автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение эффективности проектируемых технологических процессов механической обработки на основе оптимизации размерных структур

на правах рукописи

Перминов Александр Владимирович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТИРУЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ОСНОВЕ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР

Специальность: 05.02.08 - «Технология машиностроения»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Рыбинск - 2005

Работа выполнена в ОАО «Пермский Моторный Завод» и Пермском государственном техническом университете

Научный руководитель

Заслуженный работник высшей школы РФ, кандидат технических наук, профессор Евсин Евгений Афанасьевич

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Непомилуев Валерий Васильевич кандидат технических наук, доцент Калачёв Олег Николаевич

Ведущее предприятие

ОАО «Авиадвигатель» г. Пермь

Защита состоится «/5~» июня 2005 г в ¡2, часов на заседании диссертацион-

ного совета Д 212 210.01 в аудитории 237 главного корпуса РГАТА по адресу 152934, г Рыбинск Ярославской области, ул. Пушкина, 53

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке академии.

Автореферат разослан « /¡L» мая 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б. М. Конюхов

М50040

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Основной задачей современного машиностроения является создание конкурентоспособных изделий, обладающих высоким качеством и минимальной себестоимостью изготовления. Решение этой задачи осуществляется в определенной степени на стадии технологической подготовки производства, где предусматривается проектирование оптимальных технологических процессов, обеспечивающих получение заданного качества, в том числе, точности деталей изделия, при высокой производительности их изготовления. В то же время, на многих предприятиях авиационной промышленности эффективность проектируемых технологических процессов (ТП) механической обработки (МО) недостаточна. Проектируемые ТП зачастую не обеспечивают необходимого снижения себестоимости, материалоёмкости деталей, трудоёмкости обработки при стабильно высоком качестве поверхностного слоя и точности геометрических характеристик.

Обеспечение стабильно высоких качества поверхностного слоя и точности заданных размеров при минимальной трудоемкости МО невозможны без проектирования оптимальных размерных структур технологических процессов механической обработки (РС ТП МО), в которых закладывается вся размерная информация технологии. При глубоком системном анализе возможных путей решения данной проблемы (проектирование нескольких вариантов размерной структуры ТП по существующим методикам, создание размерных схем на этапе проработки на технологичность, использование компьютерной техники и существующего программного обеспечения при проектировании ТП) установлена их малая эффективность из-за отсутствия научно обоснованных закономерностей комплексного влияния конструктивных, технологических, структурных и экономических факторов на РС ТП МО, отсутствия математических моделей, их оптимизации на основе комплексного подхода. Отсутствует и программно-методический инструментарий для проектирования оптимальных размерных структур технологических процессов механической обработки.

Таким образом, решение как производственной, так и научной проблемы, заключающейся в отсутствие научных знаний, необходимых для комплексной оптимизации РС ТП МО, является актуальной задачей современного машиностроения.

Цель работы - повышение эффективности проектируемых технологических процессов мехобработки на основе комплексной оптимизации размерных структур.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Определён комплекс основных

РС ТП МО, и создана схема их взаимодействия.

2 Сделана постановка оптимизационной задачи (описан объект оптимизации, установлены параметры, разработана целевая функция, определены методы решения)

3. Создана математическая модель РС ТП МО в матричной форме, позволившая получить расчётные зависимости для определения разработанного комплексного критерия оптимальности модели РС ТП МО.

4. Построен алгоритм комплексной оптимизации математической модели

5. Создан программно-методический комплекс (ПМК) для проектирования оптимальных РС ТП МО на основе разработанного алгоритма

6. Проведена апробация и внедрение ПМК в производственных условиях.

Методы исследования. Теоретические исследования выполнялись с применением методов математического моделирования и оптимизации на основе теории множеств, теории графов, матричной алгебры, с использованием основных научных положений технологии машиностроения, факторного, структурного и размерного анализа, вычислительной математики и теории автоматизированных систем.

Достоверность научных положений достигнута положительными итогами внедрения результатов исследования на предприятиях (подтверждено актами внедрения), экономическими и размерными расчётами, изготовлением опытных партий деталей и сравнением измеренных характеристик качества деталей с заданными.

Научная новизна работы. Разработан метод комплексной оптимизации размерных структур проектируемых технологических процессов механической обработки с учетом влияния экономических и структурных факторов и конструкторско-технологических ограничений. В том числе:

- на основе факторного анализа технологии и структурного анализа размерных связей создана математическая модель РС ТП МО в матричной форме:

- предложен критерий оптимальности и алгоритм комплексной оптимизации РС ТП МО, учитывающий влияние комплекса структурных и экономических факторов, технологических и конструкторских ограничений, установлены математические зависимости для определения критерия;

- разработана методика проверки адекватности РС ТП МО, не требующая трудоёмкого расчёта размерных цепей.

Практическая ценность. Разработанный программно-методический комплекс (ПМК) для проектирования оптимальных размерных структур технологий мех-обработки на основе алгоритма комплексной оптимизации математической модели

позволяет: снизить себестоимость производства деталей и трудоёмкость обработки при стабильно высоких качестве поверхностного слоя и точности геометрических характеристик, повысить производительность труда технолога при улучшении качества проектируемых технологий и исключении ошибок в PC ТП МО.

Реализация работы. ПМК внедрён и используется при проектировании технологических процессов деталей на ОАО «Пермский Моторный Завод» и ОАО «Редуктор - ПМ», на кафедре «Технология машиностроения» ПГТУ при подготовке методического и программного обеспечения курсов: «Автоматизированное проектирование ТП», «Размерный анализ ТП», «Проектирование и производство исходных заготовок», «Информационные технологии в машиностроении».

Апробация работы. Основные положения и результаты работы были доложены и обсуждались на следующих конференциях и семинарах: Всероссийской научно-технической конференции «Механика и технология материалов и конструкций», ПГТУ, Пермь, 1998; Международной юбилейной научно-технической конференции, КНИАТ, Казань, 1999; Всероссийской научно-технической конференции «Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2000», ПГТУ, Пермь, 2000; научном семинаре кафедры «Математическое моделирование», ПГТУ, Пермь, 2003; научных семинарах кафедры «Технология машиностроения», ПГТУ, Пермь, 1998-2004; ежегодных всероссийских конференциях молодых учёных «Математическое моделирование в науке и технике», Пермь, 1998-2004; совместном заседании кафедр «Технология машиностроения» и «Металлорежущие станки и инструмент», ПГТУ, Пермь, 2005; совместном заседании кафедр «Станки и инструмент» и «Технология авиадвигателей и общего машиностроения», РГАТА, Рыбинск, 2005.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 статей, 3 тезиса докладов и другие. Материалы некоторых статей опубликованы в Internet на сайте http://alexcriv.narod.ru.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Содержит 142 страницы печатного текста, 29 рисунков, 32 таблицы, список литературы на 75 наименований, 5 приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится краткий анализ современного состояния проектирования размерных структур ТП. В области размерного анализа работали многие выдающиеся учёные и специалисты, которые создали ряд методик, позволяющих решить многие размерные задачи, возникающие в процессе проектирования техноло-

гии. При анализе эти методики объединены в 3 основных:

- традиционную на основе ГОСТ 16319—80 и ГОСТ 16320—80, в которой даются только формулы расчёта замыкающих звеньев размерных цепей (РЦ) методом максимума-минимума;

- табличную на основе работ В. В. Матвеева, А. В. Тверского, И. С. Солонина, С. И. Солонина, И. Г Фридлендера и других, которая имеет ряд преимуществ: решение большинства вопросов расчёта РЦ, возможность сравнения по экономическим критериям созданных вручную нескольких вариантов РС ТП МО, однако оптимальная РС не может быть создана, т.к. не учтены структурные критерии, а для расчёта экономических критериев на этапе разработки РС ТП МО недостаточно данных;

- размерный синтез М.Х. Гольдфельда, Ю.Н. Свиридова, В.Ю. Шамина, Л.Л. Зайон-чика, работы Б.С. Мордвинова, Э.А. Мухачёвой, Э.Г. Рахимова и др., в которых впервые вводится понятие размерной структуры техпроцесса в виде размерного графа, что позволило применить теорию графов к оценке РС ТП МО и выявить структурный критерий сравнения - суммарное количество составляющих звеньев во всех уравнениях размерных цепей (1,У), однако получить оптимальные РС ТП МО также не всегда удаётся, т.к. варианты создаются вручную, без полного учёта конструкторских, технологических и экономических факторов, нет возможности проверить все варианты РС ТП МО.

Дальнейшие научные разработки касались проблем практической реализации вышеописанных методик, их углубления и развития. Например, Ю. А. Мокрушин, основываясь на табличной методике, предлагает выбирать вариант РС ТП МО при проработке деталей на технологичность, что позволяет при необходимости внести изменение в чертёж детали, однако при использовании аналогичных экономических критериев для сравнения созданных вручную 2-3-х вариантов размерной схемы получить оптимальный вариант РС ТП МО невозможно, особенно для сложных деталей авиационного машиностроения, имеющих до 1000 и более размеров.

В результате анализа этих методик сделан вывод, что известные методики не позволяют получить оптимальный вариант РС ТП МО т.к.: задача оптимизации РС ТП МО разработчиками не ставилась и не решалась; существующие алгоритмы создания РС ТП МО и критерии их сравнения не обеспечивают оптимальность РС ТП МО, поскольку проверяются не все варианты и учитываются не все факторы.

В конце первой главы формулируются цель и основные задачи работы

Во второй главе проводится факторный анализ проектирования РС ТП МО,

делается техническая постановка задачи и ставится задача оптимизации.

В качестве основы для анализа выбирается метод проектирования технологии с использованием типовых ИГ, поскольку он наиболее полно учитывает как общие закономерности технологии, так и особенности производства, а также позволяет создать базу типовых РС ТП МО.

Анализ и выявление действующих в производстве факторов проводился с использованием факторного анализа по трём направлениям: характеристики детали, исходной заготовки и ТП, при этом использовалась научная литература по тематике и экспертные оценки специалистов ОАО «Пермский Моторный Завод» и ОАО «Редуктор - ПМ», на базе которых проводились исследования. Были выявлены, классифицированы по управляемости, времени действия и способу определения 13 действующих на РС ТП МО технологических, конструкторских, экономических и структурных факторов, которые затем для формализации и учета в модели были объединены в 4 комплексных фактора: конструкгорско-технологический код детали (ТСТКД), код вида исходной заготовки (КВИЗ), планы обработки поверхностей и маршрут обработки детали (ПОП-МОД), точность оборудования и оснастки (ТОО). Взаимодействие этого комплекса факторов при проектировании РС ТП МО приведено на схеме (рисунок 1).

Затем впервые ставится задача комплексной оптимизации ГС ТП МО: 1) в общем виде описывается объект оптимизации - модель РС ТП МО, как совокупность размерного графа (размерных связей ТП, детали и исходной заготовки) и упорядоченного множества конструктивных, технологических, структурных и экономических условий оптимальности ТП МО; 2) описываются ограничения математической модели, накладываемые теорией расчёта РЦ, закономерностями технологии машиностроения (ПОП-МОД), геометрическими характеристиками детали и исходной заготовки (КТКД, КВИЗ), статистическими данными точности размеров деталей, обрабатываемых на существующем оборудовании и оснастке (ТОО) и другими; 3) выбирается целевая функция оптимизации (ЦФО) - приведённая себестоимость производства детали, поскольку она учитывает трудоёмкость изготовления, затраты на материал, спей, оснастку и оборудование (1); 4) каждая из составляющих ЦФО исследуется на зависимость от факторов, влияющих на РС ТП МО, делается вывод о нелинейности ЦФО и невозможности расчёта некоторых параметров на ранних этапах проектирования ТП (комплексный учёт выявленных во 2-й главе факторов при расчёте критерия оптимальности возможен только при разработке математической модели РС ТП МО);

Факторы, влияющие на РС ТП МО

г Комплексные факторы (II)

Точность оборудования и оснастки (ТОО)

Планы обработки

поверхности -маршрут обработки детали (ПОП-МОД)

Конструкторско-технологическнй код детали (КТКД)

Код вида исходной заготовки (КВИЗ)

- Модель РС ТП МО (М= { С, V} = {Мтк, МРЦ,МТ) )

Средне-экономическая точность МО ( Мт)

Технологические измерительные базы

Типовая размерная - структура ТП МО

(Щрс)

елиРСТОМО-

Экономические Структурные факторы Конструкторско-

факторы (Мга) технологические ограниченна

Целевая функция оптимизации РС ТП МО (Сп =/,( д, V)) Комплексный критерий оптимальности РС ТП МО ( О, = /2( МТРС, Мт, Мрц))

I______________________________________________________________

I Оптимальная размерная структура проектируемого _технологического процесса механической обработки_

Рисунок 1 - Схема взаимодействия факторов при проектировании оптимальной РС ТП МО

5) выбирается метод решения задачи оптимизации РС ТП МО - полный перебор адекватных вариантов, стандартный метод для решения нелинейных задач оптимизации, гарантирующий нахождение оптимального варианта

Сп = М+ЗП + И + ПЗСо + АО, (1)

где М - затраты на материал; ЗП - зарплата основных рабочих (определяется по трудоёмкости); И - затраты на инструмент; ПЗСо - приведённые затраты на спец. оснастку; АО - амортизационные отчисления.

„ „ ае А .

Задача оптимизации Сп->тш, (2)

где а - значения параметров оптимизации модели из области их существования А.

Третья глава посвящена созданию математической модели для оптимизации РС ТП МО на основе структурного анализа размерных связей, разработке комплексного критерия оптимальности модели, выводу расчётных зависимостей для его определения, построению алгоритма оптимизации РС ТП МО.

Обычно РС ТП МО представляют в виде графа ( С ), однако математическая модель для оптимизации должна отражать взаимодействие всех конструктивных, технологических, структурных и экономических факторов, выявленных во второй главе. Представим модель РС ТП МО в виде множества

М={С,и}, (3)

где. и - упорядоченное множество конструктивных, технологических, структурных и экономических факторов оптимальности РС ТП МО.

Из матричной алгебры известно, что любой граф можно представить в виде квадратной матрицы

Мк

(4)

иИ к2 •■•

Размерность матрицы будет равна количеству узлов графа (к). Для графа РС

к=(пле!+ 1) + я„р, (5)

где ядет - количество размеров детали, ппр - количество припусков.

Чтобы перенести из графа в матрицу информацию о направлении и виде размеров РС ТП МО, элементам а1 присваиваются следующие символьные значения: если между узлами г и у отложен операционный размер, то ац = Т, если припуск, то ац = П, если размер детали - а,, = К, если размер исходной заготовки - ая = 3, а если

связи не существует аи = 0 (в матрице не проставляется). Матрица обладает рядом свойств: 1) при / =/ ач = 0; 2) ац = «,„ 3) количество элементов в любой строке и любом столбце больше одного.

Граф размерной структуры и матрица размерной структуры описывают только один из возможных вариантов построения размерной структуры. Однако вид размерной связи и положение основных неизменяемых размерных связей (а,; = П, а,, - К и ау = 3) неизменно для группы однотипных деталей, обрабатывающихся по техпроцессам, разработанным на базе типового. Для таких групп деталей на основе типовых ТП создаются типовые размерные структуры Матрицу, соответствующую типовой РС ТП МО, в которой проставлены только коэффициенты а^ = П, аи = К и = 3 будем называть матрицей типовой размерной структуры (М]к)-

При создании вариантов РС ТП МО технолог должен подтвердить её адекватность размерными расчётами, что является весьма трудоёмкой задачей, включающей выявление, проверку РЦ, назначение операционных припусков, расчёт операционных размеров, уточнение операционных допусков при необходимости и другое. Адекватной будем называть такую РС ТП МО, которая при проектировании позволяет рассчитать все операционные технологические размеры и размеры исходной заготовки. Разработанная матрица размерных цепей (МРц) позволяет исключить из рассмотрения неадекватные варианты, не производя трудоёмкого расчёта РЦ

МРЦ =

К 612 ••• ьи

Ь2\ ь,, ■■■ ьи

Ьп Ьп ... Ь„

(6)

где Ь,, - коэффициент, равный единице, если у'-тый технологический размер является составляющим в ¿-той размерной цепи или нулю, если не входит.

В работе доказывается, что МРц является квадратной и размерность её равна

I — к - \ - Идет + ппр- (7)

Применив теорему Крамера для решения системы уравнений размерных цепей, получаем условие адекватности модели РС ТП МО

Лдфц Ф 0, (8)

где Д^рц - определитель матрицы размерных цепей.

Доказывается обязательное существование только одной Мщ для любой адекватной Мрс и разработан специальный алгоритм её построения для любого варианта РС ТП МО.

Ввод или получение из САПР ТП исходных пяниых_

Оптимизация по типовой РС

Выбор типовой размерной структуры (Мтрс)

Составление варианта модели размерной структуры (МРС)

Оптимизация по базам

Выбор варианта матрицы точности и свойств поверхностей (Л/г)

Оптимизация

поточности

Вывод на печать или в файл связи с САПР ТП параметров оптимальной модели РС ТП МО

Рисунок 2 - Алгоритм комплексной оптимизации РС ТП МО

В модели РС ТП МО необходимо учесть комплексные факторы, выявленные во второй главе. Часть ограничений учитывается при построении матрицы типовой РС, для учёта остальных создаются несколько допустимых для Мтрс матриц точности и свойств поверхностей Шт), составляемых по определённым правилам

I

Мт

Ги

<*-

(9)

где ц = 0, если простановка размера на технологической операции между поверхностями ; и у невозможна или нерациональна с технологической точки зрения, иначе ц = Г/, (средне-экономический допуск технологического размера между /-той и /-той поверхностями с учётом погрешности базирования)

С учётом преобразований запишем (3) в следующем виде

М= {Мтрс,МРЦ,МТ} (10)

На основе математической модели РС ТП МО разрабатывается новый комплексный критерий оптимизации, учитывающий комплекс конструкторско-технологических и структурных ограничений матрицы точности и свойств поверхностей, экономических факторов ЦФО

к,к С к-\

б-Н

£ 1 = 1 ¡-\

Ч «-1

где с,

-,(К-Ку)

- коэффициент увеличения трудоёмкости при ужесточении средне-

экономического допуска (по существующим нормативам при увеличении точности на квапитет (К-Ку), трудоёмкость увеличивается в два раза); et] = 1000 / 1у - коэффициент приведения точности (равен обратной величине единицы допуска, приведённой к мм), 1/мм; t,j - коэффициент из Мт, мм; b(,J)u - коэффициент Мрц, соответствующий а,/, 1/2 - коэффициент, учитывающий дублирование размерных связей в Мт.

Для вновь проектируемых ТП МО min Q соответствует минимальной приведённой себестоимости (что доказано экономическими расчётами для выборки из 10 разнотипных деталей). В отличие от себестоимости, при расчёте Q нет необходимости в трудоёмком вводе дополнительных параметров, большинство из которых на ранних этапах проектирования можно определить только оценочно, что не гарантирует оптимальность варианта PC ТП МО. Для оптимизации PC ТП МО уже запущенных в производство деталей, для которых большое значение имеют расходы на проектирование и изготовление новой спец. оснастки, а составляющие ЦФО известны, критерием оптимальности должна служить минимальная приведённая себестоимость. Таким образом, уточнённая задача оптимизации размерной структуры проектируемых технологических процессов мехобработки

Л о„е Мгг, Ь.,л, е М~„ („е Мт

Q-*-Jäh-WL-i-1-> min (12)

Далее разрабатывается алгоритм оптимизации модели PC ТП МО (рисунок 2). Для полного учёта комплексных факторов оптимизация проводится на трёх ступенях: 1) выбор типовой PC из возможных для КТКД и КВИЗ, что равносильно изменению технологом фактора ПОП-МОД (при этом Мтрс может изменить размерность и значения коэффициентов a,j); 2) получение варианта МРС и проверка его на адекватность, что равносильно изменению измерительных технологических баз (изменяют своё положение коэффициенты a:j = Т в МРС, их количество неизменно); 3) выбор варианта Мт- равносильно изменению фактора ТОО или смене технологических установочных баз без изменения измерительных (изменяются коэффициенты Мт).

В четвёртой главе описывается программно-методический комплекс (ПМК), который реализует созданный алгоритм комплексной оптимизации PC ТП МО.

При работе с ПМК заводским технологом выбирается (с помощью конструктивно-технологической классификации) типовая деталь, наиболее соответствующая проектируемому ТП На типовые детали разработаны модели типовых размерных структур. Затем вводится или передаётся из системы автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) информация о размерах детали и вы-

полняется процесс оптимизации. После выбора оптимального варианта РС ТП МО и размерных расчётов данные передаются в САПР ТП.

Состав ПМК и его внешние связи представлены на рисунке 3 Преимущества ПМК'

- ПМК полностью реализует созданную комплексную методику, что позволяет уменьшить время на проектирование технологических процессов для различных типов производств в несколько раз;

- модульное построение позволяет использо-

Рисунок 3-Модульное построение вать ^ в производстве, при обучении и ПМК и его связи с САПР ТП контролировать ход работы на каждом этапе;

- развитый интерфейс и удобная система справочной информации позволяет пользователю быстро научиться работе с ПМК;

- ПМК автоматизирует наиболее трудоёмкие технологические расчёты при проектировании размерной структуры и расчёте технологических размеров на операциях;

- ПМК отвечает всем современным требованиям к программному обеспечению, что подтверждено «Свидетельством № 2004612032 об официальной регистрации программы для ЭВМ», выданном 3.09.2004 г. Федеральной службой по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам;

- ПМК внедрён в ОАО «Пермский Моторный Завод», в ОАО «Редуктор - ПМ», что обеспечило получение большого экономического эффекта;

- ПМК используется в учебном процессе на кафедре «Технология машиностроения» ПермГТУ при изучении курсов «Размерный анализ ТП», «Системы автоматизированного проектирования ТП» и других

Таким образом, впервые была решена задача оптимизации размерной структуры технологических процессов механической обработки, создан алгоритм оптимизации модели РС ТП МО и программно-методический комплекс, с помощью которого решаются практические задачи оптимизации реальных технологических процессов.

В пятой главе приводятся примеры практической реализации методики оптимизации РС ТП МО с помощью программно-методического комплекса В качестве апробации с помощью ПМК были разработаны размерные структуры 10 деталей нового газотурбинного двигателя ПС 90А2 и вертолётного редуктора ВР8 различных

13

типоразмеров и конфигурации. Подробно анализируются изменения по отношению к старой размерной структуре для двух наиболее характерных деталей ГТД, для остальных приводится данные результатов оптимизации в сводной таблице (таблица 1). Там же приводятся значения себестоимости для каждой из деталей, позволяющие рассчитать экономическую эффективность изменений в РС ТП МО.

Анализ таблицы позволяет сделать выводы об эффективности использования ПМК в производстве (см. заключение).

Таблица 1 - Перечень тестируемых деталей

Характеристики летали Старый вариант Оптимизвров. вариант

Наименование КТКД Р Сп, руб Е, шт Гта, ч я Сп, руб Ттп, ч

Шлицсвый вал 100011 14,29 201 4 220 13,74 182 55

Вал 2-ой ступени 100034 23,4 1738 1 380 21,2 1519 190

Болт соединительный 100014 73,3 2991 8 500 70,7 2502 220

Валик привода 100015 4,2 281 6 200 4,1 238 110

Жиклер 130026 53,1 1768 0 420 51,2 1511 120

Вал-шестерня 100012 61,6 191 4 210 58,7 177 65

Фланец 225033 42,8 819 5 280 41 699 80

Вал стяжной юоози 102,7 2895 0 490 98,9 2534 200

Блок зубчатых колес 140055 1_ «2,2 978 1 310 60,1 923 150

Вал редуктора 100038 18,6 1194 12 300 17,2 1051 130

Среднее значение 45,6 1305,6 4 331 43,7 1133,6 132

Примечание В таблице приведены основные характеристики размерных структур и моделей РС ТП МО тестируемых деталей с параметрами оценки технологических процессов

- наименование детали;

- код детали по конструкторско-технологической классификации (КТКД);

- значение критерия оптимизации для существовавшего и спроектированного варианта ((?),

- приведенная себестоимость детали (целевая функция) для обоих вариантов (С„) в руб;

- количество ошибок в размерной структуре, допущенных при ручном проектировании (£) - выявлено при анализе существовавших техпроцессов,

- приблизительное время проектирования ТП (Тщ) в ч

В заключении приведены основные результаты работы, выводы и рекомендации.

1. Решена производственная проблема повышения эффективности технологических процессов механической обработки на основе комплексной оптимизации размерных структур.

2. Решена научная проблема и достигнута цель исследования - разработана научно обоснованная методология комплексной оптимизации РС ТП МО, включающая:

- схему взаимодействия комплекса факторов, влияющих на проектирование РС ТП МО, созданную на основе факторного анализа процесса проектирования РС;

- постановку задачи оптимизации РС ТП МО и математическую модель РС ТП МО в матричном виде (с учётом комплекса структурных, экономических, конструкторских и технологических факторов);

- метод проверки адекватности РС ТП МО, не требующий расчёта размерных цепей;

- комплексный критерий оптимальности модели РС ТП МО.

3. Решение задачи оптимизации получено в виде алгоритма оптимизации РС ТП МО с использованием комплексного критерия оптимальности модели РС ТП МО. На основе алгоритма создан программно-методический комплекс (ПМК) проектирования оптимальных РС ТП МО.

4. Программно-методический комплекс внедрён на двух предприятиях авиастроения и показал высокую эффективность при разработке новых и оптимизации существующих РС ТП МО. Созданы типовые размерные структуры для типовых деталей авиадвигателя ПС-90А2 и вертолётного редуктора ВР-8, позволившие оптимизировать 10 технологических процессов механической обработки. Получено снижение трудоёмкости проектирования эскизных технологических процессов в 2,5 раза, трудоёмкости механической обработки до 20%; обеспечено уменьшение себестоимости деталей до 17%; повышено качество проектируемых техпроцессов (исключены ошибки в размерной структуре, что снизило количество изменений в технологических процессах при внедрении в производство на 50%).

ПМК внедрён в учебном процессе на кафедре «Технология машиностроения» 111 "1У при изучении дисциплин «Размерный анализ ТП», «Информационные технологии в машиностроении», «Автоматизированные системы проектирования ТП».

5. Программно-методический комплекс позволяет создавать оптимальные РС ТП МО не только для внедрённых, но и для других классов деталей, причём задача оптимизации решается на ранних стадиях проектирования технологии, что позволяет избежать дополнительных затрат при внедрении и отработке ТП.

6. Результаты научного исследования доказали, что комплексная оптимизация РС ТП МО - это эффективное направление совершенствования технологических процессов, являющееся основой для дальнейших научных разработок по темам:

- поиск более эффективных методов оптимизации РС ТП МО,

- создание типовых размерных структур для разных классов деталей,

- отработку деталей на технологичность по типовым РС ТП МО,

- расчёт специфических видов технологических размерных цепей (покрытий, насыщений, пространственных, связанных размерных цепей) и другие.

Список публикаций по теме диссертации:

1. Евсин, Е. А. Автоматизированная система выбора оптимальной исходной заготовки при проектировании технологического процесса [Текст] / Е. А. Евсин, А. В. Перминов // Совершенствование процессов абразивно-алмазной и упрочняющей обработки в машиностроении. Сб. научн. тр. - Пермь: ПГТУ, 1998. - С. 128-132

in О 4 2 8-

2. Перминов, А. В. Оптимизация и автомат гических процессов механической обработки [' качества изготовления и эксплуатационных xaf ческими методами. Тезисы докладов ХХГХ HTI

3. Перминов, А. В. К вопросу об оптимизаг ских процессов мехобработки [Текст] / А. В. П териалов и конструкций: Сб. научн. тр. №1 - П

4. Евсин, Е. А. Автоматизция выбора опти\ тировании ТП [Текст] / Е. А. Евсин, А. В. Перм. № 5 - С. 45-46.

5. Перминов, А. В. Автоматизация выбора оптимальной размерной структуры детали [Текст] / А. В. Перминов // Наука - производству - 2000. - № 5 - С. 46-47.

6. Перминов, А. В. Моделирование оптимальной размерной структуры технологических процессов механической обработки [Текст] / А. В. Перминов, С. В. Самой-ленко // Высокие технологии в машиностроении и высшем образовании. Сборник тезисов НТК / Под ред. - Пермь: ПГТУ, 2000. - С. 46-48.

7. Перминов, А. В. Разработка модели оптимальной размерной структуры технологических процессов механической обработки [Текст] / А. В. Перминов // Аэрокосмическая техника и высокие технологии - 2000: Тез. докл. Всероссийс. научно-техн. конф. / Под ред. Ю. В. Соколкина и А. А. Чекалкина - Пермь: ПГТУ, 2000. - С. 159.

8 Кропоткина, Е. Ю. Размерный анализ технологических процессов механической обработки (проектная задача) [Текст] / Е. Ю. Кропоткина, А. В. Перминов // -Пермь: ПГТУ, 2001.-39 с.

9. Перминов, А. В. Использование матрицы размерных цепей для оптимизации размерной структуры технологических процессов автоматизированного производства [Текст] / А. В. Перминов // Техника машиностроения - 2002. - № 4 - С. 67-69.

10. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004612032. Электронный сетевой архив технической документации («ТехАрхив») [Текст] / А. В. Перминов // Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, М.: 2004.

С некоторыми из этих публикаций и другими научными разработками автора можно ознакомиться в Internet на сайте http://alexcriv.narod.ru.

Зав. РИО М.А. Салкова Подписано в печать 12 05 2005 г Формат 60x84 1/16 Уч-изд.л. 1,0 Тираж 100. Заказ 87.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия им П А Соловьева (РГАТА) Адрес редакции- 152934, г Рыбинск, ул. Пушкина, 53 Отпечатано в множительной лаборатории РГАТА 152934, г Рыбинск, ул Пушкина, 53

РНБ Русский фонд

2006-4 7388

ВВЕДЕНИЕ.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ.

1.1 Анализ методик разработки PC ТП МО.

1.1.1 Традиционная методика и САПР ТП «Геркулес».

1.1.2 Табличная методика размерного анализа и программа расчёта размерных цепей RA 6.2. ф 1.1.3 Методика размерного синтеза. Системы GRAKON7 и ГАСПОТ

ЭКСПРЕСС.

1.2 Выводы.

1.3 Постановка целей и задач исследования.

2 ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР ф ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХПРОЦЕССОВ

МЕХОБРАБОТКИ.

2.1 Факторный анализ процесса проектирования PC ТП МО.

2.1.1 Анализ эффективности и выбор метода проектирования ТГ1.

2.1.2 Анализ чертежей типовых деталей и типовых исходных заготовок деталей авиастроения.

2.1.3 Анализ алгоритма проектирования технологии на основе типового ТП.

2.1.4 Классификация выявленных факторов эффективных ТП МО по видам и управляемости.

2.1.5 Классификация факторов по способу их определения.

2.1.6 Взаимодействие выявленных факторов, введение комплексных, выбор способа формализации.

2.2 Постановка задачи оптимизации PC ТП МО.

2.2.1 Переход от графического к матичному представлению размерных структур. Учёт факторов эффективности ТП в модели PC ТП МО . 49 'Л 2.2.2 Выбор целевой функции оптимизации PC ТП МО.

2.2.3 Исследование составляющих целевой функции оптимизации.

2.2.4 Описание ограничений модели PC ТП МО.

2.2.5 Постановка задачи оптимизации PC ТП МО.

2.3 Выбор методов решения. ф 2.4 Выводы.

3 РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

PC ТП МО.

3.1 Создание математической модели PC ТП МО.

3.1.1 Параметры оптимизации и ограничения математической модели . . 64 ^ 3.1.2 Матрица размерной структуры.

3.1.3 Матрица типовой размерной структуры.

3.1.4 Анализ модели PC ТП МО на адекватность. Матрица размерных цепей.

3.1.5 Матрица точности и свойств поверхностей.

3.2 Оптимизация математической модели PC ТП МО.

3.2.1 Расчёт минимально возможного количества составляющих звеньев во всех размерных цепях с помощью модели PC ТП МО.

3.2.2 Разработка критерия оптимальности модели PC ТП МО.

3.2.3 Уточнение задачи оптимизации модели PC ТП МО.

И 3.2.4 Составление алгоритма оптимизации модели PC ТП МО.

3.3 Выводы.

4 РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (ПМК) ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР ПРОЕКТИРУЕМЫХ ТП МО.

4.1 Описание программно-методического комплекса.

4.1.1 Исходные данные для синтеза PC ТП МО.

4.1.2 Создание модели типовой PC ТП МО в ПМК.

4.1.3 Синтез оптимальной размерной структуры техпроцесса.

Основной задачей современного машиностроения является создание конкурентоспособных изделий, обладающих высоким качеством и минимальной себестоимостью изготовления. Решение этой задачи осуществляется в определенной степени на стадии технологической подготовки производства, где предусматривается проектирование оптимальных технологических процессов, обеспечивающих получение заданного качества, в том числе, точности деталей изделия, при высокой производительности их изготовления.

В то же время, на большинстве предприятий авиационной промышленности эффективность проектируемых технологических процессов (ТП) механической обработки (МО) недостаточна. Проектируемые ТП не обеспечивают снижение материалоёмкости высокоточных деталей, трудоёмкости обработки и процента брака.

Оптимизация применительно к обеспечению точности заданных размеров при минимальной трудоемкости МО невозможна без проектирования оптимальных размерных структур технологических процессов механической обработки (PC ТП МО). Однако в настоящее время принятие оптимальных решений сдерживается из-за отсутствия: научных знаний о комплексном влиянии конструктивных, технологических, структурных и экономических факторов на PC ТП МО; математической модели и ее оптимизации на основе комплексного многоуровневого подхода; программно-методического комплекса (ПМК) для синтеза оптимальных размерных структур технологических процессов механической обработки.

Анализ возможных путей решения этой проблемы (проектирование нескольких вариантов размерной структуры ТП по существующим методикам, создание размерных схем на этапе проработки на технологичность, использование компьютерной техники и существующего программного обеспечения при проектировании ТП) показал их малую эффективность и необходимость комплексной многоуровневой оптимизации ТП МО для учёта всех факторов производства.

Таким образом, существует научная проблема, заключающаяся в отсутствие научных знаний, необходимых для комплексной многоуровневой оптимизации размерных структур технологических процессов механической обработки и разработки программно-методического комплекса (ITMK).

Научная новизна темы состоит в создании научных основ комплексной многоуровневой оптимизации размерных структур технологических процессов механической обработки деталей, где разработка математической модели и ее оптимизация осуществляются с использованием комплексного многоуровневого подхода к разработке целевой функции и критерия оптимальности PC ТП МО. В известных подходах к разработке PC ТП МО на основе размерного анализа (РА) и размерного синтеза учитывалось влияние лишь одного - структурного фактора на PC ТП МО, а задача оптимизации размерной структуры технологического процесса вообще не ставилась.

В то же время, развитие научных знаний в области моделирования систем, системного анализа, сочетаясь с накопленными знаниями по технологии машиностроения, размерному анализу и синтезу, позволяет применить современные методы оптимизации к процессу проектирования PC ТП МО деталей.

Практическая значимость темы состоит в научном обосновании ПМК, предназначенного для совершенствования следующих выходных параметров: повышения качества проектирования PC ТП МО за счёт принятия оптимальных решений; снижения трудоёмкости проектирования технологии за счёт автоматизации ряда задач (расчёт размерных цепей, подбор прогрессивной оснастки и другое) и применения типовых решений; повышения производительности механической обработки заготовок за счёт уменьшения припусков и длины обработки; снижения материалоёмкости деталей и расхода инструмента за счёт рационального распределения припусков. Наряду с этим, научные результаты послужат для дальнейшей разработки данной темы (создание типовых размерных структур ТП для различных групп деталей) и других исследований (отработка деталей на технологичность по типовым PC, разработка методик расчёта специфических видов размерных цепей и других).

В области размерного анализа работали многие выдающиеся специалисты, которые создали ряд методик, позволяющих решить многие размерные задачи, возникающие в процессе проектирования технологии. В традиционной методике размерного анализа на основе РД 50-675-87 даются только формулы расчёта замыкающих звеньев размерных цепей (РЦ) методом максимума-минимума. В литературе по проектированию технологических процессов [9, 35, 40, 63] этап размерного анализа техпроцесса стоит обычно одним из последних. В результате такого подхода: точность и стабильность геометрических параметров деталей зачастую не обеспечивается; требуется высокая квалификация технолога; простановка технологических размеров на операциях неоптимальна; припуски зачастую назначаются больше необходимых; нет критериев сравнения вариантов PC ТП МО; невозможно определить полную взаимосвязь между технологическими решениями и точностью детали.

Большую роль при устранении этих недостатков сыграли работы профессоров В. В. Матвеева, А. В. Тверского [36] и других исследователей (профессоров И. С. Солонин, С. И. Солонин [62], И. Г. Фридлендер [52]). Использование планов обработки поверхности по методике В. В. Матвеева (табличная методика) обеспечивает рациональное назначение минимальных припусков. Впервые вводится понятие размерной схемы техпроцесса. Вариант ТП может быть оценён по расходу материала или показателю приведенных затрат. Но, поскольку задача оптимизации не ставилась и не решалась; выбранные критерии не обеспечивают оптимальности PC ТП МО; не выделены управляемые факторы для изменения PC ТП МО; нет возможности проверить все возможные варианты из-за высокой трудоёмкости расчётов, поскольку каждый из вариантов PC ТП технолог должен создавать вручную.

Развитие РА получил в работах доц. Б. С. Мордвинова [41], проф. Э. А. Мухачёвой, доц. Э. Г. Рахимова [42] и в направлении размерного синтеза профессоров М. X. Гольдфельда, Ю. Н. Свиридова, В. Ю. Шамина, JI. J1. Зайончика, И. Я. Мирнова и других, [17, 18]. В этих работах впервые вводится понятие размерной структуры техпроцесса как взаимосвязи всех размеров детали, исходной заготовки, операционных размеров и припусков. PC ТП МО была представлена в виде графа, что позволило применить теорию графов к её оценке и выявить структурный критерий сравнения: суммарное количество составляющих звеньев во всех уравнениях размерных цепей (ЕЛО- Однако размерный синтез не решает задачи построения оптимальной PC, поскольку задача оптимизации PC ТП МО разработчиками не ставилась и не решалась; алгоритмы создания вариантов PC ТП МО и критерии их сравнения не гарантируют оптимальность варианта, поскольку проверяются не все варианты и учитываются не все факторы.

Дальнейшие научные разработки в области размерного анализа касались в основном проблем практической реализации вышеописанных методик или их углубления и развития с позиции конструкторской (проф. В. В. Непомилуев, доц. М. Е. Ильина [43], доц. М. В. Тарасова [66]) и технологической проработки изделий и деталей. Например, проф. Ю. А. Мокрушин и доц. А. А. Костицына [40], основываясь на табличной методике, предлагают выбирать вариант PC ТП МО при проработке деталей на технологичность, что позволяет при необходимости внести изменение в чертёж детали. Однако, при использовании аналогичных экономических критериев для сравнения созданных вручную 2 - 3-х вариантов размерной схемы получить оптимальный вариант PC ТП МО невозможно, особенно для сложных деталей авиационного двигателестроения, имеющих до 1000 и более размеров.

Таким образом, к настоящему времени научная проблема комплексной оптимизации размерных структур технологических процессов механической обработки заготовок не была решена, и существует актуальная необходимость её решения.

Объект исследования - процесс проектирования технологии механической обработки заготовок. Предметом исследования является процесс формирования PC ТП МО.

Цель работы - повышения эффективности технологических процессов механической обработки на основе комплексной оптимизации размерных структур.

Задачи.

1. Определить комплекс факторов, влияющие на проектирование PC ТП МО и создать схему их взаимодействия.

2. Поставить задачу оптимизации PC ТП МО (описать объект оптимизации, разработать целевую функцию оптимизации, определить методы решения задачи).

3. Создать математическую модель PC ТП МО в матричной форме.

Матричное представление модели облегчит автоматизацию процесса оптимизации PC ТП МО; позволит представить типовые размерные структуры в простой и удобной форме, учесть комплексные факторы при построении PC ТП МО и вывести расчётные зависимости для -определения комплексного критерия оптимальности.

4. Разработать комплексный критерий оптимальности модели PC ТП МО и вывести расчётные зависимости для его определения.

5. Построить алгоритм комплексной многоуровневой оптимизации математической модели PC ТП МО.

6. Создать программно-методический комплекс (ПМК) для проектирования оптимальных PC ТП МО

7. Провести внедрение ПМК в производственных условиях.

Научная новизна исследования.

На основании факторного анализа процесса проектирования размерных структур технологических процессов мехобработки и структурного анализа размерных связей детали, исходной заготовки и технологического процесса разработана математическая модель PC ТП МО в матричной форме, позволившая:

- разработать комплексный критерий оптимальности PC ТП МО, учитывающий влияние комплекса структурных и экономических факторов, технологических и конструкторских ограничений и выявить математические зависимости для его определения;

- разработать метод проверки адекватности PC ТП МО, не требующий трудоёмкого расчёта размерных цепей;

- разработать алгоритм оптимизации размерных структур проектируемых технологических процессов механической обработки.

Практическая значимость исследования.

Программно-методический комплекс проектирования оптимальных PC ТП МО, созданный на научной основе комплексного подхода к разработке математической модели PC ТП МО и ее оптимизации, использован в следующих областях практической деятельности:

- на предприятиях ОАО «Пермский моторный завод» и ОАО «Редуктор-ПМ», где на основе ПМК- разрабатываются технологические процессы с оптимальными размерными структурами, в том числе в качестве апробации ПМК - десять различных по конструкции деталей, что дало значительный экономический эффект.

- в учебном процессе на кафедре «Технология машиностроения» Пермского государственного технического университета (ПГТУ) при изучении дисциплин «Размерный анализ ТП на ЭВМ», «Информационные технологии в машиностроении» и других, а также при проектировании курсовых и дипломных проектов;

Апробация результатов исследования проводилась:

- в практической деятельности - в учебном процессе в ПГТУ при изучении дисциплин, проектировании курсовых и дипломных проектов и при создании методических разработок; на предприятиях при проектировании технологических процессов механической обработки деталей; в Федеральной службе России по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам при регистрации ПМК (Свидетельство №2004612032 от 5 июля 2004 г-);

- в научной деятельности - в выступлениях на Международных и Всероссийских научно-технических конференциях с опубликованием тезисов докладов в сборниках НТК; на научных семинарах кафедр «Технология машиностроения», «Математическое моделирование», «Металлорежущие станки и инструмент» ПГТУ, кафедр «Станки и инструмент» и «Технология авиационных двигателей и общего машиностроения» РГАТА; в публикациях результатов исследований в научных журналах и сборниках научных трудов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе 5 статей в сборниках научных трудов и научных журналах, 3 тезиса в сборниках НТК, учебное пособие и свидетельство о регистрации программы для ЭВМ.

С избранными статьями и другими научными разработками автора можно ознакомиться в Internet на сайте http://alexcriv.narod.ru.

На защиту выносятся:

- математическая модель PC ТП МО в матричной форме,

- комплексный критерий оптимальности модели PC ТП МО и расчётные зависимости для его определения,

- метод проверки адекватности PC ТП МО не требующий расчёта размерных цепей;

- алгоритм комплексной оптимизации PC ТП МО.

Структура и объём диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка использованной литературы на 54 наименования и 5 приложений. Содержит 142 страницы печатного текста, 29 рисунков, 32 таблицы, список литературы на 75 наименований, 5 приложений.

4.2 Выводы и рекомендации по использованию ПМК

Программно-методический комплекс работает наиболее эффективно, если его включить в состав системы автоматизированного проектирования технологических процессов. Состав ПМК и его внешние связи представлены на рисунке 22.

Рисунок 22 - Модульное построение Г1МК проектирования оптимальных PC ТП МО заготовок

Преимущества ПМК:

- ПМК полностью реализует созданную комплексную методику, что позволяет уменьшить время на проектирование технологических процессов для различных типов производств в несколько раз;

- модульное построение позволяет использовать ПМК в производстве, при обучении студентов и контролировать ход работы на каждом этапе;

- развитый интерфейс и удобная система справочной информации позволяет пользователю быстро научиться эффективной работе с ней;

- ПМК автоматизирует наиболее трудоёмкие технологические расчёты при проектировании размерной структуры и расчёте технологических размеров на операциях ТП;

- ПМК отвечает всем современным требованиям к программному обеспечению.

Для полной реализации всех преимуществ ПМК при внедрении ег о в производство следует:

- провести статистические исследования точности обработки деталей на существующем оборудовании, для чего можно использовать технологии идущих в производстве деталей;

- на основе идущих деталей создать базу данных типовых размерных структур;

- ПМК желательно использовать не отдельно, а в составе автоматизированной системы проектирования технологических процессов, что в несколько раз позволит сократить время на ввод информации (исключить повторный ввод данных для ПМК) и на проектирование эскизов операций ТП в графическом редакторе (при автоматическом получении данных из ПМК).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Решена производственная проблема повышения эффективности технологических процессов механической обработки на основе комплексной многоуровневой оптимизации размерных структур.

2. Решена научная проблема и достигнута цель исследования -разработан метод комплексной многоуровневой оптимизации PC ТП МО, включающее:

- схему взаимодействия комплекса факторов, влияющих на проектирование PC ТП МО, созданную на основе факторного анализа процесса проектирования PC ТП МО;

- постановку задачи оптимизации PC ТП МО и математическую модель PC ТП МО в матричном виде (с учётом комплекса структурных, экономических, конструкторских и технологических факторов);

- методику проверки адекватности PC ТП МО, не требующую расчёта размерных цепей;

- критерий оптимальности модели PC ТП МО.

3. Решение задачи оптимизации получено в виде алгоритма комплексной оптимизации модели PC ТП МО с использованием предложенного критерия оптимальности PC ТП МО. На основе алгоритма создан программно-методический комплекс проектирования оптимальных PC ТП МО.

4. Программно-методический комплекс внедрён на двух предприятиях авиастроения и показал высокую эффективность при разработке новых и оптимизации существующих PC ТП МО. Созданы типовые размерные структуры для типовых деталей авиадвигателя ПС-90А2 и вертолётного редуктора ВР-8, позволившие оптимизировать 10 технологических процессов механической обработки. Получено снижение трудоёмкости проектирования эскизных технологических процессов более чем на 60%, трудоёмкости механической обработки до 20%; обеспечено уменьшение себестоимости деталей до 17%; повышено качество проектируемых техпроцессов (исключены ошибки в размерной структуре, что снизило количество изменений в технологических процессах при внедрении в производство на 50%).

ПМК внедрён в учебном процессе на кафедре «Технология машиностроения» ПГТУ при изучении дисциплин «Размерный анализ ТП», «Информационные технологии в машиностроении», «Автоматизированные системы проектирования ТП».

5. Программно-методический комплекс позволяет создавать оптимальные PC ТП МО не только для внедрённых, но и для других классов деталей, причём задача оптимизации решается на ранних стадиях проектирования технологии, что позволяет избежать дополнительных затрат при внедрении и отработке технологических процессов.

6. Результаты научного исследования доказали, что комплексная многоуровневая оптимизация PC ТП МО - это эффективное направление совершенствования технологических процессов, являющееся основой для дальнейших научных разработок по темам:

- поиск более эффективных методов оптимизации PC ТП МО;

- создание типовых размерных структур для разных классов деталей;

- отработку деталей на технологичность по типовым PC ТП МО;

- расчёт специфических видов технологических размерных цепей (покрытий, насыщений, пространственных, связанных размерных цепей) и другие.

1. Авербах, Т. Н. Оптимизация выбора ТП и оборудования в САПР механических цехов Текст. / Т. Н. Авербах, С. М. Тетерин. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1984. г- № 9. - С. 20-23.

2. Аверченков, В. И. Оптимизация выбора технологических операций Текст. / В. И. Аверченков, М. Е. Чистов. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1991. -№ 1-3. - С. 20-23, 21-24, 14-16.

3. Аверченков, В. И. Основы построения САПР Текст. / В. И. Аверченков, В. А. Камаев Волгоград: ВПИ, 1984. - 215 с.

4. Автоматизация проектно-конструкторских работ и ТПП в машиностроении Текст. / Под ред. О. И. Семенкова. Минск: «Машиностроение», 1976.-351 с.

5. Автоматизация размерных расчётов при проектировании техпроцессов мехобработки Текст. / Серия «Автоматизация проектирования» Оренбург: Наука, 1987. - 92 с.

6. Ашихмин, В. Н. Введение в математическое моделирование Текст. / В. Н. Ашихмин, М. Г. Бояршинов [и др.]; под ред. П. В. Трусова М.: Интернет-инжиниринг, 2000. - 336 с.

7. Бабак, В. Ф. Модели и методы конструирования интеллектуальных САПР ТП механообработки Текст. / В. Ф. Бабак М: ВНИИТЭМР, 1990. -57 с.

8. Бабук, В. В. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении Текст. / В. В. Бабук, В. А. Шкред [и др.] Минск: «Вышэйшая школа», 1983. - 158 с.

9. Базров, Б. М. Модульная технология изготовления деталей. Технология металлообрабатывающего производства Текст. / Б. М. Базров -М.: ВНИИТЭМП, 1986. 52 с.

10. Бальмонт, Б. В. Оптимизация допусков на входных параметрах изделия по принципу минимальной стоимости Текст. / Б. В. Бальмонт. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1983. - № 8. - С. 54-62.

11. Барзов, А. А. Технологическая диагностика в структуре САПР мехобработки Текст. / А. А. Барзов, О. В. Зарубина // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1993. - Спец. вып. № 6. - С. 18-22.

12. Боброва, И. В. Выбор баз при машинном проектировании технологических процессов механической обработки Текст. / И. В. Боброва. Челябинск: ЧПИ, 1989. - 72 с.

13. Бруевич, Н. Г. Вопросы автоматизации технологического проектирования Текст. / Н. Г. Бруевич, Б. Е. Челищев, И. В. Боброва. -Челябинск: ЧПИ, 1989. 95 е.: ил.

14. Бруевич, Н. Г. Основы теории точности механизмов Текст. / И. Г. Бруевич. Челябинск: ЧПИ, 1988. - 35 с. - 1270 экз.

15. Гиль, А. Б. Информационные основы процедур поиска оптимальных вариантов объекта Текст. / А. Б. Гиль, А. И. Капланский, В. М. Умывакин // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВПИ, 1988. - С. 4-10.

16. Голдфельд, М. X. Методика синтеза размерной структуры технологического процесса механической обработки деталей машин Текст. / М. X. Голдфельд. Челябинск: ЧПИ, 1989. - 156 с.

17. Голдфельд, М. X. Применение теории графов к задаче синтеза размерной структуры технологического процесса механической обработки Текст. / М. X. Голдфельд. Челябинск: ЧПИ, 1982. - 32 с.

18. Гундарева, Д. Г. Автоматизация выпуска чертежей на основе системы AutoCAD Текст. / Д. Г. Гундарева, С. А. Лонова. М.: Крон-Прссс, 1993.-73 с.

19. Дунаев, П. Ф. Расчет допусков размеров Текст. / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. М.: Машиностроение, 1981. - 190 с.

20. Евсин, Е. А. Автоматизация выбора оптимальной исходной заготовки при проектировании ТГ1 Текст. / Е. А. Евсин, А. В. Перминов. // Наука производству. - 2000. - № 5 - С. 45-46.

21. Евсин, Е. А. Информационные технологии в научных и инженерных разработках Текст. / Е. А. Евсин, Л. X. Зубаирова. Пермь: ПГТУ, 1999.-95 с.

22. Евсин, Е. А. Функциональный анализ технических систем Текст. / Е. А. Евсин, В. Н. Донсков Пермь: ПГТУ, 1981. - 25 с.

23. Калачёв, О. Н. Автоматизация размерных расчетов на этапе проектирования технологического процесса механообработки Текст. / О. Н. Калачёв, С. А. Погорелов. // Вестник машиностроения 2002. - № 6. -С. 54-58.

24. Калачёв, О. Н. Интерактивное моделирование размерных изменений заготовки при проектировании технологического процессамеханообработки Текст. / О. Н. Калачёв. // Информационные технологии. 2001. -№ 2.-С. 10-14, 58.

25. Капустин, В. М. Построение информационной модели детали при автоматизированном проектировании ТП Текст. / В. М. Капустин. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1986. - № 3. - С. 19-21.

26. Капустин, В. М. Применение И/ИЛИ графов для представления задачи синтеза технологических маршрутов мехобработки. Текст. / В. М. Капустин, Ф. К. Семёнов. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1986. -№ 11.-С. 54-62.

27. Классификатор деталей конструкторско-технологический Текст. -Пермь: ОАО "Пермский моторный завод", 1991. 105 с.

28. Косилова, А. Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении. Текст. / А. Г. Косилова, Р. К. Мещеряков, М. А. Калинин. М: Машиностроение, 1976. - 123 с.

29. Кропоткина, Е. Ю. Размерный анализ технологических процессов механической обработки (проектная задача) Текст. / Е. Ю. Кропоткина, А. В. Перминов. Пермь: ПГТУ, 2001. - 39 с.

30. Кузьмичёв, А. С. Вычислительные модели с несколькими критериями качества Текст. / А. С. Кузьмичёв. // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: межвуз. сб. науч. тр. -Воронеж: ВПИ, 1988. С. 87-91.

31. Левицкий, Э. А. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства. Текст. / Э. А. Левицкий [и др.] Пермь: НИИУМС, 1995. - 86 с.

32. Масягин, В. Б. Размерный анализ конструкций машиностроения и технологии их изготовления. Текст. / В. Б. Масягин, В. Ф. Выгодский. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1988. - № 3. - С. 54-62.

33. Маталин, А. А. Технология машиностроения. Текст. / А. А. Маталин. СПб.: Машиностроение, 1985. - 512 с.

34. Матвеев, В. В. Размерный анализ технологических процессов. Текст. / В. В. Матвеев, А. В. Тверской [и др.] М: Наука, 1982. - 180 с.

35. Математические вопросы автоматизации проектирования и испытаний Текст. // Научно-технический сб. Минск: МГТУ, 1986. — 155 с.

36. Методы и средства проведения научных исследований в области машиностроения Текст.: сб. статей. М.: МГТУ «Станкин», 1989. - 52 с.

37. Митрофанов, В. Г. Математическое обеспечение САПР ТПП. // Автоматизация и современная технология Текст. / В. Г. Митрофанов. 1996. -№ 7.-С. 54-62.

38. Мокрушин, Ю. А. Проектирование и технико-экономический анализ технологических процессов Текст. / Ю. А. Мокрушин, А. А. Костицына; под общ. ред. Ю. А. Мокрушина. Ижевск: Изд. дом «Удмуртский университет», 2000. - 313 с.

39. Мордвинов, Б. С. Исследование геометрической структуры с применением теории графов Текст. / Б. С. Мордвинов. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1965. - № 3. - С. 54-62.

40. Непомилуев, В. В. Расчётная оптимизация нежёстких размерных цепей Текст. / В. В. Непомилуев, М. Е. Ильина. // Аэрокосмическая техника и высокие технологии 2000: сб. тез. Всерос. НТК. - Пермь: ПГТУ, 2000. -С. 140.

41. Озерова, Г. П. Оптимизация пользовательского интерфейса к базам данных в САПР Текст. / Г. П. Озерова. // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: ВПИ, 1988. -С. 53-60.

42. Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах Текст.: межвуз. сб. научн. трудов. / Воронеж, политехи, ин-т. Воронеж: ВПИ, 1988.- 198 с.

43. Перминов, А. В. Использование матрицы размерных цепей для оптимизации размерной структуры технологических процессов автоматизированного производства Текст. / А. В. Перминов. // Техника машиностроения 2002. - № 4 - С. 67-69.

44. Перминов, А. В. К вопросу об оптимизации размерной структуры технологических процессов мехобработки Текст. / А. В. Перминов. // Механика и технология материалов и конструкций: сб. научн. тр. № 1 -Пермь: ПГТУ, 1998.-С. 117-123.

45. Перминов, А. В. Разработка модели оптимальной размерной структуры технологических процессов механической обработки Текст. / А. В. Перминов. // Аэрокосмическая техника и высокие технологии 2000: тез. докл. Всерос. НТК. - Пермь: ПГТУ, 2000. - С. 159.

46. Пособие технологу механического цеха при расчёте размерных цепей Текст.; под ред. В. Е. Царёва. — Пермь: ОАО «Пермский Моторный Завод», 1986. 36 с.

47. Размерный анализ технологических процессов обработки Текст. / Под ред. И. Г. Фридлендера. СПб.: Машиностроение, 1987. - 144 с.

48. Расчеты экономической эффективности новой техники Текст.; под ред. К. М. Великанова. СПб.: Машиностроение, 1989. - 446 с.

49. Рыжов, Э. В. Математические методы в технологических исследованиях Текст. / Э. В. Рыжов, О. А. Орленко. Киев: Наукова думка, 1990.- 185 с.

50. Рыжов, Э. В. Оптимизация технологических процессов механической обработки Текст. / Э. В. Рыжов, В. И. Аверченков. Киев: Наукова думка, 1989 - 192 с.

51. Свирщёв, В. И. Расчёты технологических операций на точность Текст. / В. И. Свирщёв. Пермь: ПГТУ, 1981. - 38 с.

52. Семёнов, Ф. К. Проектирование ТП мехобработки на основе эвристического программирования Текст. / Ф. К. Семёнов. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1988. - № 2. - С. 54-62.

53. Сизёнов, JI. К. Оптимизация допусков на параметры ТП Текст. / JI. К. Сизёнов. // Известия ВУЗов. Машиностроение. 1986.- № 12. -С. 54-62.

54. Скуратов, Д. JI. Определение рациональных условий обработки при производстве деталей ГТД Текст. / Д. J1. Скуратов, В. Н. Трусов. -Самара: Самарский научный центр РАН, 2002. 152 с.

55. Соловьёв, В. К. Графическая автоматизированная система проектирования операционных технологических процессов «ГАСПОТ-ЭКСПРЕСС» Текст. / В. К. Соловьёв. Уфа: УГАТУ - 108 с.

56. Солонин, И. С. Расчёт сборочных и технологических размерных цепей Текст. / И. С. Солонин, С. И. Солонин. М.: Машиностроение, 1980. -110 с.

57. Справочник технолога-машиностроителя Текст. В 2-х т. Т. 2; под ред. А. Г. Косиловой, Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986. -496 с.

58. Степанцов, В. А. Оптимизация выбора технологической структуры и технических средств ГПС Текст. / В. А. Степанцов, А. С. Кузьмичёв. // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: межвуз. сб. науч. тр. Воронеж: В ПИ, 1988. - С. 188-192.

59. Стрелец, А. А. Размерные расчеты в задачах оптимизации конструкторско-технологических решений Текст. / А. А. Стрелец, В. А. Фирсов. М.: Наука, 1988. - 120 с.

60. Тарасова, М. В. Выявление размерных и точностных связей в изделиях машиностроения для обеспечения автоматизированного проектирования последовательности их сборки: автореф. дис. канд. техн. наук Текст. / М. В. Тарасова. М: МГТУ «Станкин», 1999. - 20 с.

61. Усов, Ю. И. Формальное описание технологических знаний на языке логики предикатов Текст. / Ю. И. Усов. // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах: межвуз. сб. науч. тр. -Воронеж: ВПИ, 1988. С. 69-74.

62. Челищев, Б. Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении Текст. / Б. Е. Челищев, И. В. Боброва, А. Гонсалес-Сабатер. М.: Машиностроение, 1987.- 264 с.

63. Чистяков, В. В. Методы подобия и размерностей в литейной гидравлике Текст. / В. В. Чистяков. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

64. Юсубов, Н. Д. Оптимизация планов обработки поверхностей на токарных автоматах Текст. / Н. Д. Юсубов, С. А. Богатенко. // Известия ВУЗов. Машиностроение 1993.-№ 10-12. - С. 54-62.

65. Cassel, Paul. Access 97 in 14 days. Fourth Edition Text. / Paul Cassel. Indianapolis, Indiana, USA: SAMS Publishing, 2000. - 715 p.

66. Cassidy, W. Y. User friendly CBN grinding Text. / W. Y. Cassidy. // Tool and Production. - 1989 - Vol. 55, .N 2. - P.46-48.

67. Cawie, John J. Products for Industry, Construction, Electronics, Aerospace Text. / John J. Cawie. Milford, USA: Distributor Publications Inc, 2003 - 1465 p.

68. Guo, C. Inverse heat transfer analysis of grinding. Pt 2. Applications Text. / C. Guo, S. Malkin. // Trans. ASME. J. Eng. Ind. 1996. - Vol. 118, N 1. -P. 143-149.

69. Spur, C. Automatic design in engineering Text. / C. Spur, M. Hunter, K. Frann-Lotar. France, NORTON Industrial Group, 1998 - 27 p.