WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

На правах рукописи

КУТИЛОВА ОКСАНА ИГОРЕВНА

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ СИНТЕЗА БАЗОВЫХ СТРУКТУР

05.02.07 – Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Н. Новгород – 2012

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева»

Научный консультант: кандидат технических наук, доцент Фролова Ирина Николаевна

Официальные оппоненты: Кретинин Олег Васильевич доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева», профессор Глебов Владимир Владимирович кандидат технических наук, доцент АПИ НГТУ им. Р.Е. Алексеева, директор

Ведущая организация: ОАО научно-производственное объединение «Наука» (г. Москва)

Защита состоится " 29 " мая 2012 г. в 11-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.165.09 в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева» по адресу: 603950 г. Н.Новгород, ул. Минина, 24.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

Автореферат разослан "____" апреля 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент Б.В. Устинов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) механической обработки деталей машин предназначены для автоматизации работ технолога. При этом предполагается, что технолог подготавливает и вводит исходные данные, получает и оценивает описание проектного решения, предложенное системой.

Существующие САПР ТП созданы на алгоритмах, которые предлагают решение из имеющихся на основании сходства осваиваемого и освоенных изделий, то есть методом адресации к аналогу и технолог редактирует его содержание. Достаточно часто осваиваемые детали конструктивно отличаются от уже освоенных, поэтому решения, принимаемые по аналогам, не могут быть законченными и верными, а значит, потребуется участие технолога. Известно, что задача построения структуры технологического процесса (ТП) является многовариантной, поэтому технолог рискует принять субъективное решение. Из выше изложенного следует, что алгоритмы адресации к аналогу не позволяют полностью реализовать назначение САПР ТП без участия технолога в принятии и оценке решений.

Перспективным направлением в устранении недостатков метода адресации к аналогу является метод синтеза технологических решений. Концепция синтеза предполагает формирование структуры ТП из геометрической и точностной информации о детали. Формализованную модель структуры детали условно можно рассматривать как схему, определяющую базовую структуру ТП.

В базовой структуре ТП определены состав базовых и обрабатываемых поверхностей на разных этапах обработки резанием, а также последовательность обработки поверхностей с учетом точностных требований. В настоящее время метод синтеза реализован частично, потому что не формализовано построение базовой структуры ТП.

Таким образом, проблема формализации построения базовых структур ТП для создания основы в алгоритмизации синтеза процессов обработки резанием заготовок типа тел вращения является актуальной.

Цель работы. Разработка методического, алгоритмического, информационного обеспечения САПР для синтеза базовых структур технологических процессов обработки резанием заготовок типа тел вращения.

Для достижения поставленной цели нужно решить следующие задачи:

1. Разработать описание конструкции детали, отражающее взаимное расположение е геометрических элементов и точностных связей.

2. Формализовать описания детали для определения последовательности обработки резанием.

3. Разработать алгоритм выполнения процедур построения базовой структуры ТП на основе формализованного описания детали.

4. Формализовать построение размерно-точностных связей между геометрическими элементами детали по этапам обработки.

5. Реализовать алгоритм и провести вычислительный эксперимент для проверки математической модели построения базовой структуры ТП.

Методы исследований. Теоретические исследования проведены с использованием научных основ технологии машиностроения, размерного анализа, метода теории графов применительно к расчету технологических размерных цепей, теории матриц, теоретических основ САПР.

Объектом исследования является: процесс проектирования технологии механической обработки, конструкторская и технологическая информация.

Предметом исследования служит синтез базовой структуры технологического процесса обработки резанием заготовок типа тел вращения.

Достоверность. Результаты теоретических исследований подтверждены их многократными проверками на соответствие разработанных ТП реально действующим на различных машиностроительных предприятиях. Выявлено, что базовые структуры разработанных и заводских ТП практически полностью совпадают, а основные отличия касаются обработки фасок и канавок.

Научная новизна:

1. Для формализации описания и анализа геометрической и точностной информации о детали разработана спецификация поверхностей, которая отражает состав геометрических элементов детали и связи между ними.

2. Разработано информационное и методическое обеспечение решения основных проектных задач структурного синтеза ТП, связанных с определением состава базовых и обрабатываемых элементов конструкции заготовки, с определением последовательности обработки поверхностей с учетом точностных требований, с построением размерной схемы ТП и выявлением уравнений технологических размерных цепей, в том числе, для расчета допусков расположения.

3. Разработанные модели и алгоритмы решения проектных задач полностью формализованы, что обуславливает возможность их применения в условиях автоматизированного проектирования.

Положения, выносимые на защиту:

1. Методика формализованного описания и анализа конструкции детали и заготовки с назначением технологических функций геометрических элементов заготовки и детали.

2. Методика формализованного построения базовой структуры ТП на основе построения размерных связей согласно этапов обработки.

3. Методика расчета технологических размеров, включающих расчет допусков расположения.

4. Алгоритм построения базовых структур технологических процессов обработки резанием заготовок типа тел вращения.

Практическая ценность работы:

1. Применение результатов работы в качестве основы для формализованного описания деталей и заготовок при технологической подготовке производства.

2. Использование разработанного алгоритма для анализа существующих техпроцессов обработки резанием заготовок типа тел вращения на предмет реализации размерных связей.

3. Возможности применения разработанной методики решения основных проектных задач структурного синтеза в системах автоматизированного и неавтоматизированного проектирования единичных технологий изготовления заготовок типа тел вращения.

Практическая реализация результатов работы.

Результаты работы внедрены в учебный процесс при изучении дисциплин «Математическое моделирование процессов в машиностроении» и «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов» на кафедре «Технология и оборудование машиностроения» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева при подготовке инженеров по специальности 151001 – «Технология машиностроения» и магистров по направлению 150900.68 – «Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств».

Получены предложения к внедрению результатов работы на ОАО ПКО «Теплообменник», в группе компаний «NS Labs».

Подготовлена заявка на регистрацию программы «Анализ геометрических элементов детали», разработанной на языке программирования Delphi.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на Международных молодежных научно-технических конференциях «Будущее технической науки» (Н. Новгород, 2007, 2008, 2010), XI Международной научно-практической конференции «Современные технологии в машиностроении» (Пенза, 2007), Международной научно-практической конференции «Технология, автоматизация производственных систем и управление организационно-техническими системами машиностроительного кластера» (Н. Новгород, 2008), Всероссийских научно-технических конференциях «Прогрессивные технологии в машино- и приборостроении» (Арзамас, 2007, 2009).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ, из них две в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы, включающего 1наименование и приложений. Работа содержит 193 страницы, в том числе 1страниц основного текста, содержит 5 таблиц и 14 рисунков, приложения на странице.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы и сформулированы цель и задачи работы, показана научная новизна и практическая ценность результатов, приведены положения, выносимые на защиту.

В первой главе анализируются работы, посвященные исследованиям в области основ технологии машиностроения и разработке методов автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки деталей машин.

Рассмотрены работы следующих ученых: В.А. Горохова, А.Г. Схиртладзе, Н.В. Белякова, Е.И. Махаринского, Ю.Е. Махаринского, В.И. Ольшанского, Н.М. Султан-Заде, Ю.М. Соломенцева, Г.К. Горанского, И.П. Норенкова, Б.С.

Падун, В.Д. Цветкова, В.Г. Старостина, Б.Е. Челищева, О.И. Семенкова, В.Г.

Митрофанова, С.П. Митрофанова, Н.М. Капустина, Б.М. Базрова, Б.А. Метелва, С.Л. Мурашкина, В.Б. Масягина, Д.Д. Куликова, С.Н. Корчака, А.И. Кондакова и другие.

Основной проблемой автоматизированного синтеза, сдерживающей его развитие, является отсутствие строгой формализации процедур проектирования технологических процессов.

К основным процедурам проектирования ТП относятся следующие.

1. Процедура анализа геометрической и точностной информации, полученной автоматизировано из CAD-системы с геометрической 3D-модели детали.

Процедура в большинстве САПР ТП не автоматизирована, этот анализ технолог производит вручную. Известен подход к использованию результатов анализа для выявления соответствия геометрического описания детали и заранее сформированных функциональных модулей, на которые составлены технологические регламенты. В целом такой подход является разновидностью метода адресации к технологическим процессам-аналогам.

2. Процедура определения этапов обработки каждой поверхности. Обычно реализуется через составление планов обработки.

3. Процедура разделения поверхностей на обрабатываемые и технологические базы в современных САПР и в работах разных авторов реализована через ТП-аналоги.

4. Процедура синтеза последовательности обработки поверхностей в современных САПР и в работах разных авторов реализована через ТП-аналоги.

5. Процедура выявления и расчета размерных цепей по ходу технологического процесса. В современных САПР ТП автоматизирована, но выполняется по готовым технологическим решениям. В результате анализа выявлено, что в технологические размерные цепи включаются как размеры, так и допуски расположения. Однако, при расчете размерных цепей, допуски расположения не рассчитываются как составные звенья размерных цепей, а назначаются технологом.

6. Процедура выбора метода обработки и технологического оснащения в современных САПР и в работах разных авторов реализована через ТПаналоги.

7. Процедура расчетов режимов резания и норм времени достаточно подробно формализована в работах различных авторов и в данной работе не рассматривается.

Таким образом, обзор научных трудов и анализ существующих САПР ТП показал, что синтез ТП механической обработки заготовок не реализован до настоящего времени. На основании выше изложенного сформулированы задачи работы.

Во второй главе показана последовательность построения спецификации поверхностей.

Исходной информацией для построения ТП являются конструкторские и точностные параметры, автоматически получаемые с 3D-модели детали, а именно: количество и виды геометрических элементов в составе детали; наличие смежных элементов и характеристика смежности; простановка размеров, допусков на размеры, шероховатости, допусков формы и расположения.

Описание и анализ конструкции детали формализуем при помощи матриц, в совокупности образующих спецификацию поверхностей детали. Элементы матриц принимают значения при вводе описания детали и в ходе преобразований (рис. 1).

Матрица геометрических элементов (табл.1) детали является бинарной и формируется при автоматизированном вводе данных с 3D-модели детали. Номер строки матрицы определяет номер элемента в последовательности его ввода, идентифицирует его среди других. Столбцы матрицы соответствуют наименованиям элементов. Суммы столбцов образуют элементы списка геометрических элементов детали.

Геометрическая 3-D модель Квалитеты Изменить квалитет у детали у совмещенных совмещенных поверхностей нет поверхностей одинаковы? 2 (скорректированная матрица (уточненная матрица Определение вида геометрических элементов и квалитетов СКв) совмещений) поверхностей детали (матрица геометрических элементов и поверхностей детали ГЭП) да 12 13 Определение типа поверхностей (матрица типа Анализ Анализ допусков Анализ допусков поверхностей Тп) шероховатости формы (матрица расположения (матрица допусков формы Дф) (матрица допусков шероховатости Ra) расположения Др) Выявление смежности поверхностей (матрица смежности поверхностей СП) 16 Привести в Соответствуют соответствие Ra, Выявление внешних углов связи нет одному уровню Дф, Др одному ОГТ (матрица углов связей УС) ОГТ Выявление вида совмещений да Назначить на (матрица совмещений С) посадочные На поверхности Ra, Дф, Др нет посадочные (скорректированные Выявление линейных размерных связей поверхности назначены матрицы шероховатости (матрица значения линейных размеров ЗЛР) Ra, Дф, Др СRa, допусков формы СДф, допусков расположения СДр) да Определение корня линейных размеров (матрица потенциальных корней линейных размеров ПКЛ) Выявление истинного корня и Выявление значимых значимых линейных размеров диаметральных размеров Выявление диаметральных размерных связей (матрица (матрица значимости (матрица значимости значения диаметральных размеров ЗДР) линейных размеров ЗнЛР) диаметральных размеров ЗнДР) Выявление квалитетов (матрица квалитетов Кв) Спецификация поверхностей Рис. 1. Общий алгоритм формирования спецификации поверхностей Матрица 1. ГЭП (геометрических элементов и поверхностей детали) Форма обозначение элем.

ребро Пов ось КП № элем.

Списки 1 2 3 4 5 5’ Матрица смежности поверхностей (табл.2) позволяет выявить конструкторскую концентрацию обработки поверхностей детали, обусловленную точностью расположения и последовательностью сочетаний поверхностей.

Матрица 2. СП (смежность поверхностей) обозначение пов-тей обозначение пов-тей количество смежных поверхностей 1, 2, 3…m Две поверхности называются смежными, если имеют одно или несколько общих ребер. Любая поверхность на детали может иметь различное число смежных поверхностей.

При вводе описания с 3D-модели детали указывается признак смежности элементов детали, с которым связан внешний угол f связи поверхностей (рис.

2). Поверхности разделяем на следующие группы:

1) элементарные (э), имеющие внешний угол связи f больше 180о;

2) совмещенные (с), имеющие одну смежную поверхность с внешним углом связи f меньше 180о;

3) сильно совмещенные (сс), имеющие несколько смежных поверхностей с внешним углом связи f меньше 180о.

а) элементарные (э) б) совмещенные (с) в) сильно совмещенные (сс) поверхности поверхности поверхности Рис. 2. Примеры поверхностей, классифицируемых по углам связи Последовательно формируется матрица совмещений. Столбцы и строки являются номерами геометрических элементов, которые присвоены им автоматически, начальный геометрический элемент выбирается произвольно.

КП ПП ЦП РКП ВКП ОЦП ВКП Элементы матрицы принимают значения:

1, dij 180o cij (1) 0, dij 180o, где dij – элемент матрицы углов связи; i, j – порядковый номер элемента детали.

Вид совмещения выявляется по сумме элементов в столбцах: совмещенные поверхности имеют сумму равную 1, элементарные поверхности имеют сумму равную 0, остальные - сильно совмещенные поверхности.

Анализ углов связей и совмещений позволяет определить наличие конструктивных элементов сложной формы (например, канавки, шпоночные пазы, шлицы).

Размеры с 3D-модели детали являются элементами матриц линейных и диаметральных размеров. Столбцы и строки матриц соответствуют номерам элементов детали. По матрицам размеров строится матрица квалитетов.

Одновременно с матрицами размеров формируются матрицы шероховатостей, допусков формы и расположения. Строки матриц соответствуют номерам элементов детали. В столбцах матриц допусков и шероховатостей указываются величина и степень точности соответствующего параметра.

В результате составления спецификации поверхностей проводится подробный анализ 3D-модели детали на правильность простановки размеров и технических требований (допусков размеров, шероховатости, допусков формы и расположения). В процессе анализа выявленные несоответствия вносятся в 3Dмодель детали, на основании которой строятся скорректированные для технологического проектирования матрицы квалитетов, шероховатости, допусков формы и расположения.

Таким образом, получаем спецификацию геометрических элементов детали, состоящую из взаимосвязанных матриц. 3D-модель детали, представленная системой матриц, удобна для формализации процедур построения базовой структуры ТП.

Третья глава посвящена анализу сформированного описания детали и синтезу базовой структуры ТП. Общий алгоритм последовательности построения базовой структуры ТП представлен на рис. 3.

Спецификация поверхностей геометрической 3-D модели детали Деление поверхностей по конструктивным и - формирование модуля точностным параметрам детали обрабатываемых поверхностей (МОП) - формирование модуля Формирование матрицы планов обработки потенциальных поверхностей по точностным параметрам детали технологических баз (МпТБ) - формирование модуля необрабатываемых Формирование предварительного поверхностей (НП) технологического процесса по разработанному алгоритму Построение матриц линейных, диаметральных размерных схем и схем допусков расположения и составление уравнений Рис. 3. Последовательность построения базовой структуры ТП Анализируя спецификацию поверхностей детали, необходимо классифицировать поверхности по их функциям в ТП. Для этого поверхности группируются по следующим модулям:

1) модуль обрабатываемых поверхностей (МОП) образуется из совмещенных (с, сс) поверхностей или (и) связанных указанным допуском расположения;

2) модуль необрабатываемых поверхностей (МНП) образуется из поверхностей, не подвергающихся обработке резанием. Определяется по матрице шероховатости, в которой для таких поверхностей указано значение «-1»;

3) модуль потенциальных технологических баз (МпТБ) образуется из остальных поверхностей.

Внешний угол связи смежных поверхностей определяет совмещение обработки во времени и пространстве. Совмещенные поверхности (с) связаны технологически и должны обрабатываться на одном установе. Для трех и более сильно совмещенных поверхностей (сс) должна быть реализована одноинструментальная обработка на одном установе. Остальные поверхности могут быть обработаны на разных установах. Поверхности, входящие в МОП, подлежат обработке на одном установе при базировании по поверхностям из МпТБ.

Этапы обработки, которые должны пройти поверхности детали, соответствуют квалитетам точности. По номерам квалитетов, указанным при составлении спецификации поверхностей, формируется бинарная матрица планов обработки детали (табл. 3). Столбцы матрицы имеют номера этапов обработки.

Этапы имеют следующие обозначения: Эчр – этап черновой, Эпч – этап получистовой, Эч – этап чистовой, Эп – этап повышенной точности, Эв – этап высокой точности, Эов – этап особо высокой точности. Строки матрицы соответствуют номерам поверхностей из матрицы геометрических элементов детали. Так как этапы обработки ассоциативны с квалитетами точности размеров, то по матрице этапов обработки составляется матрица припусков и допусков размеров, получаемых после каждого этапа.

Таблица 3. Матрица планов обработки детали Этапы обработки детали Поверх- Эчр Эпч Эч Эп Эв Эов ности загоIТ 13…12 IТ 11 IТ 10…9 IТ 8…7 IТ 6 IТ 5…товки Ra12,5…6,3 Ra6,3…3,2 Ra3,2…1,6 Ra1,6…0,8 Ra0,8…0,4 Ra0,4…0,= (2) Для составления уравнений размерных связей образуются следующие тройки имеющихся в спецификации матриц инциденций:

матрица конструкторских размеров и припусков КРП;

матрица технологических размеров и размеров заготовки ТЗР;

матрица указанных и технологических допусков расположения УТДр (отдельно для линейной и для диаметральной размерной схемы).

Связь этапов обработки устанавливается по изменению диаметральных и линейных размеров в последовательности от детали до заготовки наложением припусков. Построение размерных связей начинается с этапа самой высокой точности, когда рассматривается изменение самых точных требований, которые будут достигаться на последнем этапе обработки. Алгоритм построения размерных связей этапов обработки поясним на примере размерной схемы (рис. 4), выполненной для детали (рис. 5).

В качестве звеньев размерной цепи принимаются технологические размеры (диаметральные или линейные), размеры заготовки и технологические допуски расположения, которые должны быть получены на каждом этапе обработки. В данной работе не рассматривается выбор метода обработки и технологического оснащения, так как эти элементы не влияют на структуру размерных цепей и для выявления размерных цепей не требуются. Технологическое оборудование при расчете размерных цепей требуется только для параметризированных расчетов, то есть для того, чтобы определить численные значения замыкающих звеньев в уравнениях допусков расположения (например, для токарного станка параллельность оси вращения шпинделя и салазок суппорта).

Параметризированные расчеты размерных цепей в работе не производятся.

Рис. 4. Эскиз к пояснению алгоритма построения размерных связей В диаметральной части схемы каждая ось соединяется со своей поверхностью размерной линией (на рис. 4 не показаны). Допуски расположения (технологические или конструкторские) изображают вектором от оси базовой поверхности к оси, обрабатываемой поверхности соответственно. Чтобы обеспечить однозначное положение оси обрабатываемой поверхности детали необходимо и достаточно задать на чертеже допуск радиального биения или соосности относительно оси базовой поверхности.

В линейной части размерной схемы допуски расположения изображают вектором, направленным от базовой к обрабатываемой поверхности (на рис. не показаны). Чтобы обеспечить однозначное положение поверхности торца, необходимо задать одно из двух технических требований: допуск перпендикулярности относительно оси базовой цилиндрической поверхности или допуск параллельности относительно базового торца.

Совмещение схем линейных и диаметральных размеров выполняем по их общим измерительным базам.

Замыкающими звеньями являются конструкторские размеры, припуска и указанные допуска расположения.

Предложенное разделение поверхностей по конструкторским и точным параметрам позволяет однозначно сформировать предварительный ТП обработки детали. Разработанная методика позволяет формализовать выявление размерных цепей и определить сходимость системы уравнений по сформулированным в работе правилам.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям применения метода формализации для проектирования предварительного технологического процесса. Приведены примеры проектирования ТП по данной методике. Исходными данными для проектирования ТП является деталь «Седло» №5П85ТМ.06-221. Заготовкой является пруток 40Х ГОСТ 4543-71, масса детали 0,092 кг, масса заготовки 0,489 кг.

На рис. 5 представлен скорректированный чертеж детали «Седло» после составления спецификации поверхностей и подробного анализа 3D-модели детали.

После проведения анализа 3D-модели детали и формирования спецификации поверхностей детали, все поверхности делятся по конструктивным и точностным параметрам на МОП и МпТБ. Составляется матрица планов обработки и потенциальный ТП с выбором технологических баз и обрабатываемых поверхностей для каждой операции. Формирование предварительного ТП начинается с самого точного этапа обработки.

Рис. 5. Скорректированный чертеж детали «Седло» Строится размерная схема, которая включает в себя две основные части:

диаметральную и линейную размерные схемы. Выявляются уравнения размерных цепей и проверяется сходимость системы уравнений по разработанным в работе правилам, формируется геометрическое представление проведенных расчетов.

В пятой главе произведен сравнительный анализ спроектированных в работе ТП с заводскими ТП, внедренными в производство. В качестве параметров сравнения использованы следующие:

технологические размеры и их допуски;

состав базовых поверхностей и последовательность их смены;

состав и последовательность обработки поверхностей.

Из таблицы 4 видно, что различия незначительны. Состав обрабатываемых поверхностей и состав технологических баз практически по всем операциям ТП совпадают. Последовательность обработки поверхностей и последовательность смены базовых поверхностей также совпадают.

В работе формируется предварительный ТП, не учитывающий метод обработки. Поэтому содержание операции в спроектированных ТП записываются условно, не отражая метода обработки.

Таблица 4. Сравнительный анализ ТП ТП спроектированный в работе ТП заводской № уста- Базовые по- № уста- Базовые посодержание содержание нова верхности нова верхности 1 2 3 4 5 А Подрезать торец,, Обработать торец Сверлить сквозное отверстие А Точить с подрезкой торца Обработать поверх в размер ности 24 0,5, выдерживая RОбработать торец Б Подрезать торец,, Обработать поверхТочить наность проход Обработать отверБ стие Обработать выточку Окончание табл. 1 2 3 4 5 В, Точить с, Обработать поверх- подрезкой торца В ности, в размер 24,5 0,2, выдерживая R2,5max Г Подрезать торец,, Обработать торец Зенкеровать сквозное отверОбработать поверхстие с приГ ность пуском под развертку, выдерживая Обработать отвер- Развернуть сквозное стие стие Обработать торец, Обработать поверхность Расточить выточку Обработать отверД стие Обработать канавку Точить напроход Точить канавку, Обработать отверЕ стие Основные отличия в разработанных и заводских ТП касаются обработки фасок и канавок и объясняются тем, что поверхности канавок и фасок (точностью до 9 квалитета) допускается выполнять в любом месте заводского ТП на оборудовании нормальной точности. В работе принято поверхности фасок и канавок обрабатывать на соответствующем этапе.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ 1. Анализ состояния проблемы в области технологических основ проектирования технологии механической обработки с применением САПР показал следующее. Не смотря на наличие комплекса сформулированных задач проектирования и разработанных методов и моделей, остается нерешенной проблема автоматизированного синтеза базовых структур ТП - определения состава базовых и обрабатываемых элементов детали, определения последовательности обработки поверхностей с учетом точностных требований, построения размерной схемы ТП и выявления уравнений технологических размерных цепей, в том числе, для определения межоперационных допусков расположения. Поэтому проблема формализации построения базовых структур ТП для создания основы в алгоритмизации синтеза процессов обработки резанием заготовок типа тел вращения остается актуальной.

2. В результате выполнения диссертационной работы предложена структура преобразования данных 3D-модели деталей типа тел вращения в матрицы спецификации поверхностей, которые отражают состав геометрических элементов детали и связи между ними и являются исходными данными для технологического проектирования.

3. На основе применения спецификации поверхностей разработана формализованная методика определения этапов обработки поверхности, отличающаяся одновременным учетом требований к шероховатости поверхности и требований к точности размера, связанного с данной поверхностью.

4. Разработан алгоритм синтеза базовой структуры ТП, связанный с определением последовательности обработки поверхностей и состава обрабатываемых и базовых поверхностей на этапах обработки с учетом заданных точностных требований, который может быть использован как в автоматизированном, так и в неавтоматизированном проектировании технологий изготовления деталей. Деление поверхностей по конструктивным и точностным параметрам на МОП и МпТБ позволяет формировать предварительный ТП, исключая субъективное влияние технолога.

5. Формализовано построение диаметральных и линейных размерных схем с учетом межоперационных допусков расположения, которые не назначаются, а рассчитываются.

6. Сравнительный анализ разработанных ТП с заводскими ТП показал адекватность разработанного алгоритма синтеза базовой структуры ТП. Составы обрабатываемых поверхностей и технологических баз практически по всем операциям ТП совпадают. Последовательность обработки поверхностей совпадает, а основные отличия касаются обработки фасок и канавок.

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Кутилова, О.И. Способ построения схемы обработки детали на основе размерного синтеза технологического процесса [Текст]/ О.И. Кутилова, С.Ф. Магницкая, И.Н. Фролова // Заготовительные производства в машиностроении. – 2011. - №10. - с.28 – 33.

2. Кутилова, О.И. К вопросу выбора метода получения заготовки [Текст]/ О.И. Кутилова, С.Ф. Магницкая, И.Н. Фролова // Заготовительные производства в машиностроении. – 2012. - №2. с.22 – 29.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

3. Кутилова, О.И. Автоматизированное создание структуры технологического процесса: монография / О.И. Кутилова, И.Н. Фролова, В.В. Крайнов, А.И. Лаптев, Т.В. Горячева. – Н. Новгород: Нижегород. гос. техн. ун-т им. Р.Е.

Алексеева, 2011. – 183 с.

4. Кутилова, О.И. Исследование формальных методов построения диаметральных размерных схем технологических процессов [Текст] /О.И. Кутилова // Прогрессивные технологии в машино- и приборостроении «ПТ – 2007»:

матер. всерос. науч.-технич. конф. – Арзамас, 2007. - с. 160-15. Кутилова, О.И. Способ формального представления технологических функций поверхностей деталей при формировании технологического процесса [Текст] / О.И. Кутилова, Е.В. Тесленко, И.Н. Фролова // Современные технологии в машиностроении: матер. XI междунар. научно-практич. конф. – Пенза, 2007. – с.178-183.

6. Кутилова, О.И. Составление исходных уравнений технологических размерных цепей на основе матриц инциденций графов [Текст] /О.И. Кутилова, И.Н. Фролова, Е.В. Тесленко // Современные проблемы механики и автоматизации в машиностроении и на транспорте: труды нижегород. государственного технического университета, том 67. – Н.Новгород, 2008.- с. 129-133. – ISSN 1816-210Х.

7. Кутилова, О.И. Автоматическое формирование графа допусков расположения [Текст] /О.И. Кутилова // Будущее технической науки: матер. VIII междунар. молодежн. науч. конф./НГТУ – Н.Новгород, 2008 - с. 68-69.

8. Кутилова, О.И. Анализ графа смежности поверхностей детали с помощью матриц [Текст] /О.И. Кутилова, И.Н. Фролова, Т.В. Горячева // Прогрессивные технологии в машино- и приборостроении «ПТ – 2009»: матер. всерос.

науч.-технич. Конф. – Арзамас, 2009. - с. 154-160.

9. Кутилова, О.И. Сравнение CAD-ситем на предмет формирования чертежа детали [Текст] /О.И. Кутилова, Т.В. Горячева // Будущее технической науки: матер. VIII междунар. молодежн. науч. конф./НГТУ – Н.Новгород, 2010. - с.

89-90.

10. Кутилова, О.И. Анализ основных принципов построения САПР ТП [Текст] /О.И. Кутилова, Т.В. Горячева // Будущее технической науки: матер.

VIII междунар. молодежн. науч. конф./НГТУ – Н.Новгород, 2010. - с. 95-96.

11. Кутилова, О.И. Анализ современных систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) [Текст] /О.И. Кутилова, И.Н. Фролова // Научный журнал «Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева». - Н.Новгород, 2010. №(80). – с. 91 - 94. – ISSN 1816-210X.

12. Кутилова, О.И. Формализация простановки общих допусков расположения [Текст] /О.И. Кутилова // Международный сборник научных трудов «Инновационные технологии в машиностроении: проблемы, задачи, решения».

– Орск, 2012 - с. 95-97– ISВN 978-5-8424-0609-8.

Научное издание КУТИЛОВА Оксана Игоревна СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ СИНТЕЗА БАЗОВЫХ СТРУКТУР Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук Подписано в печать 20.04.2012. формат 60х84 1/16. Бумага офсетная.

Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,0.

Тираж 100 экз. Заказ Нижегородский государственный технический университет.

Типография НГТУ.

Адрес университета и полиграфического предприятия:

603950, ГСП-41, Нижний Новгород, ул. Минина, 24.






© 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.