Автоматизация выбора технологических баз корпусных деталей на основе трехмерных моделей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Митин, Эдуард Валерьевич

• Митин, Эдуард Валерьевич
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Митин, Эдуард Валерьевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ПРОБЛЕМЫ,

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ проблем проектирования технологических процессов механической обработки по методу автоматического синтеза.

1.1.1. Роль геометрических моделей объектов изготовления при проектировании технологических процессов механической обработки.

1.1.2. Выбор схемы процесса проектирования технологических процессов обработки.

1.2. Анализ классических рекомендаций по выбору технологических баз.

1.3. Методы формализации процесса выбора баз при проектировании технологических процессов механической обработки и применение их в современных системах

САПР ТП.

1.4. Цель и задачи исследования.

Глава 2. ВЫБОР ЕДИНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ

И БАЗ НА ПЕРВЫХ ОПЕРАЦИЯХ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА ОСНОВЕ ВЫЯВЛЕННЫХ

ОГРАНИЧЕНИЙ.

2.1. Задачи решаемые при выборе единых технологических баз и баз на первых операциях.

2.1.1 Анализ геометрических свойств поверхностей с точки зрения базирования детали.

2.1.2. Выявление геометрических связей, определяющих положение поверхностей в системе координат, связанной с деталью.

2.1.3. Выявление параметров, характеризующих связи между поверхностями детали.

2.2. Разработка метода оценки возможности использования поверхностей в качестве технологических баз на первых операциях.

2.2.1 Определение принципиальной возможности использования поверхностей детали в качестве технологических баз.

2.2.2 Проверка возможности использования выявленного комплекта технологических баз детали на первой операции.

2.3. Определение положения поверхностей в трехмерном пространстве.

2.4. Выводы.

Глава 3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ В РЕШЕНИИ ЗАДАЧ ВЫБОРА БАЗ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ.

3.1 Использование геометрических моделей деталей в решении задач выбора баз.

3.1.1 Описание трехмерной геометрической модели детали в файле xmttxt.

3.1.2. Представление параметров плоскости и цилиндрической поверхности в файле xmttxt.

3.1.3. Описание двухмерной геометрической модели детали вфайлеёх£2Б.

3.2. Разработка трехмерной модели технологического процесса механической обработки детали.

3.3. Выводы.

Глава 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ПОДСИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЕДИНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ БАЗ И БАЗ НА ПЕРВЫХ ОПЕРАЦИЯХ.

4.1. Описание состава, структуры и информационных связей функциональных подсистем СИТЕП МО.

4.2. Описание подсистемы формирования единых технологических баз и баз на первых операциях на основе трехмерных моделей.

4.3. Информационное обеспечение подсистемы формирования КТБ.

4.4. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизация выбора технологических баз корпусных деталей на основе трехмерных моделей»

При проектировании технологических процессов изготовления деталей основная задача состоит в выборе технологических баз.

Обеспечение заданной точности изготовления детали во многом зависит от правильности выбора технологических баз. Кроме того, выбранные технологические базы формируют структуру будущего технологического процесса (ТП) механической обработки (МО) детали.

В теории базирования [1, 2, 3, 4, 5, 6 и др.] сформулированы основные правила выбора баз и назначения порядка их смены. Однако, эти правила имеют неформальный характер, что затрудняет их непосредственное применение в практике машинного проектирования. Существующие системы автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки либо осуществляют ограниченный перебор возможных вариантов структур технологического процесса с последующей оценкой каждого варианта по некоторому количественному критерию, либо используют информацию о технологических базах, заданных неформально [7].

При проектировании технологических процессов механической обработки в состав исходной информации входит образ будущей детали, поэтому чрезвычайно важным является поиск соответствий между пространственными образами объектов и формой их машинного представления.

Технологическая модель любой детали может быть представлена в виде трех таблиц, характеризующих общее описание детали, описание поверхностей и указанием направления обработки.

От того, как формализован процесс построения технологической модели или нет, зависит качество и производительность процесса проектирования технологических процессов механической обработки.

Формализация процесса построения технологической модели может быть достигнута путем исследования способа представления объекта изготовления в системах проектирования конструкторской документации.

Следовательно, важными проблемами являются полнота формализации описания детали и принятия технологических решений при проектировании ТП ее изготовления.

Указанные обстоятельства определяют актуальность настоящей работы посвященной выбору технологических баз и баз на первых операциях корпусных деталей при проектировании технологических процессов механической обработки.

В соответствии с этим, целью диссертации является, повышение эффективности проектирования технологических процессов механической обработки заготовок, в условиях мелко серийного производства, на основе автоматизированного выбора единых технологических баз и баз на первых операциях, с использованием трехмерной и двухмерной моделей детали и заготовки.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы, включающего 86 наименований и 5 приложений.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Митин, Эдуард Валерьевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Установленные технологические свойства поверхностей, то есть способность рассматриваемой поверхности лишать заготовку определенного числа степеней свободы с учетом ориентации заготовки в системе координат приспособления, позволяют повысить эффективность проектирования технологических процессов механической обработки заготовок в условиях мелкосерийного производства, на основе автоматизированного выбора единых технологических баз и баз на первых операциях с использованием трехмерных и двухмерных моделей, детали и заготовки.

2. Определена связь между форматом xmttxt геометрического файла Parasolid и технологическими свойствами поверхностей по базированию заготовки, что позволяет автоматизировать процесс передачи исходной геометрической информации в технологическую среду проектирования технологического процесса.

3. Выявленные технологические свойства поверхностей с учетом ограничений: по протяженности вдоль координатных осей, недоступности для использования в качестве технологических баз, положению обрабатываемой поверхности относительно технологической базы и положению зажимных элементов приспособления позволяют автоматизировать процесс формирования комплектов технологических баз на первых операциях и определять положение обрабатываемой поверхности относительно технологических баз.

4. Разработанный метод выбора технологических баз на основе технологических свойств поверхностей заготовки корпуса, позволяет формировать комплекты единых технологических баз по принципу совмещения конструкторской технологической и измерительных баз и баз на первых операциях по критерию неравномерности распределению припуска с учетом ограничений, накладываемых на поверхности заготовки.

5. При автоматизированном определении возможности обработки поверхностей с выявленного комплекта технологических баз и направления обработки используется логико-алгебраическая модель, позволяющая вычислить предикат принадлежности точки заготовке, используемого при формализованном учете ограничений на основе геометрического файла Parasolid.

6. Подготовка исходной информации для подсистемы САПР-ТП СИТЕП-МО разработанной в МГТУ СТАНКИН осуществляется в автоматизированном режиме с учетом установленных технологических свойств поверхностей на основании трехмерной и двухмерной моделей детали и заготовки.

7. Разработанный метод автоматизированного выбора технологических баз позволяет снизить трудоемкость формирования комплектов технологических баз, по сравнению с существующими методами автоматизированного выбора баз при проектировании технологического процесса механической обработки корпусных деталей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Митин, Эдуард Валерьевич, 2005 год

1. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969. 560 с.

2. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учеб. для машиностроит. спец. вузов. 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1999.-591 е.: ил.

3. Егоров М.Е., Дементьев В.И., Дмитриев P.J1. Технология машиностроения. М.: Высшая школа, 1976. - 533 с.

4. Кован В.М., Корсаков B.C. Технология машиностроения. -М.: Машиностроение, 1977. 416 с.

5. Маталин А.А. Технология машиностроения. М.: Машиностроение, 1985. - 512 с.

6. Соколовский А.П. Курс технологии машиностроения. М. -Л.: Машгиз, 1947. - 435 с.

7. Серенко В.А., Пастуховский А.В., Первушин Н.Н. О методе формализации параметров изделия для САПР сборочных процессов изделий. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 6. - С.23 -27.

8. Митин Э.В. Автоматизация выбора технологических баз. // Естественно-технические исследования: теория, методы, практика (Межвуз. сборник научных трудов). Вып.2 - Саранск: Ковылк. тип, 2002. - С. 60 - 62.

9. Берлинер Э. Актуальность применения САПР в машиностроении. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 9. -С. 111-112.

10. Вершель В., Николаев П., Шустов A. Solid Edge Гемма-3D: новый проектно-технологический продукт для IBM PC. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 6. - С. 16-18.

11. Лихачев В. CATIA/CADAM Solutions. Проектирование. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 7. - С. 39 - 45.

12. Клышинский Э. Агентные системы: классификация и применение. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 8. - С. 90 -96.

13. Ткачев В. Новые подходы к проектированию машиностроительных изделий. САПР и графика// Компьютер пресс. -1999. -№ 12.-С. 80-83.

14. Горнев В.Ф. ТУРБО-технологии технологии и методология интеллектуальных производств// // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. - 2000. - №1. - С.3-17.

15. Шутко В., Куприянчик А. Комплексная система автоматизации технологической подготовки производства TechCard 3.5. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 4. - С. 20 - 22.

16. Лихачев А., Павлов А. «ТехноПро» универсальная система технологического проектирования и подготовки производства. Часть 1. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999.9.-С. 39-42.

17. Кузьмин Б., Лебедев С., Тагиев Д. Система проектирования технологических процессов компании «СПРУТ-Технология» как основа интегрированной АСТПП. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 10. - С. 50 - 55.

18. Костромин К., Абакумов В. Solid Edge средство автоматизации работы конструктора. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 11. - С. 65 - 68.

19. Лобаневский А. Комплексные возможности T-FLEX CAD -новый уровень разработки и проектирования. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 1. - С. 30 - 33.

20. Евгенев Г. САПР XXI века: персональному компьютеру персональное программное обеспечение. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 2. - С. 86 - 90.

21. Гардан И., Люка М. Машинная графика и автоматизация конструирования: Пер. с франц. М.: Мир, 1987. - 272 е., ил.

22. Терпугов А., Кузнецов A. AutoCAD окрыляет конструкторскую мысль. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 4. - С. 5 - 7.

23. Кураксин С., Ксенофонтов Д., Ефремов А. Автоматизация подготовки производства на базе программных продуктов T-FLEX. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 5. - С. 55 - 60.

24. Бикулов С. T-FLEX CAD в русле мировых тенденций развития САПР. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 6. -С. 50-54.

25. Россоловский A. AutoCAD 2000. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 7. - С. 31 - 38.

26. Абакумов В. Solid Edge система, которая отвечает вашиможиданиям. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 8. - С. 57 -62.

27. Ткачев В., Локтев В. Новые решения Autodesk для машиностроения. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 11. -С. 55-64.

28. Кувшинова О., Серавкин А., Виноградов A. Mechanical Desktop R.4. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 1. - С. 38 -41.

29. Ткачев В., Локтев В. Новые решения Autodesk для машиностроения. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 4. -С. 37-41.

30. Ткачев В., Николаев А., Савушкин В., Смирягин С. Давайте работать по новому. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 1.-С.11-16.

31. Стромец И., Тиборовский В. Как выбрать САПР. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 1. - С. 21 - 23.

32. Круглов М., Максин Ю., Фролов Е., Коган Ю., Рябов Д., Степанов А. Компьютерно интегрированные производства в России. Введение в проблему. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 1.-С. 27-31.

33. Карабчеев К. ADEM в машиностроении. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 1. - С. 36 - 38.

34. Зуев Н. Новые технологии проектирования условие выживания или прогулки по полю чудес? САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 1. - С. 64 - 68.

35. Бикулов С., Ксенофонтов Д. Параметризация в T-FLEX CAD. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 4. - С. 69 - 72.

36. Евгенев Г., Кузьмин Б., Лебедев С, Тагиев Д. САПР XXI века: интеллектуальная автоматизация проектирования технологических процессов. САПР и графика// Компьютер пресс. -2000. № 4. - С. 46 - 49.

37. Яцкевич А. Инструментарий работы со STEP данными. САПР и графика// Компьютер пресс. - 1999. - № 1. - С. 73 - 78.

38. Самсонов О., Тарасов Ю. Проблемы интеграции прикладных систем. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 1.-С.42-46.

39. Справочник технолога машиностроителя. В 2-х т. Т.1/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1986. 656 е., ил.

40. Шпур Г., Ф. Л. Краузе Автоматизированное проектирование в машиностроении/ Пер. с нем. Г.Д. Волковой и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева, В.П. Диденко. - М.: Машиностроение, 1988.-648 е.: ил.

41. Мазурин A. OLE for D&M: обмен данными без потерь. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 3. - С. 73 - 76.

42. Бикулов С., Талдыкин В. T-FLEX CAD современные тенденции в проектировании. САПР и графика// Компьютер пресс. -2000.-№4.-С. 58-62.

43. Бикулов С. Машиностроительные САПР: мифы иреальность. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 12. - С.41 -43.

44. Жигулин В. О том, как твердое тело может быть слишком твердым, или Взгляд на параметризацию сбоку. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 1. - С. 87 - 90.

45. Антонов А., Мурованная Е. Твердотельное моделирование? Нет! Проектирование. САПР и графика// Компьютер пресс. - 2000. -№ 5. - С. 30 - 35.

46. Евгенев Г. САПР XXI века: проблемы соотношения формы и содержания. САПР и графика// Компьютер пресс. 1999. - № 12. - С. 50 - 54.

47. Математическое моделирование технологический процессов: Метод, указ. к выполнению курсовой работы./ Сост. В.В. Кузьмин. М.: МГТУ «СТАНКИН»; 1996. - 17 с.

48. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов: метод, указ. к выполнению лаб. раб./ Сост. В.В. Кузьмин. М.: МГТУ «СТАНКИН»; 1997. - 20 с.

49. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. Под ред. чл.-кор. АН БССР Г.К.Горанского. М., «Машиностроение», 1976. 240 с.

50. Капустин Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ. М., «Машиностроение», 1976. 288 с.

51. Размерный анализ технологических процессов/ В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.И. Бойков и др. М.: Машиностроение, 1982.-264 е., ил.

52. Бирбраер Р., Гаршин О., Зеленко В., Васин М. Анализ и оптимизация размерных цепей при комплексном автоматизированном проектировании в Pro/Engineer. САПР и графика// Компьютер пресс. -1999.-№4.-С. 8-13.

53. Размерный анализ технологических процессов обработки/ И.Г. Фридлендер, В.А. Иванов, М.Ф. Барсуков и В.А. Слуцкер; Под общ. ред. И.Г. Фридлендера. Д.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. 141 с.

54. Мордвинов Б.С., Огурцов Е.С. Расчет технологических размеров и допусков при проектировании технологических процессов механической обработки: Учебное пособие. Омск, 1975. 160 с.

55. Митрофанов В.Г., Калачев О.Н., Схиртладзе А.Г., Басин A.M., Балаболин В.Н., Крюков В.В., Кузьменков П.Б., Платонов В.Л. САПР в технологии машиностроения: Учебное пособие. Ярославль; Яросл. гос. техн. ун-т, 1995. - 298 с.

56. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов. М., «Машиностроение», 1972, 240 с.

57. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении/ Б.Е. Челищев, И.В. Боброва, А. Гонсалес Сабатер;

58. Под ред. акад. Н.Г. Бруевича. М.: Машиностроение, 1987. - 264 е.: ил.

59. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении/ B.C. Корсаков, Н.М. Капустин, К. X. Темпельгоф, X. Лихтенберг; Под общ. ред. Н.М. Капустина. - М.: Машиностроение, 1985. - 304 е., ил.

60. Горанский Г.К., Бендерева Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение, 1981. - 456 е., ил.

61. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства/ В.М. Зарубин, Н.М. Капустин, В.В. Павлов, Г.П. Старовойтов, В.Д. Цветков. М.: Машиностроение, 1979. - 247 е., ил.

62. Технологические основы ГПС: учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов/В.А. Медведев, В.П. Вороненко, В.Н. Брюханов и др.; Под ред. Соломенцева. М.: Машиностроение, 1991. - 240 е., ил.

63. Базров Б.М. Расчет точности машин на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1984. - 256 е., ил.

64. Старостин В.Г., Лелюхин В.Е. Формализация проектирования процессов обработки резанием. М.: Машиностроение, 1986. - 136 е., ил.

65. Кузьмин В.В., Схиртладзе А.Г., Усов С.В., Математическое моделирование технологических процессов в машиностроении. Учебник. М.: «Славянская школа», 2002. - 234 с.

66. Элементов М.В. Критерии выбора технологических баз при проектировании технологических процессов механической обработки// Технические и естественные науки: проблемы, теория,практика: Межвуз. сборник научных трудов. Саранск: СВМО, 2000. -С. 33-34.

67. Технология машиностроения (специальная часть): учебник для машиностроительных вузов/ А.А. Гусев, Е.Р. Ковальчук, И.М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1986. - 480 е., ил.

68. Проектирование технологии автоматизированного машиностроения: Учеб. для машиностроит. спец. вузов/ И.М. Баранчукова, А.А. Гусев, Ю.Б. Крамаренко и др.; Под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. 2-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 1999. - 416 е.: ил.

69. Бикулов С. Комплексная автоматизация под маркой Т-FLEX. САПР и графика// Компьютер пресс. 2000. - № 9. - С. 72 - 76.

70. Мышкис А.Д. Лекции по высшей математике: Учебное пособие. М.: Издательство «Наука», 1973. - 640 е., ил.

71. Технология машиностроения (специальная часть)/ Б.П. Беспалов, Л.А. Глейзер, И.М. Колесов и др. Изд. 2-е, перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1973. -433 е., ил.

72. Ковшов А.Н. Технология машиностроения: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 1987. - 320 е.: ил.

73. Ершов Ю.Л., Палютин Е.А. Математическая логика: Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., испр. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. - 336 с.

74. Математическое моделирование технологическийпроцессов: Метод, указ. к выполнению курсовой работы./ Сост. В.В. Кузьмин. М.: МГТУ «СТАНКИН»; 1996. - 17 с.

75. Афонькин М.Г., Магницкая М.В. Производство заготовок в машиностроении. JL: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. -256 е.: ил.

76. Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования станочных работ. Серийное производство. Изд. 2-е. М.: «Машиностроение», 1974.-421 с.