eng
Выпуск #3/2023
Ю. П. Ракунов, В. В. Абрамов, А. Ю. Ракунов
Взаимодействие подсистем: первичной и синтезирования в системе многоуровневой базовой групповой технологии. Часть I
Взаимодействие подсистем: первичной и синтезирования в системе многоуровневой базовой групповой технологии. Часть I
Просмотры: 375
DOI: 10.22184/2499-9407.2023.32.3.58.65
Приведены научные принципы разработки и совершенствования построения первичной подсистемы и синтезирования многоуровневой базовой групповой технологии (МБГТ). Проведено развитие основных подсистем МБГТ. Дано описание методики параметрической оптимизации типажей унифицированного режущего инструмента (УРИ), спроектированных для групповой обработки и режимов оптимального резания конструкционных и труднообрабатываемых материалов на прецизионных токарных универсальных, станках с ЧПУ и автоматах продольного точения.
Приведены научные принципы разработки и совершенствования построения первичной подсистемы и синтезирования многоуровневой базовой групповой технологии (МБГТ). Проведено развитие основных подсистем МБГТ. Дано описание методики параметрической оптимизации типажей унифицированного режущего инструмента (УРИ), спроектированных для групповой обработки и режимов оптимального резания конструкционных и труднообрабатываемых материалов на прецизионных токарных универсальных, станках с ЧПУ и автоматах продольного точения.
Теги: methodology and criteria of parametric optimisation methodology of cutting modes assignment methods of tool durability improvement primary subsystem synthesis subsystem type of unified cutters методика и критерии параметрической оптимизации методика назначения режимов резания методы повышения стойкости инструмента первичная подсистема подсистема синтезирования типаж унифицированных резцов
Взаимодействие подсистем: первичной и синтезирования в системе многоуровневой базовой групповой технологии. Часть I
Ю. П. Ракунов, В. В. Абрамов, А. Ю. Ракунов
Приведены научные принципы разработки и совершенствования построения первичной подсистемы и синтезирования многоуровневой базовой групповой технологии (МБГТ). Проведено развитие основных подсистем МБГТ. Дано описание методики параметрической оптимизации типажей унифицированного режущего инструмента (УРИ), спроектированных для групповой обработки и режимов оптимального резания конструкционных и труднообрабатываемых материалов на прецизионных токарных универсальных, станках с ЧПУ и автоматах продольного точения.
Введение
Создание современных систем автоматизированного проектирования (САПР) единичных и групповых технологических процессов (ГТП) на основе конструктивно-технологических параметров предмета производства (в частности, детали) является одной из наиболее актуальных и нерешенных пока проблем автоматизации проектирования. Главной причиной этого является отсутствие общего решения проблемы синтеза структур объектов проектирования инвариантного их классу [1–4]. Эти трудности усугубляются при обработке труднообрабатываемых материалов (ТОМ).
Основное содержание и результаты работы
В исследованиях [1–5] убедительно показано, что сложность автоматизации проектирования (синтеза) структуры ТП объясняется большой совокупностью правил проектирования, слабой их формализацией, динамичностью схем их применения, которые определяются конкретными производственными условиями.
Современные системы проектирования технологий характеризуются применением эвристических алгоритмов формирования структур, строго ориентированных на ограниченное число производственных ситуаций, поэтому системы плохо тиражируемы и не адаптивны. Решения, формируемые системой, часто требуют глубокой корректировки.
При проектировании структуры ТП требуется ввести большой объем необходимых исходных данных об изделии и производственной среде. Для корректировки решений, облегчения процесса кодирования и ввода исходных данных об изделии применяют диалог пользователя с системой. Однако даже диалог не позволяет повысить эффективность проектирования структуры ТП, если алгоритмы не были рассчитаны на конкретную производственную ситуацию. Оперативно изменить или дополнить алгоритмическое и программное обеспечение не представляется возможным.
Процесс варьирования параметров (параметрической настройки) значительно более формализован и менее зависим от производственной ситуации, поэтому в последнее время появилось много систем, в которых автоматически (или автоматизированно) выполняется параметрическая настройка, структура ТП формируется вручную, а информация о ней вводится в систему как исходные данные. Такие системы легко адаптируются к производственным условиям, требуют введения относительно небольшого объема исходных данных и легко воспринимаются специалистами при их внедрении. Однако, эффективность решений в таких системах определяется квалификацией технолога, отсутствует возможность оптимизировать структуру объекта проектирования, особенно при финишной обработке ТОМ [1–6].
За последние 15–20 лет состояние автоматизации синтеза структур ТП изменилось мало. Проблема автоматизированного синтеза единичных и групповых ТП остается важнейшей и наиболее актуальной задачей САПР ТП [1–6].
В наиболее часто встречающихся оценках состояния автоматизированного синтеза ТП указывается, что при его реализации маршрутная и операционная технологии должны создаваться на основе общих закономерностей проектирования или эвристик, справедливых для ограниченного класса деталей и определенных видов и типов производств. Утверждается, что сформировать закономерности проектирования и критерии ТП, с помощью которых можно было бы разрабатывать весь процесс изготовления деталей, на сегодняшний день не представляется возможным. Теория синтеза структур технологических объектов, несмотря на усилия многих исследователей, до сих пор была разработана недостаточно [1–7].
Структура САПР ТП и состав ее подсистем (прежде всего проектирующих) определяются реализуемой в ней методологией проектирования. Существуют две основные методологии проектирования ТП изготовления изделий машиностроения:
проектирование на базе использования ТП-аналогов;
синтез единичных ТП на основе конструктивно-технологических характеристик изготавливаемых изделий.
Процессами-аналогами называют типовые и групповые ТП (ГТП). Единичный ТП можно проектировать на основе процессов-аналогов. В этом случае его структура и содержание технологических деталеопераций (ДО) в значительной мере определяются структурой процесса-аналога [1–5].
При использовании метода синтеза ключевым вопросом построения САПР ГТП является вопрос о том, как в данной системе осуществляется синтез структуры объектов проектирования: рабочих ходов (проходов), переходов ТП, технологических групповых деталеопераций (установов) [1–7].
Существуют принципиально различные подходы к построению САПР ТП. Известны несколько классификаций методов проектирования ТП, положенных в основу создания соответствующих систем [1–5].
Автор работы [3] разделяет методы проектирования ТП на три большие группы:
К первым двум группам автор относит методы:
Третья группа включает методы синтеза на основе как типовых, так и оригинальных проектных решений. Априори неверно считается, что параметрическая настройка целесообразна только при использовании процессов-аналогов.
В работе [4] по сложности задач синтеза методы разделены на пять уровней:
Предложенная классификация, к сожалению, не подкреплена рекомендациями по процедурной реализации каждой из групп методов.
Профессор С. П. Митрофанов [5] методы проектирования разделяет на два класса: адресации и синтеза. Метод адресации имеет три модификации, основанные на заимствовании ТП:
Совокупность процедур анализа, оценки результатов и модификации (изменения) параметров называют параметрическим синтезом. Если параметрический синтез не принес желаемых результатов и качество полученного проектного решения не соответствует техническому заданию (ТЗ), то изменяют структуру объекта решения, вплоть до синтеза новой. Если не удается получить приемлемое проектное решение, то возможна корректировка ТЗ, так как показатели объекта проектирования, предписанные прежним ТЗ, невозможно обеспечить. Эта ситуация возникает, если возможности САПР ГТП недостаточны для качественного проектирования [5, 6–12].
В настоящее время САПР групповой технологии механической обработки действует на основе типовых технологических процессов-аналогов, что вполне оправдано только при наличии достаточно представительных групп деталей, объединенных конструктивной и технологической общностью. Однако сейчас такой подход уже представляется рутинным, поскольку не позволяет разрабатывать оптимальные ТП, адаптированные к характеру конкретного производства с учетом его серийности и оснащенности новыми моделями инструмента, оснастки и оборудования.
При разработке технологии производства новых видов изделий в условиях отсутствия типовых ТП, эффективным методом оптимального решения задачи является метод синтеза, то есть интегрирования по определенным правилам ГТП более высоких уровней из их составляющих: переходов из проходов (рабочих ходов), установов и позиций из переходов, этапов из установов, маршрутов из этапов [5–7, 10–12, 18, 19].
Для реализации информационного проблемно-ориентированного подхода разработана структура документов базовой групповой технологии (БГТ) в виде таблиц-матриц (Т-М), что позволяет формализовать процесс синтеза уровней ГТП: автоматизированного выбора позиционных (ПИН) и групповых инструментальных наладок (ГИН), условий ведения проходов, переходов, позиций и установов [6, 7, 10–14].
Рабочие Т-М первичной подсистемы по горизонтали начинаются с характеристик технологических видов поверхностей: их геометрической формы, взаимного положения и сопряжения. Путем добавления соотношений параметров поверхностей и технологических признаков группового метода обработки получаем характеристику типов, определяющих номенклатуру поверхностей, формирование которых возможно данным методом. Дальнейшее дополнение Т-М информацией о диапазонах геометрических параметров и физических свойств, а также точности их выполнения на уровне отдельных проходов и их состава, то есть переходов, дает полную характеристику типоразмеров (ТР) рабочих обрабатываемых поверхностей деталей в группе (табл. 1).
Первичная подсистема БГТ
Первичная подсистема БГТ представлена на примере прецизионного точения и предусматривает по входным данным о виде и типе поверхностей вращения, их взаимном положении и сопряжении, размерах и требуемых качественных свойствах (см. табл. 1) получение следующей выходной информации:
Проход (рабочий ход) – «одноразовое неразрывное (технологически и хронологически) взаимодействие зоны формирования свойств (n > 1 точек или линий) с определенными условиями формирования сочетаний элементарных свойств (физических и геометрических) единой поверхности» – является первичным уровнем в структуре ТП.
Алгоритм синтезирования переходов
Алгоритм синтезирования переходов по Т-М состоит из следующих действий:
определение номенклатуры проходов по каждой поверхности в их обратной последовательности, то есть от конечного (финишного) прохода до начального с учетом технологической наследственности [7, 11–18]. Таким образом устанавливается полная номенклатура проходов при выполнении перехода в групповом ТР установа, на детале-операционном эскизе которого указаны все обрабатываемые при этом поверхности;
установление хронологически неразрывной последовательности проходов по поверхностям контуров обработки, которые обходит каждая модель УРИ; при этом состав (номенклатура и последовательность) проходов образует переход.
Переход – номенклатура и последовательность (состав) проходов, выполняемых одной моделью ПИН при неизменной позиции (степенях свободы) заготовки относительно векторов УРИ в координатах оборудования.
Позиция – часть установа (деталеоперации), выполняемая в фиксированном положении, занимаемом неизменно закрепленной сборочной единицей совместно с приспособлением, относительно инструмента в координатах оборудования.
Установ (деталеоперация) – часть технологического этапа, выполняемая при постоянном базировании и закреплении предмета труда (заготовки или сборочной единицы) на модели налаженного оборудования.
Модель налаженного оборудования должна иметь три наладки:
установочную – модель приспособления для базирования и закрепления заготовки;
инструментальную – с указанием моделей ПИН в индивидуальной или групповой деталеоперационной ИН, для каждой ПИН назначают режимы оптимального резания;
программную – управляющую программу с указанием траекторий и режимов рабочих перемещений всех моделей инструмента в ИН.
ЛИТЕРАТУРА
Цырков А. В. Методология проектирования в мультиплексной информационной среде. М.: ВИМИ, 1998. 281 с.
Гаврилова Т. А. , Хорошевский В. Ф. . Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2001. 384 с.
Кондаков А. И. САПР технологических процессов: учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Академия, 2007. 272 с.
Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во MГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.
Технология и организация группового машиностроительного производства: в 2‑х ч. Ч. 1 Основы технологической подготовки группового производства // Митрофанов С. П., Братухин А. Г., Сироткин О. С. и др. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.
Ракунов Ю. П. Разработка системы многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 1. С. 40–46.
Ракунов Ю. П. Первичная подсистема многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 3. С. 23–31.
Патент РФ № 2170160. Резец / Ракунов Ю. П., Калмыков В. И., Хрульков В. А.. Петровская Т. М., Золотова Н. А., Борисенко Н. Н. Опубл. 2000, Бюл. № 19.
Патент РФ № 2226453. Многократно перетачиваемый резец / Ракунов Ю. П., Хрульков В. А., Золотова Н. А., Тихонов Н. А. Опубл. 2004, Бюл. № 10.
Ракунов Ю. П., Золотова Н. А. Методология построения подсистемы синтеза многоуровневой базовой технологии в групповом производстве: Сб. материалов науч.-практ. конф. «Технологическое обеспечение качества машин и приборов». Пенза, 2004.
Ракунов Ю. П. Подсистема синтеза многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 10. С. 36–46.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В. Разработка САПР оптимальных групповых процессов токарной обработки на станках с ЧПУ // Справочник, Инженерный журнал, приложение. 2015. № 7. С. 1–29.
Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976, 278 с.
Ракунов Ю. П. Управление качеством токарной обработки высокоточных деталей машин // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2013. № 2. С. 36–48.
Справочник технолога // Под ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2019. 678 с.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В. Сравнение методов оптимизации режимов резания при механической обработке деталей машин // Механизация строительства. 2015. № 11. С. 22–26.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Роль скорости резания и радиуса округления режущего клина в эффективности тонкой механической обработки труднообрабатываемых материалов // Станкоинструмент. 2020. № 1, 2. С. 66–72.
Васильев А. С., Дальский А. М. , Золотаревский Ю. М. и др. Направленное формирование свойств изделий машиностроения. М.: Машиностроение, 2005.
Цырков А.В., Торпачев А. В. Моделирование технологических операций // Информационные технологии. 1998. № 3. С. 69–72.
Торпачев А. В. Алгоритмический подход к формированию технологических баз данных // Ракетно-космические комплексы. М.: МАТИ-КБТМ, 2007. Вып. 1. С. 25–31.
Торпачев А. В. Применение восходящего метода проектирования технологических процессов механической обработки деталей аэрокосмической техники // Технология машиностроения. 2011. № 1. С. 12–16.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Критерии обрабатываемости труднообрабатываемых материалов, оптимизация инструмента и режимов резания в прецизионном групповом производстве // Станкоинструмент. 2021. № 4. С. 62–72.
Machining: fundamentals and recent advances / Ed. J. Paulo Davim. Springer, 2008. 361 p.
Klocke F. Manufacturing Processes. Cutting. Springer, 2011. 500 p.
Лелюхин В. Е., Колесникова О. В. Метод формального проектирования технологии обработки на станках деталей судовых машин // Морские интеллектуальные технологии. 2021. Т. 3–4. С. 39–46.
Авторы
Ракунов Юрий Павлович – кандидат технических наук, доцент Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Абрамов Валерий Васильевич – доктор технических наук, профессор Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Ракунов Александр Юрьевич – инженер Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Ю. П. Ракунов, В. В. Абрамов, А. Ю. Ракунов
Приведены научные принципы разработки и совершенствования построения первичной подсистемы и синтезирования многоуровневой базовой групповой технологии (МБГТ). Проведено развитие основных подсистем МБГТ. Дано описание методики параметрической оптимизации типажей унифицированного режущего инструмента (УРИ), спроектированных для групповой обработки и режимов оптимального резания конструкционных и труднообрабатываемых материалов на прецизионных токарных универсальных, станках с ЧПУ и автоматах продольного точения.
Введение
Создание современных систем автоматизированного проектирования (САПР) единичных и групповых технологических процессов (ГТП) на основе конструктивно-технологических параметров предмета производства (в частности, детали) является одной из наиболее актуальных и нерешенных пока проблем автоматизации проектирования. Главной причиной этого является отсутствие общего решения проблемы синтеза структур объектов проектирования инвариантного их классу [1–4]. Эти трудности усугубляются при обработке труднообрабатываемых материалов (ТОМ).
Основное содержание и результаты работы
В исследованиях [1–5] убедительно показано, что сложность автоматизации проектирования (синтеза) структуры ТП объясняется большой совокупностью правил проектирования, слабой их формализацией, динамичностью схем их применения, которые определяются конкретными производственными условиями.
Современные системы проектирования технологий характеризуются применением эвристических алгоритмов формирования структур, строго ориентированных на ограниченное число производственных ситуаций, поэтому системы плохо тиражируемы и не адаптивны. Решения, формируемые системой, часто требуют глубокой корректировки.
При проектировании структуры ТП требуется ввести большой объем необходимых исходных данных об изделии и производственной среде. Для корректировки решений, облегчения процесса кодирования и ввода исходных данных об изделии применяют диалог пользователя с системой. Однако даже диалог не позволяет повысить эффективность проектирования структуры ТП, если алгоритмы не были рассчитаны на конкретную производственную ситуацию. Оперативно изменить или дополнить алгоритмическое и программное обеспечение не представляется возможным.
Процесс варьирования параметров (параметрической настройки) значительно более формализован и менее зависим от производственной ситуации, поэтому в последнее время появилось много систем, в которых автоматически (или автоматизированно) выполняется параметрическая настройка, структура ТП формируется вручную, а информация о ней вводится в систему как исходные данные. Такие системы легко адаптируются к производственным условиям, требуют введения относительно небольшого объема исходных данных и легко воспринимаются специалистами при их внедрении. Однако, эффективность решений в таких системах определяется квалификацией технолога, отсутствует возможность оптимизировать структуру объекта проектирования, особенно при финишной обработке ТОМ [1–6].
За последние 15–20 лет состояние автоматизации синтеза структур ТП изменилось мало. Проблема автоматизированного синтеза единичных и групповых ТП остается важнейшей и наиболее актуальной задачей САПР ТП [1–6].
В наиболее часто встречающихся оценках состояния автоматизированного синтеза ТП указывается, что при его реализации маршрутная и операционная технологии должны создаваться на основе общих закономерностей проектирования или эвристик, справедливых для ограниченного класса деталей и определенных видов и типов производств. Утверждается, что сформировать закономерности проектирования и критерии ТП, с помощью которых можно было бы разрабатывать весь процесс изготовления деталей, на сегодняшний день не представляется возможным. Теория синтеза структур технологических объектов, несмотря на усилия многих исследователей, до сих пор была разработана недостаточно [1–7].
Структура САПР ТП и состав ее подсистем (прежде всего проектирующих) определяются реализуемой в ней методологией проектирования. Существуют две основные методологии проектирования ТП изготовления изделий машиностроения:
проектирование на базе использования ТП-аналогов;
синтез единичных ТП на основе конструктивно-технологических характеристик изготавливаемых изделий.
Процессами-аналогами называют типовые и групповые ТП (ГТП). Единичный ТП можно проектировать на основе процессов-аналогов. В этом случае его структура и содержание технологических деталеопераций (ДО) в значительной мере определяются структурой процесса-аналога [1–5].
При использовании метода синтеза ключевым вопросом построения САПР ГТП является вопрос о том, как в данной системе осуществляется синтез структуры объектов проектирования: рабочих ходов (проходов), переходов ТП, технологических групповых деталеопераций (установов) [1–7].
Существуют принципиально различные подходы к построению САПР ТП. Известны несколько классификаций методов проектирования ТП, положенных в основу создания соответствующих систем [1–5].
Автор работы [3] разделяет методы проектирования ТП на три большие группы:
- алгоритмический анализ типовых и групповых процессов;
- преобразование процессов-аналогов;
- многоуровневый итерационный метод.
К первым двум группам автор относит методы:
- параметрической настройки (изменения параметров в нужном направлении) ТП;
- исключения и добавления структурных элементов ТП;
- комбинированный способ преобразования ТП.
Третья группа включает методы синтеза на основе как типовых, так и оригинальных проектных решений. Априори неверно считается, что параметрическая настройка целесообразна только при использовании процессов-аналогов.
В работе [4] по сложности задач синтеза методы разделены на пять уровней:
- задачи, в которых структура ТП задается (т. е. собственно синтез отсутствует);
- перебор вариантов структуры, для выполнения которого задают полный перечень вариантов;
- выбор эффективного варианта из большого, но конечного их множества методами исследования операций;
- выбор эффективного варианта из бесконечного множества (для сужения области поиска решения применяют эвристические правила отбора, режим диалога);
- задачи, которые решаются на уровне открытий и изобретений.
Предложенная классификация, к сожалению, не подкреплена рекомендациями по процедурной реализации каждой из групп методов.
Профессор С. П. Митрофанов [5] методы проектирования разделяет на два класса: адресации и синтеза. Метод адресации имеет три модификации, основанные на заимствовании ТП:
- без изменения структуры аналога и параметрической настройки;
- без изменения структуры аналога, но с параметрической настройкой (расчет режимов резания, норм времени, постановка размерных характеристик, имен РИ и т. п.);
- с изменением элементов, их связей и с параметрической настройкой.
Совокупность процедур анализа, оценки результатов и модификации (изменения) параметров называют параметрическим синтезом. Если параметрический синтез не принес желаемых результатов и качество полученного проектного решения не соответствует техническому заданию (ТЗ), то изменяют структуру объекта решения, вплоть до синтеза новой. Если не удается получить приемлемое проектное решение, то возможна корректировка ТЗ, так как показатели объекта проектирования, предписанные прежним ТЗ, невозможно обеспечить. Эта ситуация возникает, если возможности САПР ГТП недостаточны для качественного проектирования [5, 6–12].
В настоящее время САПР групповой технологии механической обработки действует на основе типовых технологических процессов-аналогов, что вполне оправдано только при наличии достаточно представительных групп деталей, объединенных конструктивной и технологической общностью. Однако сейчас такой подход уже представляется рутинным, поскольку не позволяет разрабатывать оптимальные ТП, адаптированные к характеру конкретного производства с учетом его серийности и оснащенности новыми моделями инструмента, оснастки и оборудования.
При разработке технологии производства новых видов изделий в условиях отсутствия типовых ТП, эффективным методом оптимального решения задачи является метод синтеза, то есть интегрирования по определенным правилам ГТП более высоких уровней из их составляющих: переходов из проходов (рабочих ходов), установов и позиций из переходов, этапов из установов, маршрутов из этапов [5–7, 10–12, 18, 19].
Для реализации информационного проблемно-ориентированного подхода разработана структура документов базовой групповой технологии (БГТ) в виде таблиц-матриц (Т-М), что позволяет формализовать процесс синтеза уровней ГТП: автоматизированного выбора позиционных (ПИН) и групповых инструментальных наладок (ГИН), условий ведения проходов, переходов, позиций и установов [6, 7, 10–14].
Рабочие Т-М первичной подсистемы по горизонтали начинаются с характеристик технологических видов поверхностей: их геометрической формы, взаимного положения и сопряжения. Путем добавления соотношений параметров поверхностей и технологических признаков группового метода обработки получаем характеристику типов, определяющих номенклатуру поверхностей, формирование которых возможно данным методом. Дальнейшее дополнение Т-М информацией о диапазонах геометрических параметров и физических свойств, а также точности их выполнения на уровне отдельных проходов и их состава, то есть переходов, дает полную характеристику типоразмеров (ТР) рабочих обрабатываемых поверхностей деталей в группе (табл. 1).
Первичная подсистема БГТ
Первичная подсистема БГТ представлена на примере прецизионного точения и предусматривает по входным данным о виде и типе поверхностей вращения, их взаимном положении и сопряжении, размерах и требуемых качественных свойствах (см. табл. 1) получение следующей выходной информации:
- тип и ТР унифицированного режущего инструмента (УРИ) (рис. 1) [6–12];
- материал и геометрия активной части УРИ (табл. 2 [14]);
- модель РИ и параметры ПИН для выбранного ТР станка (см. блок-схему 1) (см. Часть 2);
- режимы проходов: глубина, подача, скорость резания, СОЖ (табл. 2) (см. Часть 2);
- необходимое исходное состояние поверхности по каждому проходу [6, 7, 11, 14];
- номенклатура и последовательность проходов, то есть состав перехода [7, 11, 14];
- прогнозируемый ресурс ПИН, инструментоемкость, материалоемкость и другие технико-экономические показатели каждого перехода [13–18].
Проход (рабочий ход) – «одноразовое неразрывное (технологически и хронологически) взаимодействие зоны формирования свойств (n > 1 точек или линий) с определенными условиями формирования сочетаний элементарных свойств (физических и геометрических) единой поверхности» – является первичным уровнем в структуре ТП.
Алгоритм синтезирования переходов
Алгоритм синтезирования переходов по Т-М состоит из следующих действий:
определение номенклатуры проходов по каждой поверхности в их обратной последовательности, то есть от конечного (финишного) прохода до начального с учетом технологической наследственности [7, 11–18]. Таким образом устанавливается полная номенклатура проходов при выполнении перехода в групповом ТР установа, на детале-операционном эскизе которого указаны все обрабатываемые при этом поверхности;
установление хронологически неразрывной последовательности проходов по поверхностям контуров обработки, которые обходит каждая модель УРИ; при этом состав (номенклатура и последовательность) проходов образует переход.
Переход – номенклатура и последовательность (состав) проходов, выполняемых одной моделью ПИН при неизменной позиции (степенях свободы) заготовки относительно векторов УРИ в координатах оборудования.
Позиция – часть установа (деталеоперации), выполняемая в фиксированном положении, занимаемом неизменно закрепленной сборочной единицей совместно с приспособлением, относительно инструмента в координатах оборудования.
Установ (деталеоперация) – часть технологического этапа, выполняемая при постоянном базировании и закреплении предмета труда (заготовки или сборочной единицы) на модели налаженного оборудования.
Модель налаженного оборудования должна иметь три наладки:
установочную – модель приспособления для базирования и закрепления заготовки;
инструментальную – с указанием моделей ПИН в индивидуальной или групповой деталеоперационной ИН, для каждой ПИН назначают режимы оптимального резания;
программную – управляющую программу с указанием траекторий и режимов рабочих перемещений всех моделей инструмента в ИН.
ЛИТЕРАТУРА
Цырков А. В. Методология проектирования в мультиплексной информационной среде. М.: ВИМИ, 1998. 281 с.
Гаврилова Т. А. , Хорошевский В. Ф. . Базы знаний интеллектуальных систем. СПб: Питер, 2001. 384 с.
Кондаков А. И. САПР технологических процессов: учебник для студентов высших учебных заведений. М.: Академия, 2007. 272 с.
Норенков И. П. Основы автоматизированного проектирования. М.: Изд-во MГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.
Технология и организация группового машиностроительного производства: в 2‑х ч. Ч. 1 Основы технологической подготовки группового производства // Митрофанов С. П., Братухин А. Г., Сироткин О. С. и др. М.: Машиностроение, 1992. 480 с.
Ракунов Ю. П. Разработка системы многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 1. С. 40–46.
Ракунов Ю. П. Первичная подсистема многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 3. С. 23–31.
Патент РФ № 2170160. Резец / Ракунов Ю. П., Калмыков В. И., Хрульков В. А.. Петровская Т. М., Золотова Н. А., Борисенко Н. Н. Опубл. 2000, Бюл. № 19.
Патент РФ № 2226453. Многократно перетачиваемый резец / Ракунов Ю. П., Хрульков В. А., Золотова Н. А., Тихонов Н. А. Опубл. 2004, Бюл. № 10.
Ракунов Ю. П., Золотова Н. А. Методология построения подсистемы синтеза многоуровневой базовой технологии в групповом производстве: Сб. материалов науч.-практ. конф. «Технологическое обеспечение качества машин и приборов». Пенза, 2004.
Ракунов Ю. П. Подсистема синтеза многоуровневой базовой технологии // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2012. № 10. С. 36–46.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В. Разработка САПР оптимальных групповых процессов токарной обработки на станках с ЧПУ // Справочник, Инженерный журнал, приложение. 2015. № 7. С. 1–29.
Макаров А. Д. Оптимизация процессов резания. М.: Машиностроение, 1976, 278 с.
Ракунов Ю. П. Управление качеством токарной обработки высокоточных деталей машин // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2013. № 2. С. 36–48.
Справочник технолога // Под ред. А. Г. Суслова. М.: Машиностроение, 2019. 678 с.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В. Сравнение методов оптимизации режимов резания при механической обработке деталей машин // Механизация строительства. 2015. № 11. С. 22–26.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Роль скорости резания и радиуса округления режущего клина в эффективности тонкой механической обработки труднообрабатываемых материалов // Станкоинструмент. 2020. № 1, 2. С. 66–72.
Васильев А. С., Дальский А. М. , Золотаревский Ю. М. и др. Направленное формирование свойств изделий машиностроения. М.: Машиностроение, 2005.
Цырков А.В., Торпачев А. В. Моделирование технологических операций // Информационные технологии. 1998. № 3. С. 69–72.
Торпачев А. В. Алгоритмический подход к формированию технологических баз данных // Ракетно-космические комплексы. М.: МАТИ-КБТМ, 2007. Вып. 1. С. 25–31.
Торпачев А. В. Применение восходящего метода проектирования технологических процессов механической обработки деталей аэрокосмической техники // Технология машиностроения. 2011. № 1. С. 12–16.
Ракунов Ю. П., Абрамов В. В., Ракунов А. Ю. Критерии обрабатываемости труднообрабатываемых материалов, оптимизация инструмента и режимов резания в прецизионном групповом производстве // Станкоинструмент. 2021. № 4. С. 62–72.
Machining: fundamentals and recent advances / Ed. J. Paulo Davim. Springer, 2008. 361 p.
Klocke F. Manufacturing Processes. Cutting. Springer, 2011. 500 p.
Лелюхин В. Е., Колесникова О. В. Метод формального проектирования технологии обработки на станках деталей судовых машин // Морские интеллектуальные технологии. 2021. Т. 3–4. С. 39–46.
Авторы
Ракунов Юрий Павлович – кандидат технических наук, доцент Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Абрамов Валерий Васильевич – доктор технических наук, профессор Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Ракунов Александр Юрьевич – инженер Национального исследовательского Московского государственного строительного университета
Отзывы читателей
