеней обработки поверхности при проектировании плана технологического процесса механической обработки [Текст] / В. Б. Масягин, А. Беккер, Р. Л. Артюх, Н. В. Волгина, // Военная техника, вооружение и технологии двойного применения : материалы III Межд.

технол. конгресса Омск, 7–10 июня 2005 г.. В 2 ч. – Ч.1. Омск : ОмГТУ, 2005. – С.161–163.

4. Артюх, Р. Л. Метод синтеза оптимальных технологических размерных структур [Текст] / Р. Л. Артюх, Д. С. Уваров, // Теоретические знания в практические дела: Сборник научных статей международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых исследователей (25 марта 20г.) В пяти частях. Ч.4. – Омск: Филиал ГОУ ВПО «РосЗИТЛП» в г. Омске., с. 11-13.

5. Артюх, Р. Л. Развитие размерного анализа в технологии машиностроения [Текст] / В. Б. Масягин, Н. В. Волгина, Р. Л. Артюх, В. А. Бартоломей, И. А. Бушков // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность: матер. II Всерос. молодежн. науч.-техн. конф. Кн.1. – Омск:

Изд-во ОмГТУ, 2009. – С. 78-81.

6. Артюх, Р. Л. Обеспечение возможности повышения качества и сокращения трудоемкости технологических размерных расчетов [Текст] / В. Б. Масягин, Р. Л. Артюх, В. А. Бартоломей, И. А. Бушков // Омский регион – месторождение возможностей: матер. II регион. молодеж. науч.-техн. конф. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 61-63.

7. Артюх, Р. Л. Методика оптимизации структуры технологических размеров при размерном анализе [Текст] / В. Б. Масягин, Р. Л. Артюх, // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность: матер. IV Всерос. молодежн. науч.-техн. конф. Кн.1. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2011. – С. 71-74.

8.* Артюх, Р. Л. Разработка метода синтеза оптимальных технологических размерных структур на основе учета множественности критериев оптимизации [текст] / Р. Л. Артюх, В. Б. Масягин, А. П. Моргунов // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. – Омск.: Изд-во ОмГТУ. – 2012. – 1 (107). – С. 53-58.

9.* Артюх, Р. Л. Влияние погрешности установки заготовки в центрах на точность выполняемых размеров [текст] / Р. Л. Артюх, А. В. Дейлова, А. П. Моргунов // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. – Омск.: Изд-во ОмГТУ. – 2012. – 1 (107). – С. 50-52.

10. Артюх, Р. Л. Расчет линейных технологических размеров и допусков "DIAMOND" (программа для ЭВМ) Свидетельство №2004612665 от 10.12.20Масягин В.Б. Головченко С.Г. Оськин Д.А.

11. Артюх, Р. Л. Расчет радиальных технологических размеров и допусков "RADIAL" (программа для ЭВМ) Свидетельство №2005611811 от 22.07.20Масягин В.Б., Головченко С.Г., Оськин Д.А., Беккер А., Ивлева И.В.

12. Артюх, Р. Л. Расчет линейных технологических размеров с оптимизацией допусков «OPTIMAL» (программа для ЭВМ) Свидетельство №20066136от 24.10.2006 Масягин В.Б., Головченко С.Г., Оськин Д.А., Жараспаев А.Н., Гомзикова Ю.А.

* Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК







© 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.