автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.06, диссертация на тему:Повышение эффективности агрегатных станков среднего размера при выборе структуры и управлении проектными параметрами процесса резания

ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ

На правах рукописи

Пермяков Олександр Анатолійович ,

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ АГРЕГАТНИХ ВЕРСТАТІВ СЕРЕДНЬОГО РОЗІПРУ ПРИ ВИБОРІ СТРУКТУРИ ТА-УПРАВЛІННІ' ПРОЕКТНИМИ

- ' . ПАРАМЕТРАМИ ПРОЦЕСУ РІЗАННЯ . '

Спеціальності 05.02.06 -Автомати в машинобудуванні.

. 05.02,08 - Технологія машинобудування-

Автореферат дисертації-на-здобуття наукового ступеня ' кандидата технічних наук .

' . '■"2 - ’ Дисертація є рукопис.

‘ Робота викопана на кафедрі "Технологія машинобудування та .металорізальні верстати" Харківського політехнічного Інститути.

Науковий керівник, : доктор технічних наук, професор .

Тимофієв Юрій Вікторович

Офіційні опоненти .: доктор технічних наук, професор

. Александров Евген Евгнович -

' кандидат технічних наук .

Добровольський Віталій Леонідович

Провідна організація Харківський завод агрегатних псрстатіс.

Захист відбудеться " {О." Й/УІйК-й іНЬ4 р. о УИ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 02.09.01 Харківського політехнічного інституту за адресою:.,

. 310002, ,м.Харків, вул.Фрунзе, 21

3 дисертацією йогна ознайомитися в'бібліотеці Харківського політехнічного інституту.

Автореферат розісланий " 1994 р.

Вчений секретар '

спеціалізованої вченої ради

изшши М.Д.

■ ■ - 3 - .

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

’ Актуальність проблеми дослідження. Найбільш ефективним засобом автоматизації технологічних процесів в касовому та круп-носерійному виробництві є автоматичні лінії (АЛ) 1 агрегатні верстати (АВ). Це устаткування продуктивніше ніа універсальне, стабільно забезпечує необхідну якість продукції при мінімальній собівартості обробки.• Оскільки дане дороге устаткування звичайно встроиеться в уже діюче виробництво, то гостро ставиться завдання забезпечення найбільшої його ефективності по мотивам конкуренто-здатності. Рішення цього завдання ускладнюється відсутністю етапу виготовлення дослідного зразка. При цьому та особливість проектування спеціальних агрегатних верстатів, що вони створюються оди ницями для обробки складних по геометрії деталей великої номенклатури, припускає варіантність конструкторсько-технологічних рішень, цо приймаються на ранніх етапах проектування в- умовах відсутності апарату їх порівняння. Вимога скорочення термінів проектування унікального устаткування при одночасному підвищенні якості проектів потребує переходу від традиційного "ручного" проектування до автоматизованого. - ' •

Зазначені .обставини висувають завдання формалізації ранніх етапів проектування АВ і утворення програмних комплексів автоматизованого проектування. . ‘ -

Мета роботи. Підвищення ефективності проектних .рішень на ранніх етапах проектування агрегатних верстатів середнього розміру за рахунок вибору оптимальної структури та параметрів процесу обробки різанням. ■ ' ■

Загальна методика дослідження. Дослідження виконані на основі системного.аналізу технологічних особливостей АВ середнього розміру 1 практики проіктування цього устаткування з використанням основних полоаень технології машинобудування, елементів теорії множин, теорії графів та математичної логіки. В ході дослідження були систематизовані експертні знання по деяким проектним процедурам, обрано • заснований на принципах нових інформаційних технологій засіб їх уявлення та використання в рамках СППР. . . .

Наукова новизна дисертації- полягає в тому, що в ній пперие розроблено загальні принципи управління проектними параметрами . і вибору структури процесу обробки.' різанням на АВ середнього

. - 4 - '

розміру, які базувтьсз на: •

- висунутону і теоретично обгрунтованому полоиенні про не-

обхідність та моїливість управління параметрами процесу обробки на ранніх етапах проектування: ■ . -

- математичній моделі вибору реіимів обробки, що дозволяє на

етапі синтезу технологічної,компоновки отримувати найбільш ефективні конструкторсько-технологічні рішення; • . ■

- математичній моделі управління проектними параметрами про-т

цесу різання на ранніх етапах проектування. ■ .

Автор захищає слідуючі теоретичні та прикладні результати роботи: . ' ■

- методику визначення проектних параметрів процесу різання 1

вибору ефективного варіанту плану обробки деталі на АВ середнього розміру; . ‘ .

- математичну модель управління проектними параметрами процесу різання на ранніх етапах проектування АВ;

- комплекс алгоритмічного та Інформаційного забезпечення підсистеми САПР Інструментальних наладок СІН) АВ. .

' Практична цінність роботи. ' ■ ...

1. Розроблено методику вибору параметрів процесу різання, яка максимально враховує особливості обробки на АВ середнього розміру 1 орієнтована на автоматизоване проектування.

2. Розроблено 'алгоритм спрямованого вибору параметрів про-,

цесу різання, забезпечуючих найбільшу ефективність обраного варіанту структури Технологічної компоновки (ТК) АВ, що проектується. ' .

3. По запропонованій методиці призначення проектних пара-

метрів процесу різання розроблено блок інформаційного та алгоритмічного забезпечення САПР ІН АВ. • • ■ .

Реалізація результатів роботи. '

1. Теоретичні та методичні .результати роботи були вико-

ристані при розробці САПР інструментальних наладок АВ, що експлуатується в'СКБ АВ (м.Харків). .

2. По результатам роботи розроблено пакет прикладних програм розрахунку ревимів різання технологічних переходів на АВ-середнього розміру, ще використовуються в навчальному процесі на кафедрі "Технологія машинобудування та металорізальні верстати" Харківського політехнічного університету при навчанні студентів спеціальностей 1201 I 1202 по курсу "Технологія автоматизованого

. ' ■ - 5 - . ' . .

механоскладального виробництвата "СЙПР технологічної підготовки виробництва". ■ ^

■ Лпрсбаціл роботи. Основніполоаення та результати дисертаційної роботи доповідались, обговорювались та були схвалені на науково-технічних конференціях професорсько-викладацького складу ХПІв 1983-1993 p.p.; на XXXI студенській І1ТК, «.Кишинів, 198? p.; на міжреспубліканській НТК "Проблеми автоматизації технологічних процесів в. машинобудуванні"’, а.Волгоград,- зовтень 1389 p.; на >іі?вуз1вс'ь;:ій НТК "Автоматизація технологічної підготовки виробництва о уаикнобудуванні та приладобудуванні", я.йороізилов-град, 1989 p.; на республіканській науково-практичній конференції "СЙПР технологічної та конструкторської підготовки виробництва в машинобудуванні", у.Харків, 1990 p.; . на науково-технічному семінарі "Автоматизація технологічної підготовки механообробнії на верстатах з ЧПУ", а,Ленінград, 1990 p.; на республіканській конференції "Типові механізми та технологічна оснастка верстатів-г-в-томатів, г єре тат і в з ЧПУ і ГВС", м.Київ, 1991 p.; на семінарі "Якість 1 ефективність технологічних • систем механообробки", іі.'Крзиаторськ, травень 1991 р.; . на науково-технічному семінарі, а.Ленінград, 1991 p.; на НТК "ПідвицснПя-ефективності і якості

иеханпобробногц виробництва", а.Євпаторія, травень 1993 p.; на міжнародній ІІТК "Конп’птзр: наука, техніка, технологія, здоров’я", и.Харків, червень■ 1993 р. ' . .

Публікації. По темі' дисертації опубліковано 12 робіт.

• Структура та обсяг робдтн. Дисертація складається Із вступу,

п'яти розділів,-загальних зисмовків та рекоиендацій, списку літе1-ратури і І додатків. Обсяг дисертації складає 11І сторінок основного друкованого тексту, 39 млинків, Іі таблиць, L2S"найменувань дяерел І ...що використовувалися та додатка на ЗЗсторінках. Загальний обсяг роботи - Ш? сторінок. » ' •

' ОСНОВНИЙ ЗИЇСТ РОБОТИ ' -

■ Вступ цістиіь обгрунтурлшііі чкти'зльноеті роботи, спис' загального- напрямку 'дослідабиня .1 основні'дані про cVpyan'PU та;

обсяг робстн . ' ' ' - ' ' ' ' , '

• 9 ііервоиц'розділі розпишаться ьпсблз;г.( підеицеика гйокінв-ності. згрегатнн:! ворстаїїв- сярсдкьаго 'posalpy, ocod.v,шості ро';-

. - 6 -

робки технологічних компоновок цих верстатів , дається огляд

- Існуючих методик проектування агрегатованого металорізального устаткування.

АЕ є.високопродуктивним спеціальним чи спеціалізованим металорізальним устаткуванням, об’єктом функціонування якого є деталь. цо опрацьовується на ньому, чи комплект деталей. В АВ всі робочі рухи (головний та подачі) 1 допоміжні (підводи та відводи) виконують різальні інструменти (Рі). а деталі . що оброблюються, залишаються непорушними під час кояного одиничного циклу роботи РІ. При практуванні технологічних процесів обробки.на АВ використовуються будь-які засоби концентрації операцій, цо дозволяють забезпечити необхідну продуктивність з потрібної) якість: обробка

комбінованим інструментом отворів, осі яких співпадають; багй-тоипіндельна обробка одним силовим агрегатом поверхонь з паралельними осями; обробка деталі одночасно з кількох сторін кількома силовими агрегатами; багатопозиційна обробка з різноманітними варіантами транспортування деталі. АІЗ середнього розміру характеризуються перевищенням основного часу обробки над допоміжним. Та якщо допоміжний час в основному залетить від конструктивно-експлуатаційних параметрів силових агрегатів, пово-ротньо-ділильного столу, характеру завантайеннії/вивантаиення деталі, то основний час визначається структурою та параметрами процесу обробки. Зазначена обставина дозволяє вар’їруючи величиною основного часу обробки, шляхом вибору варіанту структури та параметрів процесу різання, виріиувати завдання пошуку найбільш ефективного варіанту обробки, цо забезпечує задану продуктивність і необхідну якість.

Велика .• оменклатура деталей, цо оброблюються на АВ. різноманітність їх геонетричних форм та підвішені в останній час вимоги до досягнення більи високих-якісних характеристик деталей, та більшої продуктивності, вимотають _ перегляду великої кількості варіантів в поиуках найбільв ефективного при проектуванні, технологічних компоновок ПІ’. Стосовно до А1), технологічна компоновка визначається як с/.сма розподілу і групування елементарних технологічних переходів Шіі), мооохідних для одержання сукупності елементарних поверхонь (Еіі) деталі. 'ГК АВ формується на ранніх етапах проектування (розробки технічного -завдання та технічної

• пропозиції). Проектування ТК є етапом, який вазко формалізується 1 виконується проектувальниками з числа найбільш .кваліфікованих

• . ■ . - ? - . . '

конструктор 1 з на основі перевірних розрахунків 'та аналогії- з раніше розробленими верстатами. Раціональна побудова ТК визначає 1 повинна безумовно забезпечувати ефективність дорогого устаткування, цо створіться . Однак, суб’єктивізм проектувальників та неможливість проведення варіантного проектуванні! внаслідок коротких термінів, виділених на проектні роботи, залишає відкритим питання про оптимальність проектних ріиень та ефективність верстату, еіо створсєтьса.

Ріиання завдань , пов’язаних з підвищенням ефективності АВ, цо створюється, базуються, на формалізації та моделшваї.'іі процесу проектування при иирокому використанні сучасних математичних засобів 1 досягнень у галузі технології хаиинобудування, теорії продуктивності, нових інформаційних технологій. обчислювальної техніки.

Питанням дослідження, моделювання, формалізації та автоматизації процесів проектування, аналізу та синтезу ТИ агрегатованого ««талерізального уст^ткузання присвячені р:Г'стч відомих вчених; Є.Є.Алексапдрова, А.ІІ. Владзієвського, fl.il, Волоценко, Л.І.Волч-кевнча, А.Н.Гільмана, В.ГЧГусзрева, й.І .Цащенко, Б. Н. Ігумнова, Л.Я. Ільїнсьного. Л.й.Лицинськогз, Г.І.Меламеда, Г..І .Темчіна, Ю.В.ТиііОфІева, Г.А.іЗаумяна таїн,, в яких розглядалися-питання структурно-компоновочної та параметричної ’оптнмізаціV наданого устаткування , яоделквання, формалізації'та автоматизації процесу проектування, вибору критеріїв оцінки ефективності, проектних рівень. Р.цаліз виконаних. ‘досліджень показав, ао найиеньие досл-1 даен 1 питання оцінки ефектнвності проектних рівень на ранніх етапах проектування АВ, ’технологічних рівень, цо виконуються в умовах невизначенності наданих прр наступну конструкторську реалізацію. ‘ ' ■

Для досягнення постазленої лети дослідження необхідно вирішити слідуючі завдання: ' • . •

- на основі аналізу особливостей проектування ТК ЯВ з використанням прпнципів.-нових інформаційнії)!'технологій формалізувати знання проблемної області, цо вивчається;

- на' основі аналізу особливостей обробки на АВ середнього

розміру розробити математичну модель вибору- ревимів" різання, чопа ранніх етапах проектування дозволяла б у подальшому знаходити найбільш ефективні «онструктсрсько-тсхнологічні рішення; .

- розробити математичну, модель-упраоління проектними пара-

■ , - 6 - ' ' метрами процесу різання на ранні* етапах проектування;

- втілити запропоновані математичні моделі* у вигляді комплексу алгоритмічного, інформаційного та програмного забезпечення підсистеми СйПР.ЙВ та здійснити перевірку ефективності даних моделей. '

У другому розділі розглядаються теоретичні основи управління параметрами процесу різання при проектуванні ТК ЙБ. .

При переході до автоматизованого проектування неможливість оцінки ефективності конкретного варіанту повинна оути подолана завдяки використанні) методики формування великої кількості варіантів та апарату їх порівняння. При цьому ефективність иоге бути, оцінена, як відносна величина порівняння варіантів, цо конкурують. ‘ •

Модель пошуку ефективного варіанту структури та параметрів процесу обробки організується як послідовність ітерацій по числу варіантів технологічного процесу обробки деталі, цо конкурують. Кояна ітерація містить в собі; . синтез варіанту структури, генерацію варіанту ревимів різання, перевірку цього варіанту по умовам обменень, що зв'язані з вимогами замовника по .застосування різального інструменту, вибір варіанту реииків різання' з найкра-щии показником ефективності Ге. Формальна постановка завдання пошуку ефективного варіанту проектних параметрів ТК ЙВ має вигляд:

. Ре -> орі, '

Й >. І4з,

де Ц, 11 з -.розрахункова та задана продуктивність ОБ.

■ Проектування ТК ЙВ моме бути спрямовано на досягнення однієї чи одночасно декількох цілей: мінімізацію технологічної собівар-

тості продукції; зникання енергомісткості процесу обробки; підви-. цення продуктивності АВ. Завдання підвищення якості продукції при проектуванні ЙВ не розглядається, тому це вони повинні забезпечувати необхідну якість обробки протягом всього терміну експлуатації з необхідною продуктивністю, а формування резерву якості спеціально для цього устаткування недоцільно. Свідченням ефективності унікального технологічного устаткування є насамперед забезпечення мінімально можливої собівартості виробів, що оброблюються неї ньому. Визначимо завдання пошуку ефективного раріанту як завдання пошуку найбільш економічного варіанту : '

Се -> юіп, ‘ ■

' . 0 і Оз. •

• -9 - '

При розробці цільової Функції'Сз оцінки проектних ріиень на ранніх етапах проектування у склад експлуатаційних, витрат необхідно зклачити тільки ті, цо зціпиться при зміні тихнологічно-го процесу обробки деталі на ПВ, та не залежать лід конструк-юрської реалізації, цо виконується на наступних етапах проектування : ' Се = f(С і н. Зо, Селі, .

де Сіп = f(-c) - вартість комплекту різального Інструменту, необхідного для виконання зиробничої програші; Зо.= f(t) - заробітна 'плата основних виробничих1 робітників (операторів); Сел = f(t) витрати на електроенергія; .з" - такт випуску, деталі, .Таким ‘чинок завдання мовна подати у вигляді; - •

«• Се =’ fir) зіп,

Q >, аз. .. ■ .

Аналіз цільової функції показав, по зниження такту-випуску деталі у деякому інтервалі веде до зниіення собівартості обробки

В середнього розміру характерна перевага долі

. основного часу обробки над дспочігния, завдання досягненню • найменш) f . собівартості обробки иогіє вирішуватися махои■

■ інтенсифікації процесу . обробки. При цьому.з ранках завдання почин у олтн-нальних параматрі в ' ре-чііиіз різання необхідно визначити ті параметри, варіювання якими дозволило б управляти значення'! цільової функції,

Ц третьому розділі розглядається математична модель визначення проектних параметрів процесу різання на АЗ середнього розміру, ‘ . . . .- • ' - ' ■

Методики розрахунку рекиців різання, які існують зараз 'та-використовуються на-практиці і Дозводяать з достатньої: міроіз точності визначити параметри'обробки для конкретного устаткування та умов обробки. У коаній иетодиці пропонується безліч "базопих"

("ал\і). Зрахозуачц той факт, цб для

! ! ^

і ^ ✓ < ■

-V—:~ І iD

. 1

І 1

Т3 т

Мал. 1 Залежність собізартості обробки бід такту випуску деталей (1,2,3 - варіанти структури).

-'10 - .

значень подач 1 швидкостей різання для різноманітних сполучень 'матеріалу; цо обробляється, 1 катеріалу.різальної частини інструмента, які.одержані на основі експериментальних чи статистичних досліджень, а також рекомендації по корегуванню цих значень для конкретних умов обробки, . «о відрізняються від умов, при яких одержані "базові" значення. Узагальнені поправочні коефіцієнти на подачу та швидкість різання, чо враховують відміну реальних умов обробки від нормативних, є функціями безлічі параметрів, по яких,

' у даній методиці допустимо корегування (жорсткість технологічної системи, матеріал Інструменту 1 т.1;). Одеряання функціональної залежності, ко враховує вплив всіх параметрів, ускладнено, току узагальнений поправочний коефіцієнт для спрощення уявляється культиплікативною Функцією множини часткових поправочних коефіцієнтів, а коїний частковий поправочний коефіцієнт - функцією одного параметру, ио описується звичайно в табличному вигляді. Існуючі методики орієнтовані на традиційне проектування, ' коли проектувальник при виборі значень часткових поправочних коефіцієнтів коеє передбачити їх взаємовплив при .конкретних умовах обробки. ’ '

. Аналіз особливостей обробки на агрегатних верстатах середнього розміру показав, що число параметрів, які враховуються в разглянутих методиках, недостатньо для адекватного відбиття реальних умов обробки та повинно бути збількено. Аналіз встановленнях шістнадцяти факторів показав, ко для даної сукупності можливе зздання відносин для деяких пар параметрів. 0тг;е, параметри не є иезалекними, 1 визначення узагальненого поправочного коефіцієнту переиноїеннкм часткових коефіцієнтів не прийнятно для даного випадку. • ■

Узагальнений поправний коефіцієнт.уявляється мультиплікатив-ною оункцісв 1 Інтегрованих поправних коефіцієнтів ; "

І. і ■

. К2(Х) -- П К£І. КчСХ) = П Киї. X = (XI......... Х16),

1 = 1 ' Ь1

а г.окен Інтегровані;* попраьккй коефіцієнт - функцією п залевних параметрів :

' Каї = , Хи), Киї = Н..., Х;з ), п = 1,...-, НІ, ХпеХ.

У вигляді нормального апарату подання Інтегрованого поправного-коефіцієнту можуть бути використані різноманітні математичні мо- . Делі (табличні, .алгоритмічні 1 т.і.), однак, найбільи ефективне

' - 11. -

застосування апарати модифікованих таблиць рішень (МТР)* цо дозволяє представити табличні, алгоритмічні моделі,- складні аналітичні та логічні вислови у вигляді єдиної конструкції/

Спосіб вибору рочимі» різання, шо пропонується, найбільш повно враховує особливості обробки на ЛВ середнього розміру та орієнтований на автоматизоване проектування, підвищуючи точність та вірогідність розрахунків.

Завдання вибору ефективного варіанту_ртрукїури технологічного процесу пСіроСжи деталі на АВ припускає варіантність при призначенні планів обробки на групи поверхонь, осі яких співпадають. Формування ннояини варіантів конкуруючих планів обробки, цо забезпечують ідентичну якість, принципово може виконуватися по будь-якій з Існуючих методик, У даному дослідженні ставилося завдання вибору найбільш економічного варіанти плану обробки деталі для його наступної реалізації в процесі синтезу ТИ ЙП, Техні-ко-економічняй аналіз варіантів планів обробки груп поверхонь, осі яких співпадають, нп'. проводився при ідентичних параметрах різальноі о Інструменту (стандартне базове виконання інструменту, нормальна затонка, матеріал річучої частини - РИП, балове значення стійкості - 100 хвилин різання і т. і .V показав, цо меншу собівартість обробки мапть варіанти з нешиоп симся часу різання ІЛ’П та'мениин часом різання на перрходах, цо‘лімітують, а такоя варіанти з меншим числом' ЕТП. Це дозволило для етапу синтезу оптимального плану оГфооки деталі на АЗ запропонувати слідуючу систему критеріальної оцінки : ’ ‘ ' V

' N • '

2 ірі -> т1п ■

_ • < . . • ‘

. Іряах -> піп ■ . • .

■ • N -> піп -■

де (.рі, Ірпах - час різання на і-му та лімітуючому переходах, Н -число технологічних переходів..

У четвертому розділі розглпаєтьс.і математична модель управління проектними параметрами процесу різання на ЙЗ середнього рочиїру.

Формальна модель системи ,цо уп^аьлясться, мас вигляд: .

, у = Фи\ ч, И). УйИ, иеіі, К - {К1,.... Р.п), де и - керовані входи системи; 11 - входи системи, ци кепулться:

Ч - 'функція ПереТЇЗОреіІііЯ входіч у виходи у (? даному випадку -

' ■ - п - ■ ■

методика визначення проектних параметрів процесу обробки); Р. -керуючий вплив (комплекс засобів управління вхідними параметрами по результатам аналізи вихідних параметрів). Завдання управління проектними параметрами процесу обробки Формулюється слідуючий чином : Сформувати такий вектор керувчик впливів ■[?, зкпГі би. мінімізував цільову функцію Се при умові виконання заданих обмежень. - ’ -

■ Аналіз мовливих засобів управління проектними параметрами процесу обробки показує;, по керуючий вплив на ранніх етапах проектування пов'язаний головним чином з характеристиками комплекту різального Інструменту,'.до реалізує варіант обробки. Виходячи з цього, завдання ’ поиуку ефективного варіанту управління набере вигляду; '' • . • '

. Сеі-іи = піп (Сін (П)}.

' ' ' ■ й ' ' •Одерзана аналітична залежність для оцінки ефективності керуючого ' спливу : • ■ . .

Д. (Соп+( Сз+Сп) • Кпер) • 1р -и ■ ■ ■

. СІИ=Т------------------------------------;------------------- ,

.1=1 ■ ‘ . /> !~' 100 .

, Тпр-(Кпер + 1 )-пй----------------:--------- .

, • І (уі -і )■ (Тпр-іОО) - •, .

де Соп - оптова ціна Інструменту; Сз, Сп - витрати на переточку та підналадку Інструменту; )р - довкяна різання інструменту; Кпер - число допустимих переточок інструменту;^- показник ступеня у залежності "стіикість-ивидкість'1; Тпр - граничне значення стійкості інструменту; пб, зо - базове значення частоти обертання 1 подачі; 3 - Число інструментів у наладці. Параметри, цо входять V фьраулу оціночної Функції, вйявлавть різноманітний сплив на процес різання, визначаючи ефективну роботу верстату, раціональну -експлуатацій РІ 1 т,1. На р:;д параметрів нанладуються обйешиа, «р визначається конкретними умовами технологічного, організаційно-виробничого характері) на підприємстві замовника.

. Аналіз розроблених ьіітеаатичних моделей дозволив сформулює-ти сукупність керуючих впливів Г(,- входів І!, цо управляться, та контрольованих виходів V (кал.2). '• . ■

' Розроблені математичні моделі були покладені в основу методик структурно-параметричного синтезу ефективного варіанту ТК Р.В (иал.З), ... '

и п'ятому

розділі розглядається алгоритмічне, Інформаційне та програмне забезпечення підсистеми "РЕЗИН" СППР' Іиструменталь-нїік наладок (13 1 здійсняється перевірка ефективності ззпрсіпонопа-н;:;; математичних иоделеЛ на реальному завданні синтезу. ■ .

Побудова САПР інструментальних наладок ЛВ засновуються !:з мгальнс.чу підході, цо складається у розробці окремих самостійних

Параметри

силових

агрегатів

[Рос] [ !!чр ] [КЗ

Уі

У2

У З

иб

п 1 Соп

и2 Сз

иЗ Сп

и4 ' Кпер

и5 Тпр

Параметри

різальних

Інструментів

Параметри

техноло-

гічних

переходів

5

и

п

Рос

Икр

ір

У4

У 5

Уб

У 9

Р1 03 Вибір

керуючого

Р.2 МІ впливу '

Мал.2 Схема функцікшання системи визначення проектних параметрів процесу різання, що управляються

Мал.З Узагальньний алгоритм синтезу ефокпшиого ьа[Ланту техно'лог1чИй\ компоновки ЙЙ

. - 15 - .

підсистем проектування. Використання принципів нових Інформаційних технологій дозволило зосередити основну частину знань проблемної області у базі знань, а процес проектування представити як інтерпретацію знань. Розроблена на кафедрі "Технологія машинобудування та металорізальні верстати" інструментальна система "ВИБІР", цо містить у собі набір мовних та програмних засобів утворення САПР, дозволяв реалізувати Інтерактивний, богатоваріант-іній 1 ітераційний процес автоматизованого проектування. Система "ВИБІР" забезпечує: • опис предметної області з використанням ієрархічної моделі даних та проведення динамічної бази даних проекту; уявлення огнввної маси знань проблемної області у-кодифікованих таблицях рівень, цо відрізняються від стандартних ноя-ливїсти завдання всередині таблиці рішень точок прийняття альтернативних проектних рішень, складних аналітичних та логічних виразів; Інтерпретацій! знань проблемної області; можливість припинити проектування, повернення на будь-яку Із точок прийняття альтернативних проектних рішень Із зміною проектних параметрів 1 відмовити проектування. З використанням системи "ВИБІР", автором г-томатизовано проектні процедури розрахунку режимі в різання підсистеми "РЕШ" САПР Інструментальних наладок АВ. Сумарний обсяг бази знань підсистеми "РЕЖИМ" - майяе 540 МТР, 10 макропроцедур проектування, 20 діалогових процедур проектування.

Перевірка ефективності запропонованих математичних моделей провадилася на реальному завданні синтезу ТК ЙВ. Одержаний по запропонованії! методиці варіант ТК конкретного верстату порівняно Із ' базовим забезпечує річний економічний ефект 1724 карбованців (у цінах 1990 р.) на підприємстві замовника.

ОСНОВНІ ВИСНОВКИ ТЙ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

1. Завдання забезпечення найбільшої ефективності дорогого унікального технологічного устаткування, до якого відносяться АЗ середнього розміру, по мотивам конкурентоздатності диктує необхідність спрацювання теоретичних та методичних полояень пошуку найбільш ефективного варіанту-технологічної реалізації на ранніх етапах проектування, до виконуються в умовах невизначенності даних про наступну конструкторську реалізацію. '

' 2. Використання на ранніх етапах проектування АВ у вигляді

. - 10 - . ' ■ • . . ■ критерію оптимальності соО і варт осі т і обробки при порівняльний оцінці технологічних рішень,- дозволило завдання поїздку ефективного варіанту ТК ЙВ визначити як завдання пошуку' найбільш економічного варіанту, ■ ' . . . . •

• , 3, Аналіз цільової функції Се=Г(Т) показав, цо зниі.втш .так-

ті) випуску деталі у деякому інтервалі шляхом максимально ноиливої інтенсифікації процесу обробки веде до. зниження собівартості обробки, . '.

4, Висунено та теоретично обгрунтовано полоіаення про необхідність і мокливість управління проектними параметрами процесу обробки на ранніх етапах проектування.з метою одержання' найбільш ефективних технологічних рішень, ■ ■ '

’5. Розроблено математичну модель визначення ренимів різання, цо враховує особливості обробки на АВ-середнього розміру, яка дозволяє на етапі синтезу ТК. одернувати ефективні технологічні рішення, Установлено шістнадцять факторів, цо враховуються при розрахунку режимів різання для конкретних умов . обробки, і їх взаємовплив. Запропонованої! спосіб визначення узагальненого поправного коефіцієнту у вигляді мультиплікативної функції інтегрованих поправних коефіцієнтів та алгоритмічної моделі визначення інтегрованих поправних коефіцієнтів у формі модифікованих таблиць рішень. : • ■ ■ ■ •

. Б. Розроблено математичну модель управління'проектними параметрами процесу обробки на ранніх етапах проектування. Керуючі впливи пов’язані з вибором параметрів різальних Інструментів, '

' що мінімізують значення цільової функції. Одераана аналітична за-левність для оцінки ефективності керуючого впливу. ■■' ■

7. Запропоновані математичні моделі покладені в основу мето-

- дик структурно-параметричного' синтезу ефективного варіанту ТК АВ.

В; Результати дисертаційної роботи запроваджені на ХВО по ' ■випуску агрегатних верета; і в з загальним річним, ефектом 226000

- карбованців. (у. ці іісх ІііЗО р, і. 'іетодичні розр-обки . запропоновані У роботі, використовуються і. навчальному процесі на кафедрі-"Технологія машинобудуванні: та металорізальні верстати" Харківського політехнічного університету. •• ' ' -

- 17 - • .

■ ■ . ПУБЛІКАЦІЇ ПО ТЕМІ ДИСЕРТАЦІЇ '

1. Яковенко 11.3., Пермяков А.А. Синтез комбинированного инструмента для агрегатированного оборудования. //Тезиси доклада XXXI студенческой НТК.-Кииинев,. 1 987. '

' 2. Яковенко И.Э., Пермяков А.А. Формализация процесса проек-

тирования технологических компоновок агрегатних станков,- Вестник Ш,-11256, "Автоматизация проектирования в, технологии машиностроения", Вип.1, 1 989, с'.43—44, _• ' . .

' 3. Тимофеев И.В., Яковенко И.Э., Пермяков А.А. Решение зада-

чи синтеза инструментальных наладок агрегатных станков среднего и малого размеров при автоматизированном проектировании технологических компоновок. .//Тезиси доклада межреспубликанской ЫК "Проблемы автоматизации технологических процессов в машиностроении", Волгоград, октябрь 1989, • ' ’ .

. 4. Яковенко И.Э., йелезняк А.В., Пермяков Й.А. Автоматизация

синтеза рекуцего инструмента при проектировании инструментальных наладок агрегатних станков. //Тезисы доклада мсявузовской НТК "Автоматизация технологической подготовки производства в машиностроении к приборостроении'1, Ворошиловград: ВСМИ,' 1939 ,

с. 113-115. , '

5. Яковенко И.З., Пермяков А.А., йелезняк А.В. Автоматизированное проектирование технологических процессов сборки зажимных приспособлений агрегатних : станков. //Материалы республиканской научно-практической конференции "САПР технологической и конструкторской подготовки производства в машиностроении", Харьков, ХПИ, 1 990.-еЛ16-117. , ' . • -

- • 0. Громов В.В., Заплавский ".С., Яковенко И.Э., Цыхманов

Г.В., Пермяков А.А,; Кобец Г.А. Знаниеориентированназ САПР технологических компоновок агрегатных станков. //Материалы научно-технического семинара "Автоматизация технологической подготовки механообработки на станках с ЧПУ", Ленинград, 1990.-с.55-58. '

7. Яковенко И.З., Железняк А.В., Пермяков А.А. Заяимное приспособление агрегатного станка как объект для автоматизации

проектирования и производства, //Материалы республиканской конференции "Типовые механизм» и технологическая оснастка стакков-ав-. томатов, станков с ЧПУ и Г ПС", Киев: Общество ' "Знание",

.1991.-с. 62-64. '

' 8. Яковенко И.З., Пермяков А.А. Оптимизация технологических

- 18 - , . ' компоновок агрегатируемого металлорекуцего оборудования как основа Повышенна их эффективности. //Тезисы доклада семинара "Качество и эффективность технологических систем механообработки", пай 1991, г.Краматорск,

9. ЗаплавскиА О.С., Пермяков fl.fi., Яковенко И.Э, Информаци-

онная модель САПР технологических компоновок агрегатных станков. //Катериалы научно-технического семинара. Ленинград, 1991.-с.46-48. . . . ' .

10. Пермяков А,П. Решение задачи назначения проектных параметров процесса обработки на агрегатных станках среднего размера.- Резание и .инструмент, вып.48, Харьков, 1993.-е,58-60,

11. Пермяков Й.Й., Яковенко И.Э. Оптимизация планов' обработки при проектировании инструментальных наладок агрегатных станков. /Материалы НТК "Повышение эффективности и качества веханооб-рабатыватщего производства", май 1993.г.. г.Евпатория.-с.5-6

■ 12. Иелковой А.Н., Кропалев 0.й., Пермяков ft.fi. Автоматизи-

рованное проектирование планов обработки в условиях неопределвн-«ости исходных данных. ./Сериалы иендународной НТК "Компьютер: но-и<% техника, технология, здоровье", иваь 1993., Харьков.