Повышение производительности проектирования технологических процессов механической обработки корпусных деталей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.08, кандидат технических наук Байбаков, Сергей Викторович

• Байбаков, Сергей Викторович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Байбаков, Сергей Викторович

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ РАБОТ, ВЫПОЛНЯЕМЫХ В РАМКАХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА И СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

1.1 Состав и структура задач, решаемых в рамках технологической подготовки производства.

1.2 Подходы к проектированию технологических процессов изготовления деталей. Повышение производительности проектных работ.

1.3 Автоматизация проектирования технологических процессов изготовления деталей.

1.4 Цель и задачи работы.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ.

2.1 Подходы к формализованному описанию машиностроительных деталей.

2.2 Методика выбора технологических баз для обработки элементов детали.

2.3 Назначение планов обработки элементов детали и построение технологического маршрута обработки.

2.3.1 Формализованное описание планов обработки поверхностей детали.

2.3.2 Определение параметров переходов обработки: оборудования, оснастки, режимов резания.

2.3.3 Построение маршрута обработки.

2.4 Выводы по главе.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ.

3.1 Состав, структура и назначение программных средств модуля проектирования ТП.

3.2 Программные средства описания машиностроительной детали.

3.3 Программные средства назначения комплектов технологических баз.

3.4 Программные средства назначения планов обработки и построения технологического маршрута.

3.5 Программные средства оформления и тиражирования результатов проектных работ.

3.5.1 Структура форм технологических документов.

3.5.2 Программные средства описания бланков технологической документации.

3.6 Выводы по главе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение производительности проектирования технологических процессов механической обработки корпусных деталей»

Машиностроение - огромная отрасль производства, которая создает машины, оборудование, вычислительную технику, транспортные средства; одним словом все, что применяется повсеместно. Машины окружают нас повсюду, с их помощью поддерживаются привычные условия жизни: подается вода, электроэнергия, тепло; производятся продукты питания, предметы одежды и обихода. Жизнь человека трудно представить без машин. Они являются помощниками и часто заменяют человеческий труд, поэтому вопросам их создания и совершенствования всегда уделялось огромное внимание.

Цель создания любой продукции — удовлетворение каких-либо потребностей человека и общества. В условиях современной рыночной экономики о потребностях общества можно судить по состоянию рынка товарной продукции: если какая либо потребность общества не удовлетворена в полной мере, то это приводит к дефициту продукции или услуг, призванных ее удовлетворить. Следовательно, создание дополнительного количества данного вида продукции, а также более совершенных аналогов, будет востребовано обществом и с высокой долей вероятности принесет экономический эффект. Таким образом, анализ рынка позволяет определить направление деятельности вновь создаваемого или существующего предприятия.

Природа предоставляет в распоряжение человека минимум предметов, пригодных к использованию сразу, без какого-либо преобразования. Поэтому почти всегда человеку приходится путем качественных изменений предоставленных ему предметов природы приспосабливать их для удовлетворения своих потребностей.

Любое целенаправленное качественное изменение невозможно без соответствующей технологии. Поэтому технология как таковая и технология машиностроения в частности являются основополагающими элементами в производственной деятельности человека, определяют технический прогресс любого государства и общества, оказывают решающее влияние на жизненный уровень людей.

Обострение конкуренции на рынке машиностроительной продукции, непрерывное усовершенствование конструкций машин, рост требований к их качеству вызывают насущную необходимость резкого сокращения производственно-технологического цикла создания машин, а также повышения качества принимаемых проектных решений. Наиболее остро эта необходимость ощущается в технической подготовке производства, которая является важнейшим этапом жизненного цикла изделия, и затраты времени и средств на которую зачастую значительно превышают затраты на само производство.

Развитие средств вычислительной техники (СВТ) и информационных технологий доказали возможность повышения производительности в различных областях деятельности человека [1, 7, 33, 35, 50]. Использование кульмана для подготовки конструкторской документации, расчеты с применением логарифмической линейки и математических таблиц, оформление технологических процессов на пишущей машинке постепенно уходят в прошлое. Предприятия, ведущие работы без применения соответствующих СВТ или с малой степенью их использования, оказываются неконкурентоспособными как из-за больших материальных и временных затрат на проектирование, так и низкого качества проектов. Компьютерные средства автоматизации приходят как в проектные отделы, конструкторские бюро и офисы, так и в производственные цеха и подразделения. Это дает существенный выигрыш в сроках выполнения работ, а значит, позволяет более оперативно реагировать на стремительно изменяющиеся условия рынка.

В настоящее время разработано и используется большое количество программных приложений и комплексов, позволяющих облегчить труд человека, повысить его качество и производительность [1, 13, 35, 43, 46, 57, 58, 60, 76, 81]. Однако, если во многих областях деятельности человека, таких как бухгалтерия, склад, конструкторская подготовка, разработка программ для станков с ЧПУ и др. компьютерная автоматизация достигла больших успехов, то в технологической подготовке производства уровень автоматизации работ по-прежнему остается достаточно низким. Связано это в первую очередь с особенностями данной предметной области.

Таким образом, повышение производительности труда при выполнении проектных работ в технологической подготовке производства, в том числе с использованием средств автоматизации, в настоящее время является одной из наиболее актуальных и трудно решаемых проблем современного машиностроения.

Настоящая работа является попыткой предложить решение одной из важных научно-технических проблем, заключающейся в развитии теории и практики проектирования технологических процессов изготовления деталей и разработки на их основе систем автоматизированного проектирования.

Работа выполнена на кафедре «Технология газонефтяного машиностроения» Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.

Заключение диссертации по теме «Технология машиностроения», Байбаков, Сергей Викторович

ОСНОВНЫЕРЕЗУЛЬТАТЫИОБЩИЕВЫВОДЫПОРАБОТЕ

В работе были предложены, разработаны и апробированы новые подходы к проектированию технологических процессов механической обработки машиностроительных деталей, проведена классификация и формализованное описание частных проектных задач, решаемых в технологической подготовке производства гипотетического предприятия, что явилось научной основой для создания системы автоматизированного проектирования технологических процессов, нашедшей применение в промышленности.

Научные и практические результаты выполненной работы заключаются в следующем:

1. Анализ подходов к решению частных проектных задач, связанный с проектированием ТП механической обработки машиностроительных деталей, показал, что обобщенная методика проектирования индивидуальных ТП отсутствует, а следовательно отсутствуют и формализованные методики их решения. В связи с этим были разработаны:

• классификация элементов детали на группы поверхностей, позволяющая на рабочем чертеже выделить связи, оказывающие влияние на выбор технологических баз;

• подход в формализованном описании технологического процесса механической обработки в виде графа дерева, позволяющий проводить анализ на предмет выполнения принципов совмещения и единства баз;

• методика целенаправленного выбора комплектов технологических баз и обрабатываемых от этих баз элементов детали по критерию наивысшей точности внешних связей между ее элементами;

• методика проектирования маршрутно-операционных ТП механической обработки деталей, позволяющая решать задачи назначения планов обработки элементов детали, целенаправленно осуществлять подбор оборудования, оснастки и режимов обработки, а также на основе этих данных составлять маршрут обработки.

2. На основе разработанной методики проектирования технологических процессов изготовления деталей были определены состав и структура программных средств, необходимых для решения задачи автоматизированного проектирования ТП, а именно:

• загрузочный модуль системы, отвечающий за формирование интерфейса и координирующий работу программных средств;

• программные средства описания детали, предназначенные для ввода исходных данных в систему, т.е. формализованного представления детали в системе, как совокупности элементарных, комплексных и агре-гатированных групп поверхностей, а также массивов поверхностей;

• программные средства назначения комплектов технологических баз, позволяющие в интерактивном режиме осуществлять выбор комплектов технологических баз на операциях механической обработки, а также поверхностей, обрабатываемых от выбранных баз;

• программные средства назначения планов обработки поверхностей и построения технологического маршрута;

• программные средства оформления и тиражирования технологического проектирования, т е. представление их в соответствии с требованиями стандартов ЕСТД (или стандартов предприятия).

3. Разработанная методика проектирования технологических процессов, а также ее программная реализация позволяют существенно повысить эффективность работ в технологической подготовке производства. Ожидаемое повышение производительности проектирования технологических процессов составляет 2 — 4 раз на фоне общего повышения качества выполняемых проектных работ.

4. Разработанный модуль проектирования техпроцессов нашел применение в отечественной промышленности.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Байбаков, Сергей Викторович, 2010 год

1. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / В.С Корсаков, Н.М. Капустин, К.Х. Темпельгольф, X. Лих-тенберг; Под ред. Н.М. Капустина. М.: Машиностроение, 1985. - 304 е.: ил.

2. Базров Б.М., Авербух Б.А., Каминский Я.А., Протасов В.Н. Технология газонефтяного и нефтехимического машиностроения. М.: Машиностроение. 1987. - 384 е.: ил.

3. Базров Б.М. Модульная технология в машиностроении. М.: Машиностроение, 2001. 368 е.: ил.

4. Базров Б.М. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов. М.: Машиностроение, 2005. 736 е.: ил.

5. Байбаков С.В. Автоматизация технологической подготовки производства измерительного инструмента // Естественные и технические науки.-2009.-№ 6.

6. Байбаков С.В., Анисимов М.В. Подходы к автоматизации разработки чертежей AutoCAD // Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина. Сборник научных статей по проблемам нефти и газа. 2009. - № 3 (256). - с. 107 - 113.

7. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. -М.: Издательство стандартов, 1992. 464 с.

8. Ю.Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения. Издание 3-е, дополненное. — М.: Машиностроение, 1969. 358 е.: ил.

9. П.Белкин И.М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости): Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. М.: Машиностроение, 1992. -528 е.: ил.

10. Белоусов А.П. Проектирование станочных приспособлений: Учебное пособие для учащихся техникумов. — 3 изд., перераб. и доп. — М.: Высшая школа, 1980. 240 е.: ил.

11. Беляков Н.В., Махаринский Е.И., Махаринский Ю.Е. Синтез схем установки заготовок корпусных деталей машин // Машиностроение: Сб. научн. трудов. Вып. 18. Под ред. И.П. Филонова Мн.: УП «Техно-принт», 2002.- с. 98 - 104.

12. Беспалов Б.Л., Глейзер J1.A., Колесов И.М., Латышев Н.Г. и др. Технология машиностроения (специальная часть). Издание 2-е, переработанное и дополненное М.: Машиностроение, 1973. - 448 е.: ил.

13. Блюмберг В.А., Зазерский Е.И. Справочник фрезеровщика. — Л.: Машиностроение, 1984. 288 е.: ил.

14. Высокопроизводительная обработка металлов резанием. М.: Издательство «Полиграфия», 2003. 301 е.: ил.

15. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов: Учебник для ма-шиностр. и приборостр. спец. вузов. М.: Высш. шк., 1985. - 304 е.: ил.

16. ГОСТ 3.1103-82. Единая система технологической документации. Основные надписи. Введ. 01.07.83. - М.: Изд-во стандартов, 2001. - 12 е.: ил.

17. ГОСТ 3.1118-82. Единая система технологической документации. Формы и правила оформления маршрутных карт. Введ. 01.01.84. -М.: Изд-во стандартов, 1984. -23 е.: ил.

18. ГОСТ 3.1121-84. Единая система технологической документации. Общие требования к комплектности и оформлению комплектов документов на типовые и групповые технологические процессы (операции). -Введ. 01.01.86. — М.: Изд-во стандартов, 1986. -44 е.: ил.

19. ГОСТ 3.1129-93. Единая система технологической документации. Общие правила записи технологической информации в технологических документах на технологические процессы и операции. Введ. 01.01.96. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 24 е.: ил.

20. ГОСТ 3.1130-93. Единая система технологической документации. Общие требования к формам и бланкам документов. — Введ. 01.01.96. -М.: Изд-во стандартов, 2001. 18 е.: ил.

21. ГОСТ 3.1404-86. Единая система технологической документации. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием. Введ. 01.07.87. - М.: Изд-во стандартов, 1988.-58 е.: ил.

22. ГОСТ 3.1702-79. Единая система технологической документации. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием. Введ. 01.01.81. -М.: Изд-во стандартов, 2001. - 18с.: ил.

23. Данилевский В. В. Технология машиностроения: Учебник для техникумов. 5-е изд., перераб. и доп. - М., Высш. шк., 1984. - 416 е.: ил.

24. Долматовский Г.А. Справочник технолога по обработке металлов резанием. -М.: Машгиз, 1962. 1236 с.

25. Допуски и посадки. Справочник. В 2-х ч. / В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. 6-е изд., перераб. и доп. - Д.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1983.

26. Егоров М.Е. Технология машиностроения. Учебник для вузов / Егоров М.Е., Дементьев В.И., Тишин С.Д., Дмитриев В.Л.; Под ред. М. Е. Егорова. М.: Высш. шк., 1965. - 590 е., ил.

27. Жетесова Г.С., Юрченко В.В. Методика выбора баз и составления комплекта баз // Новости науки Казахстана. Научно-технический сборник. -№ 1.-2009.

28. Зайцев Б.Г., Завгороднев П.И., Шевченко А.С. Справочник молодого токаря. Для проф.-техн. учебн. заведений. М.: Высшая школа, 1972. -352 е.: ил.

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

30. Кондаков А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений / А.И. Кондаков. М.: Издательский центр «Академия», 2007. - 272 с.

31. Корняков В.Н, Программирование документов и приложений MS Office в Delphi. СПб.: БХВ-Петербург, 2005. - 496 е.: ил.

32. Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения,металлорежущие станки и инструменты». — Л.: Машиностроение, Ле-нингр. отд-ние, 1985. -496 е.: ил.

33. Методика проектирования технологических процессов: Метод, указания к курсовому проекту / Моск. гос. ин-т Электроники и математики; сост. С.Г. Мелихов, 2004, 30 е.: ил.

34. Металлорежущие станки: Учебник для машиностроительных втузов / Под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1985. - 256 е.: ил.

35. Методы обработки резанием круглых отверстий: Справочник / Б.Н. Бирюков, В.М. Болдин, В.Е. Трейгер, С.Г. Фексон; Под общ. ред. Б.Н. Бирюкова. М.: Машиностроение, 1989. - 200 е.: ил. - (Б-ка станочника).

36. Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного производства. Л.: Машиностроение, 1983. Т. 1. 440 е.; Т. 2. 376 с.

37. Никифоров А.Д. Современные проблемы науки в области технологии машиностроения: учеб. пособие для вузов / А.Д. Никифоров. М.: Высшая школа, 2006. - 392 е., 24,77 пл.: ил.

38. Новиков О.А., Комаров Ю.Ю., Байбаков С.В. Автоматизация проектных работ в технологической подготовке машиностроительного производства. М.: Изд-во МАИ, 2007. - 260 с.

39. Новиков О.А. Система комплексной автоматизации проектирования технологических процессов машиностроительного производства. Том 1 / Дисс. . док. техн. наук — М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 1999.

40. Новиков О.А., Тянтов А.Я., Скопцов В.Э. и др. Система комплексной автоматизации технологии «СКАТ». Описание языка программирования системы: Мет. пособ. М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1996. 64 с.

41. Новиков О.А., Тянтов А.Я., Базанов А.В. и др. Система комплексной автоматизации технологии «СКАТ». Описание генератора форм документов: Мет. пособ. М.: ГАНГ им. И.М. Губкина, 1996. 72 с.

42. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования. Учебник для вузов 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006. - 448 е.: ил.

43. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. 4.1 М.: Машиностроение, 1974. - 406 с.

44. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. 4.2 М.: Машиностроение, 1974. - 200 с.

45. Основные этапы разработки систем автоматизированного проектирования. Методические рекомендации. / Исп. Прохоров А.Ф. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 84 е.: ил.

46. Островский М.С., Мнацаканян В.У., Тимирязев В.А. Программирование обработки деталей горных машин на станках с ЧПУ: Учебное пособие. М.: Издательство «Горная книга», Издательство Московского государственного горного университета, 2009. — 227 е.: ил.

47. Попилов Л.Я. Советы заводскому технологу: Справочное пособие. Д.: Лениздат, 1975. - 264 е.: ил.

48. Размерный анализ технологических процессов / В.В. Матвеев, М.М. Тверской, Ф.И. Бойков и др. М.: Машиностроение, 1982. - 264 е.: ил. - (Б-ка технолога).

49. Расчет припусков и межоперационных размеров в машиностроения: Учеб. пособ. для машиностроит. спец. вузов / Я.М. Радкевич, В.А. Тимирязев, А.Г. Схиртладзе, М.С. Островский; под ред. В.А. Тимирязева.- М.: Высш. шк., 2004. 272 с.:ил.

50. Режимы резания металлов. Справочник / Под ред. Ю.В. Барановского.- Изд. 3-е, переработанное и дополненное. М.: Машиностроение, 1972.

51. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении / Р.А. Аллик, В.И. Бородянский, А.Г. Бурин и др.; Под общ. ред. Р.А. Аллика.- JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. 319 е., ил.

52. Серебряков А.А. Библиотека технологических решений как инструмент автоматизации технологической подготовки производства // САПР и графика. 2008 - №5. с.70 - 75.

53. Скворцов А.В., Соколов Д.М. — Технологическая подготовка производства с применением современных программных продуктов PLM // Технология машиностроения. 2009. - №3.

54. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. -М.,Машгиз, 1955 517 с.

55. Справочник конструктора-инструментальщика: Под общ. ред. В.И. Баранникова. -М.: Машиностроение, 1994. 540 е.: ил.

56. Справочник технолога-машиностроения. В 2-х т. / Под ред. А.Г. Коси-ловой и Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1986.

57. Старец А.С. Современное состояние развития систем технологического проектирования: обзорная информация / А.С. Старец; ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ. М., 1990. - 32 е.: ил.

58. Суслов А.Г., Дальский A.M. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. 684 е.: ил.

59. Суслов А.Г. Технология машиностроения: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. М.: Машиностроение, 2004. 400 е.: ил.

60. Таратынов О.В. Проектирование технологий машиностроения на ЭВМ / О.В. Таратынов, Б.М. Базров, В.В. Клетников, О.И. Аверьянов и др.; Под ред. О.В. Таратынова. М.: МГИУ, 2006. - 519 е.: ил.

61. Таха X. Введение в исследование операций. В 2-х кн. — М.: Мир, 1985.

62. Технологическая подготовка гибких производственных систем / С.П. Митрофанов, Д.Д. Куликов, О.Н. Миляев, Б.С. Падун; Под общ. ред. С.П. Митрофанова. — JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987. -352 е.: ил.

63. Технология машиностроения: В 2 кн. Кн. 1. Основы технологии машиностроения: Учеб. пособ. для вузов / Э.Л. Жуков, И.И. Козарь, С.Л. Мурашкин и др.; Под ред. С.Л. Мурашкина. М.: Высш. шк., 2003. -278 е.: ил.

64. Технология машиностроения (специальная часть) / Б.Л. Беспалов, Л.А. Глейзер, И.М. Колесов и др. М.: Машиностроение, 1973. 448 с.

65. Технология тяжелого машиностроения / С.И. Самойлов С.И., В.М. Горелов, В.М. Браславсткий; Под общ. ред. С.И. Самойлова 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1967. - 596 е.: ил.

66. Хостикоев М.З. Назначение параметров инструмента и режимов резания при обработке отверстий сверлением и зенкерованием: Метод, указания. -М.: ГАНГ, 1993. 29 с.

67. Хостикоев М.З. Назначение параметров инструмента и режимов резания при торцовом фрезеровании: Метод, указания. — М.: ГАНГ, 1993. -17 с.

68. Хостикоев М.З. Назначение параметров инструмента и режимов резания при точении: Метод, указания. М.: ГАНГ, 1993. - 26 с.

69. Цветков В.Д. Система автоматизации технологических процессов. -М.: Машиностроение, 1972. 240 с.

70. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов. Мн.: Наука и техника, 1979.-264 с.

71. Чарнко Д.В. Основы выбора технологического процесса механической обработки. М.: Машгиз, 1963. - 320 е.: ил.

72. Челищев Б.Е., Боброва И.В. и др. Автоматизированные системы технологической подготовки производства. — М.: Энергия, 1975. 137 е.: ил.

73. Человеческий фактор. В 6-ти тт. Т. 6. Эргономика в автоматизированных системах: Пер. с англ. / Вайсер М., Шнейдерман Б., Уиллиджис Р. и др.; Под общ. ред. Г. Салвенди. М.: Мир, 1992. - 522 е.: ил.

74. Шутко В., Бурлак С. Techcard V6.0 как неотъемлемое звено корпоративной среды автоматизации предприятия // САПР и графика. 2005 — №9.