автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Проектирование процессов горячей объемной штамповки с использованием геометрического моделирования

ЛЕНИШРДДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На цравазг рузоязаа

В0Л0ШИН0В Денис Вячеславович

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГОРЯЧЕЙ ОБЪЕМНОЙ ШТАМПОВКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

05.03,03 - процесс«' " етш с£р2-5олл дшгев-гем 03.0101 - прггяелгга геемтрга п гкяенераая 1 рфпа

• ; АВТОРЕФЕРАТ

. /тиссргадя« пз сэяоздяэ учотай сггаган ищпкдота

' пауз'

Счшвг-Пзтербург 1*й

¿/¿Л*

. Работа наполнена в Ленинградском государственном техническом университете ' . '

Научный руководитель : доктор, технических наук,

профессор Л.Б.Аксенов.

Официальные оппоненты: доктор технических наук , профессор Г.И.Тетерин; • капдздат технических наук, ст.н.с. Ю.И.Рыбшг

Ведущая организация ВНИИ технологии кэпинострЬекия. ■

Защита состоитсячасов на -засодан"и специализированного совета К 063.38.18 в Ленинградское государственном техническом университете по адресу :195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29, ЛАК, аудитория кафедра Кашшш технология обработки металлов давлением. ' '

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке ЛГТУ. . .

Автореферат разослал 22 ноября 1991 г.

Ученый секретарь специаигаирозйшюго совета, кандидат технических наук

В.И.Егоро]

• ОЩАЯ '/нРДКТЕРЕСТЖА PAFG7LL „• ...

1 '

¿юцрлькосяь ks/5í.

¡йюгстагеосгтв, пдапнеск.э» сащальваэ к многие друг э асгоктн ведепля современного т.атшвого хозгДства ставят перед производителями вггсокиэ требования к ЕфЗектпвностн производства и особенно к тtraes его ко'лхспзнтам, пак процесса проектирования а изготовления изделия. Большие капзталпвлотлтя, згтрзчлвясгда на соврошшм производство, требуя? более быстрого и качественного прсводэния его технической подго-теки. Покидание вознпнагерех-здэсь проблем, ó tsicm достигэпиз поеого уровни в развитие кошьвтергсей техники, определяют нзттраклэгоо-научного к пшапоркого поиска л приводят к нзобходгжютн использования со-ерэмеппых достлжепкГ в. области матекапг "ского моделирования слоит, систем п лп5ормац'юнншс тохвологпп как наиболее аффективных средств для их разрешения. .

Ваяпое место в ссврекзнно*.'. мзаинострсительном производстве запи-мают рвсурсосборэговдиэ форяюбразуодае- технологии, • в том числе горя- ., чая обминая ггашоБка (ГШ), характерной особенностью которой является палячиз кно!'.эс?за вариантов при шборэ способов получения поковок одних и тех га пздздзй. Эта особенность порождает аль-1 ^ркатквпость реализации техпожитаесяого'процесса, ч»ю приводит к необходимости решения оопросоъ шикалшого гскЗора и использованию для этой не jai приемов я «отодоз czсто:,¿ого апагаза, в частности - исследования операций.

Рсгзшо оптаязацпопкой задачи предполагает фэрмцровэшга ста; ящ- . ептаЗ модели п кщ>гэвао параметров' для ее: управления. 'Понятно,- чт.о-болзэ полный учет' параметров, определяющих технологический процесс, гдяазт модель болоо гибкой я значительно повышает ое эффективность для достияеякя ошшаныюго шбора.. .•..■".

Анализ' и системное ггрэдегавлзнпо технолегаческого процесса горл-, чей обгошоЗ птемпошел в' виде операционных юдзлой показывает, что возможность- варьирования технологяческими параметрами а значительной tapo ограничена, тго связано, в ocnomov со свойствами обрабатываемых ¡■"атерпалоз и используем®! оборудованием. Попек' росэтретая возможностей увравлэнид привода? к геокетрплсским характеристикам фор?.и зэготовок, зюторго, как прпЕяло," доиусзиг варьирование' з 'достаточно млрог.отл дна- , тазоко» ггкга образе:, всяпгяазт ситуация, поп которой процод£ г roo--г;отрачзс?юго кодоятрг^етя, непосредственно езязашше с процессом про- . ехтяр^еегт техк&'оття горячей обгежтой птагаовка, хфиобрзтеют- значен тростслэтпсЛ солюсги для обешгвпял • козмэгзгасто етЗорё^пта-

мэлького проектного реаения.

Следует однако заметить, что сложность исходных форм деталей требует использования в процессах проектирования формообразующих технологий компьютерных возшшостей для представления обработал геоёзетри-ческой информации. Это порождает проблему разработки спещгальш; средств автоматизации геометрического моделирования и их интеграция 1 общую систему автоматизированного проектирования токологического про цесса. В свою очередь, использование разработанных средств предполага ет доступность, и эффективность их реализации проектировщиком, что воз когмо при наличии соответствующих методик компыотерно-орие^тированног проектирования. '.'•.■

Необходимостью решения поставленных задач обусловлена тем настоящего исследования и определена ее актуальность.

Цель раЗаты. Целью настоящей работы является создание методик проектирования технологических я цвссов ыногопереходвдй горячей обч емпой атам^овки заготовок деталей пространственной Форш с -использовг юмм кзтодов геометрического моделирования и ее реализация на совре ыешшх персональных ЭВМ.

Для ' реализации поставленной цели необходимо решить' следует задачи: . ' . .

- Разработать методику ко!лтыотерно-ориентированного проекткревг ния псковкй для деталей произвольной трехмерной формы на основе гас метрических преобразований при аерзхода от. геодатрии детали геометрии -оковки.

' - Разработать методику кемпьатерзо-орнонтярованного проекторов; ния технологического процесса для изготовления поковки производи» пространственной формы на основе геометрических преобразований фор заготовки ка переходах итамговкн. . ' •

- Разработать методагку коьяп>ютерш-ориентировапвсго проектиров ния шташсього инструмгта для покохюк произполыюй форда на оспо фун*'иональной 'зашсимости преобразования форма от геометрических технологических. параметров при переходе, от геометрии поковки к .форт образущей штампа.

- Разра «агъ вопросы компьютерного представления пространстве пой формы объоктоп проектирования и е9 техшлЬтачески обусловил! геометрических преобразований. Разработать' киструмоптальнно сродсч

. для реализации синтетических алгоритмов. Предложить ыатодиху оаразог пая &)рми простравсувенннх объектов на ссновэ разработалянх инструые

о

?алыпп: средств. '. .

- Расрпботать пргппдаш- простракстозпно - гг Цгграчэсвого взагаго-¡эПствпл Ерооктирогаикэ с Ен5зр»ационпэ - гнчислгголъной системой, ш-шеэнесго в форм плоско-проекционного интерфейса и реализ зать их в гроцэссах технологического проектирования.

■ - Разработать проб.томно-оризнтпровахшув подсистему автоматизиро-¡аянсго • проектирования; технслопгтсс:-<-:>: процессов - горячей- рбъемной ¡тамгоЕка нч основе комплекса гтрогракм, обеспечивающего -твердотельное' •оометрнчэскоэ моделирование и шполшнеэ технологически обусловлзглих •зомзтрических преообрззоЕаниЗ. Апробировать ' систем при проектировала конкретных тезшологкчэскнх процессов и внедрить еэ в производство.

Яежйы исслеОо&яшя. - ,

Для репенил гос-гавленннх задач приценялись методы системного анализа и .исследования операций, логического программирования и. искус-тсег.кого интеллекта, теории -мноеоств, проекционного моделирования," нчлслительпоЯ.математики, аналитической геометрии.

Нсг-пкоя новизна работ заключается в разработке:

1) формального представления процессов проектирования технологии орячвй объемной штамповки в ввдэ совокупности операгтанннх коделой и пециадьиах операций для технология :ки обусловленных преобразований ормн объек >в проектирования;'

2) вопросов' иаакнно-орпэнтированкого и взаимосвязанного с. тезно-огичэскш процессом горячей о<5ъег.яоЗ птояховки' нрэдетавлегом про-трзнствэнпой'форма'и еЗ технологически обусловленных геометрических. рэобразовапиЗ,. о тзкге инструментальных ерэдетз для реализации синто--жеских. алгоритмов _•'. использованием докларатхшвнх принцйпов эстроз-яя ирогрЕ.'л.зза систем; . . ; ■ ■

3) гогашженой штодикп' проектирования технологических процессов аогопэроходяой горячей обт-змной втамповкн заготовок деталей простран-твопной фор.э с пспользоЕзшгеи нотодов геометрического моделирования, ¡сличающей в себя:. : - ■' .. - .'.'■'''•

- методику образования фори • пространственных объектов на- основе &зрзботояных инструментальных средств; .

- методику когтавториогорггенп^ровакаого прозктирош ил покоряй яя лэталей произйольпоЯ' "срзэгарпой фор,а на основе геометрических р8сбразоз-авпЯ фора при. гореходэ от форм детали к форме поковки; ' .

• кетедлку т(тп.*ггвраон^зшзроваиого проектирования тохнологя-5сг.ого гтроцэсса для ПЗГОТОВЛОТ1М пежовют произвольная простргшстЕэп-

ной.Форш на основе г&о.татрнческкх преобразований геометрии заготона на пароходах шташовки; '

- методику когшьютерпо-ортентаровзнного проектирования зтэмпового инструмента. дяя поковок произвольной геоа-зтриче.кой формы па основа функциональной завниаости преобразования фарш от гескзтрэтзсклх л технолсгитоских параметров при пароходе от геометрии поковка к формообразующей штампа. •

Решена задача оптимизации геометрии сошеданнях поковок при птгм-поъко ла КПШ .и кодотах. . ''•'•.

Ярагиаческоя црюиххь и прояьшеннся реомааиия райсхи.

Предлогйшюл комплохсшя методика проектирования .тахвологичоскс процессов гаи с использованием геоыетрпчзс ого коделнроваяпя роализо-аана п виде пакета прикладных проката! геометрического моделирования, являгугася составной частью нроб.яекно-сриентнровэшюЗ САПР ТП ойьвшй! агакпойкя. ' • '

Прахт.. исков применение светел показало сдедуюцпэ результата: '

г существенное сокращенно вреьапа подготовки конструкторской 1. техдалогачоской документации при одновременном улучшения со качества;

- повышение точности расчетов • технологических парауйтров" (обго:< ' поховок и заготовок, эпврц площадей сечений и дг.илатров и т.д.) на б-

202; ' ' . _

- повнгюние производительное?:: труда "теа:олога в 5-7 раз.

Система позволяет гфроэтивгаз прободать сгллкз технологичности до-

талей хояс-оукций, что особенно яажво вр:; частой скано ездолиЗ б условиях' серийного й кассового производства. • ■ ■ •

Результата исследования попользуется на лито1Шо~кузначком заводе ПО ЕлАЗ, па Тушинском мнтпюстроктельиом завода г.-'Носкаа, а така : качестве одпоЯ из технологически* подсистем шдплексной АСИТ* шетру-(лента, разработанной в инженерном цоптро гаокнх производственных систем (ЬЩ ПЮ) -ДРГУ г. С.'-Потербурга. . ■ ;

Ожадзешй • эковомячесига .бффект в условиях одного продпркягкя о* ее ва&дреикя : только за счэт сокращения- жрзкена разработка технологических продессоа составляет сбшез 40 тай. руб.

На зсачит быкосятяся положения, составляйте 'научную вовазиу рабо^ ты, в комплекс нрогра.чйиж средств геометрического «одэлирован».л ; технологического проектирования процессов горячей объокгой штампов:®,

•1лроЗация pc.5o.nu. оскские результата работа докладввались а • республиканской научно-кетогчческоЗ киафронции "Роль шикарной гра

фяки и машинного проектирования в подготовке специалистов для народного хозяйства" (Ленинград, ЛГИ, 1904); -на научзе техническом семинаре •Малоотходная технология, роботизация'и автоматизация ковки и горячей штамповки в XII пятилетке и на период до 2000 года". Ленинград, ДЦНТП, 193<3); на краткосрочном семинаре "Пути повышения эффективности холодно-штамповочного производства", (Ленинград, ДЩГГП, 1387); на конференции "Прогрессивная технология, оборудование и организация заготовительного производства", (Краматорск, РДЭНТП, 1990); на научно-методическом семинаре "САПР в кузнзчно-птампсвочпом производство", (Москва, ВДНТП, 1990) и др. '

.• Публикации по работе. По материалам диссертации имоется девять печатных работ. ; • '

CRpyisnypa и объея Оиссеркщии. Диссертационная работа состоит из

• введения, кести глав,.заключения, списка литература и приложения. Работа содержитъг! страниц основного текста, //J" рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

. В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ с целью определения задач исследования рассмотрены вопросы системного проектирования прессов горячей объемной штамповки в тесной св"за с геометрическими аспектами технологических САПР. Показано место и значение геометрического моделирования при исследовании,

• анализе и проектировании формообразующее технологий. Проведено сравнение фупкцяойальных возмоапостей современных- систем компьютерной .reo-.' мзтрил и график;!, отмечены сферы их использования в автоматизированном проектировании технс...огических процессов. На основе проведениго литературного 'обзора и анализа рззр- 1оток в области системного проектирования технологических процессов ГОШ, ' а текяэ достижений в области автоматизации этих процессов, сформулировала задачи исследования.

Теория и практика проектирования технологических процессов горя- . чей объемной штамповки, а такие вопросы автоматизации проектирования этах процессов явились прэдаетом детальшх исследований в работах Ак-, сенова Л.Б., Алаева Ч.А., Балданз Э.И., Богомолова В.В., ВаЭсбурда P.A., Тэтерина Г.П.; Гореяского Г.К., а- таккэ. Т.Алтг'а, Э.ДЭга, Дя.Бурке и других ученых. •

Одной из центральных задач проектггровагиЛ теютлогнчеакц-о- про-цэссг на основа системгаго подхода является определение наилучшего способа действия при рооеппа той или лшой технологической задачи в ус-

о

лошях, когда имэкт место ограничения технико-экономического или какого-либо другого характера.

В связи с этим на определениях этапах проектирования возникает проблема вибора алътернатквшх вариантов рэали-гции оптимального в дашпсс коккротшх условиях технологического процесса. Эта проблема мо-квт Сыть решена с шякуъзованием различии. математических приемов; при этом использую .гея аналитические, статистические, эвристические и нзко-торие другие модели. Однако решение некоторых задач проектирования не всегда моает бить сведено к построений формальных модолзй и выполнению.. соотвзтствунднх вычислений из-за присутствия на некоторых этапах труд-пофоркэлизуемого. фактора человеческой ' деятельности. В таких случаях для исследования технолоплоского процесса наиболее эффективна кмита-1Г 1е;сл модель, предполагающая синтез формальных п неформальных методов 'исследования, а таххо нсповьзовашэ возькэЕНОстеа совроканноЯ ва-чг.слитолылй техники. 1

■ Ъвгга: юнная модель, как правило, содержат набор взаа.кзевязашпг» моделей ботов низкого ранга, конхрзтазцрувдих этапа разработки технологического процесса. Таким образом, весь процесс проектирования можот Ьить представлен в виде некоторой структура логически и пзра^етрзгчоекп снязатшх имитационных подаоделрЗ, что представляет возможность организация формального синтеза варир-ло: ого рмкжзецди.

Для того, чтобы сфоршро2о~1, г: чзс;эд>«-а. о&до иттадаовную-модель техпроцесса, определяются к»,гг г. £ор!с7лирустся задачи проектирования, выявляются возможные а.илсргэж:ыо варганты его реализация, определяются требования, условия к ограничения, продьявляэжо к процессу как к системе.

Формирование вариантов базируется на некоторой иерархии целей. Ее построение осуществляется на основе анализа тохполоппеского' процесса и выделения кнокзетва целей различных рангов ( уровней ). Цолыо нулевого ранга является оптимальный технологический процесс..

Формальное представление технологическое процесса в виде некоторой структуры взаимосвязанных функций и условий их совместим-остп предоставляет возможность исследования п проектирования технологического процесс как единой системы. Оно позволяэт конструировать обода нотационную модель конкретного технологического процесса пз гмегг гос>; набора частных моделей, реализующее соотБетстаунщю функции. В этоГ: связи весьма актуальным становится сопрос разработки частных нжтаци-ешко моделей и особенно их операций.

Более шдроЗакй анализ этапов проехтаров^яя показывает, что р

и

тех avf-izb.z., ;гг>гд9 псьекг» :.ро.? г'.г.ршм&и. ешп:чн ^•игслогли формообразование, сн&читолььое гязяхя ста »тала ' •s-v-xr-er геометрическая акфс-р/гакя. В свята с в работе обртдатсч тг^'глгае на полную или чг.стпчяуи '.юрчзояпозп. йопрУосз Ks-imjo- сркедтировашог' и взаимосвязанного с конкретным технологическим процессом представления геометрической модели и cS технологически обусловленных параметрических преобразований. Отсутствие разработок по зим вопросам для процессов объемной птамлокси является сдерг.пэщим фактором применения имитационных моделей, так как параметра геометрической формы - одни из некко-г.с, которое могу? варьироваться п -.пгрских пределах с цельп поиска оп-•пг.*здш2х проектах П результате дальнейзего анализа раскры-

вается более ынг.окоо :э с значение процессов геометрического

гаделпрованкя тохло. ячггегсс.к САПР, котсгте лкоо? гзсто практически во всо'. фазах прооктарот^хгпя п пскокгвается, что геометрическое шдэлиро-36©'0 играет кетчевуо роль в пр-ц'эссах разработки систем автоматизации, тежолог.'лесксго ттр'.ок'гтгк;;;^;'-, м г окот сдузять своеобразный ядром ЭТИХ СИСТС!-. ' .

В 3cjí.i;~,oiktj глогл оГор^г'лгровзпи задачи пзслэдовакпя.

ЕО DIO?:;;'] rJíilS ргссэтрва ¡»опроси создания геомэтрических моде-"зй фор:« и ргзрг-Зотнп еэзоиа опорпцвй над дачи. Пр%.,ставлопнио в работе алгсритг? гг пиелите гытнх процзАУР тгярлотедиюго (объемного) моделирований сспотазавтсл 5 "» гипрокЕЕлкш тол ггростргнствошюй. фор-ч ^сотяо-А'якегвза (гтаогзгрзпшетл) поверхностями. Рззработак »¿атечэти-'"jctciI nsisp?- Сортгркшгтя Г'зст.зтршсзкз;: годэли трехмерного об; r.ia.

Л'С. 1. Пример" ■.эг.злп дэталп

кр;.~;;сГ:) ,;.-л гфсохтирог-'яетя •/якго.пл^пэссого 'прог.осел.

(сатупа с

Г)

пространстве, получения моделей слохнах тел методом теоретико-множественного синтеза, процедуры поспх>ения сечений. На рис.1 показан пример получения детали (шатун с крышкой) с использованием базовых операций. •

В настоящее время существует устойчивое понимание процесса roo-, метрического шделирЬЕ?"чия, которое относит его только к фазе синтеза проектного решения. При этом зачастую моделировагэд геометрических свойств физического объекта отождествляется в основном с кодированием геометрической информации, В данной главе приводится новая точка зрения на процесс создания систем геометрического моделирования, позволяющая организовать удобный интерфейс мезду пользователем и системой для эффективного управления трехмерной геометрической информацией на основа шоских. проекционных моделей. Результатом исследования явилась разработка новой системы тгрогра:дя1рова1шя геометрических построений СШ-ГЦШКС. йшсание в СЖЯШКСе взаимозависимых геометрических построений йа чертеже позволяет формировать широкий класс трехмерных объектов и подвергать их различным геометрическим преобразованиям. Так, при ишз-матическом способе задают Форш пространственного объекта, когда поверхность образуется за счет двишшя контура вдоль некоторой траектории, возможно осуществить процедуру функционально-зависимого изменения iJopr.aj производного контура, параметры которого находятся как числовые эквиваленты, управляющего построения.

• Разработана методика описания трехмерной форда посредством управляющие воздействий на элементе чер'д>х:а.

ТРЕТЬИ ГЛАВА, посвящена разработке штодщод компьютерно - ориентированного проектирования форад поковки и созданию для "этих целой-ста-

Рассмотрен комплекс операцкснЕых моделей »гроектирсзания фор:<гп поковок, ЕветчазЕсп! в себя глодали проектирования гесздтряи линии разъела птегякзз, назначения горничных напусков, назначения- припусков н твшо-логичестсих напусков. Для проектирования геакстряи липла рознена птам-поз разработаны л использованы специальные процедуры анализа форма детали, з частности, процедура определения наибольших габаритных размэ-ров тела, нахождения точек контура сечений с экстремалъпшли координатами, вычисления площадей систем замкнугах контуров гг др.

3 результате выполнения операций получаем один из вариантов расположения лг "их разъема (поверхности), который долзэн бить скорректирован разработчиком в интерактивном ре'зиде с учетом технологичности конструкция птампового инструмента. Для упрощения геометрического образа детзла прп проектировании назначает первичные напуски на некоторые' элемента, в частности, на отверстия, диаметр которых коньке минимального, по-учаемого штамповкой, а т'схьэ па отверстия, ось которых не перпендикулярна плоскости разъема итампов. Тем самым значительно сокращается объем информации о геометрии детали.

При определении припускоз проанализированы различные вариаОги пх назначе:шя, з зависикостп • от применяемых стандартов и нормалей. Пред-логена оригинальная методика построения пространственных эквидистант к поверхности детали, п разработан алгоритм назначения припусков.

При назначении технологических напусков предложена универсальная методика определения V зометрин поковок при назначении штамповочных уклонов. Вместе с тем показано, что для определенных видов поковок целесообразно образовывать штамповочные уклоны при помоги двзпеения плоского контура в,доль пространственной .образу.дей. Приведены алгоритмы назначения технологических напусков. В,качестве примера на рис. 2'прЪд-' ■ ставлен'; результат компьютерного проектирования поковки -сходных деталей - шатуна-с кршкой.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАЗА посвящена разработке методики компьютерного проектирования технологических операций процесса ГОШ., В соответствии с Функциональной схемой проектирования, описанной в первой главе,.прежде всего определяется геометрия поковтот, получаемая в результате штамповки, то ость поковка с заусенцем, перемычками п другая дот • лятельнш-й эленэптага. ' -..;-•. •■

При проектировании соЕмоценнзвс и мюгеатучкых поковок производится их ор£мягают в пространстве, выбирается ферлз "еремачка шзду гниет и сбдой. Гесглотряя .о&юя фгркпруется путем дшвэшя плоского контура образуюдеЯ вдоль пространственной пащпвдящэа' (лшта раоьема втейпа).

Mo^é-í-T'fsti Bfcíii.-.vnon: a vjn jSiÂoê 'килаекп, <я K3r:-j.oC /'прла iat»; и пг->рг«эт?сш, егфэдаеясда:

его í, £хг-п laq^uaco-r^osöstcsseä: сапто-

со;-: ¿чгс: ...иг-Га ГЫ;.? . - Я).

■¿кг гт^ояа:^! г-.-ж»,г]?--- соекзшшсх dökosok гага сторьяя • с голо:^/С'П разработке гтасзгпцж их £ор:,щ па кратеряо мпшоа«-

íis нлэдзьоюрвог.»; рь^тьодзл^шШ ая/ж/ЛО& свчопий вдоль со:; noitoEKí ■ (rai-1 'алчного коап&здкшг.а початка). Варькрувкая параметра*® свжш-ся угол ъ-г-гтоил оси гхжо,/а: к осп совизсэшюй jaroïomai к расстояити sizf ecsíceueks. öipaairaiiisras карзиэгроа - кавзлалышй раклер перо-¿'ГШ2 ¡Ävjr nOKOKCCi. > - .

. :*я cccoxükí ; сто/о-та*. расчата заарз. цлоцадой сочетай ео:»г.чя (гг~.3) е со. гараиторпкк:? щюгизшдогся к:5ор варианта

..'¡годсюй -сьготошш'под птажшку.. В работе представлен »■■ль ьр»»]..сз pîiCïTra roo;, .тр^з саготовск для различи« вариантов яро-üiccoa "' ••

Ila;:5oj~a с.'вуяо'! 5кугао£ щкгеютроваапя является определгнго ва-то1с:слоп?зос:'.-с. юрзходов- стаоюл пэксзо;; в заготовок гл -кагучс-.'. из цероу.одоз. Г!родл-:.гаэтсл определять кок1ч>эс.-тсэ пароходовг г^о&юдй.-пг для Cop;'oo6pü?.onr<iii:;i пекоъок гг. фгсзшзй sr.ro-

?óbioí» нра срсшы'ехшох'о «зд&пза игоапоягв vo

схвуксз олсгактов noxo£ir,i xi saroTonn на осязЕгилгд. частик щ uor.vB

cxa-jiOCTi; lio результате.! {Езязза спздолг.зтся шзикмиа

J

\„

г г::УГ7. i ;

¡¡¡¡¡¡I,. -

Fir.. ¿. Гюкоыса иэ с сй;:озш и ..

дсе!'5нЗ участок и необходимое коли^еспю порэ-одэз для его получснит. Затем для кг-здого из характсрсмх сочений сдсмситов поковки определяет-' ся фор*"! контуров соотвэтстеуггз» сэчоегЯ загстогхя на каздсм пз переходов дофоретровгннл.

Ка- основании суцествукцях методик расчета геометрии черновых я предварительна переходов пт&'дюекя получены стандартные репопяя для определоппых типоз контуров сэченяЯ поковки в зззтазмоста от значений их геем о гргкеяпх пэргметров. Рззрзботсна обобранная иэтодяка определения те'оиотраа сэчэний заготовка на'черновых переходах.'

По геоу трни набора сечений элементов заготовки образуется модель заготовка на данном переходе с учетам условия постоянства объема. В случае необходимости мопзо в интерактивном реяпмз вносить требу-сгао, по ¡шентз технолога, изменения в гесметршэ сепенлй, образущах и накргвлягдпх формы заготовка.

Предлог'"-моя методика лает возчозность получить .таяь первое нрл-бдганЕЭ варианта тэхяодегяз на основании сусествузщ. аналогов. Однако для достаточно больного числа деталей обдаго машиностроения полученное резание является' прпемлзмп-д для прахтатсэского использования, хотя я по спюталигла. .

Прсзкт^тровапг.е гиСочаих пзреходоз штиягавки производятся па осно-?пгг.п; сяалязз осевой структура поховох и фор.а профялкрованянг заготовок. По суоству, ото обратная задача определенна зпюрн плояадпй сэче-пг-й длл псксзо:: с из: 1бсч оси. Геометрия, заготовки восстанавливается но со ссовсЯ структуре я геометрия сечепзЯ заготовки после нрефяляро-Г.31С1Я. Прз прсехтвровгпш Форп Производится коррегахкя шышэняя соче-нтгА з мосте тгзгпба с учетом утязял. •

Кэ основания проводенннх исследований разработана ейздя методика прокстяровапяя переходов втамиовяа. В диссертзцяя прззгтятся примеры яровктяровапоя переходов' птаетовкй для различны* гидов поковок.'

3 ПГЕйУЛ ГЛЯЗ рассмотрены вопроси проектирования ита^зювого т- ■ струмента та ссповэ разработанных средств гескетраческого коделярова-яяя. В соответствия с очередностью процедур проектирован-«!, нзлохэнкоЯ в первой главе, Еа порвем этапе производится определение фэрз* ручьэз атгша. . .•

Та:: не; _форта окончательного л. п^дварптэльнцх ручьев иташа опрзделяется геомегрлзй заготовки на этих переходах (с учетом нообхо-далх ко&вяцаЗ координат точез поверхности ), фор«» ручьев получается пттоя простого преобразовали ¡трэд координат модели заготоют. За-трм, гяапопгзяо 'лзтогякэ проотгшреяаяяя 'фора скаджа,- гадхгтаупи'гг'Э-

штряэ о&завзаго 1»йе."о ;{дг®з88гэ плоского , контура вдоль обра-

. зука^й) н деполлйте&шк вледаатов ручья (кшщэвины штампа, литниковой систеш и Окончательно форма ручья образузтся при помощи теоро-

тико-кнс эствэнногс синтеза всех составляющих компонентов.

.Ссрэдэленш форш заготовительных ручьев молотового штампа: - протяжного, шдазтногр. Формовочного; а также' перожимного производится посрвдитьам моделхдхзашя пространственного тела движением контура об-

• разумей (в виде дуги округностл :для закрытах ручьев и прямоугольного контура с сЧжовыме уклонами г- для открытых) вдо. л напрзвлянцей, в виде .контура осевого сеченая заготовки, получаемого на проектируемом поре-ходе.- •.'-":'.*' •';•;';1 ■.'-.= -- .'■' ■--'

После опрделгняя фэрмы ручьев штампа производится их располове-нш во вставка ; {для сборных штамповнх блоков) шаг в теле штампа для •цельнкх блоков. Т-Сомпсновка производится с учетом минимальных габарит-наг размеров тела стала в области ручья или Габаритных размеров вставок, а такзсо с. учззом положения ручья ; относительно оси рабочего про. страпства маиинц. При анализе положения ручья относительно оси рабочего пространства машины производится оценка эксцентриситета приложения

• технологичэской нагрузки. Для этого рассчитываются контактные напряжения и -определяется положение центра давления в ручье, а. таг^а компо-

. ненты осешх составлящих: усилия. •;- .'.

. • На основании корреляционных зависимостей, устанавливающих зкаче-

ятгя Еипжадыаз габерптшо расморл.йзтавск.¿¡бардака размзра итагша первоначально глбпраатся но стшмалъпо пообходетгл размерил о учотсм . распо-чесапкл '¡¡сох ручьев в пиашо.-ЕиСор ятксюгш зстгвок ^определяется блпгж&пм болызед относительно гсквкшгьпэ неоОходакк разкэров. После кокссковкл ручьев птанпа производятся назначение дополяитояьгах элзнэнтов пткла, к котором относятся замет, гнталкнватвлл и друтпэ элЕма-гш. Тш1 зетжез, Еытглгоиателой.^-бандат! виСпразгеся из ба:-лса геометрических- элементов. Следует таязэ отмзтпть, что одгзозрзмег",о хранятся кгк пргта-ло два образа рЗ?.еятоэ, папрпмэр, згйо;; па шгнем я логэсть з верхнем, соотвотстьуктдая взст?лу, ферма еэташта-т6."л a Сорю полости для nevo в втазга» '3tjj позволяет получать ®op¡y п рззмзрз итглгна нутом синтеза итаитовоз вставка или кубика с ручьями а лруг'"~! озямоптагах (рис. 4). . . л

3 згхтггазкпз прс.:зЕС?;:тсл окончательная проверка получанного :;от!стру1«орс"ого рзпепия "при покоил слотам нотационного моделирования. В работа приводятся призера проэхскзровахвхя'итакповсто инструмента для различных видов оборудования, з частности, молотовых штгглгав, зстявок для КГНТ и Г1С.5, оСрззшк ргампов п др. О

3 ЕЖЮЙ ГЛЛШ рассмотрена вопроси' реализации разработанной не-тсдикя проектирования. ПЬодзтзвлена блок-схема и .списание алгоритма процедур хетльстерлого проектпроваияя техшлоизх-ГШ. Приведены технические дзи.-.-:е разработанной на еа-основе САПР ТП ГШ, рззульте-ы сравнительного анализа те язго-охсномачэсяой аф^ятпвнос'т ео применения. .Гродсягалега' прпкерц проектирования тэшиюгва для разляадих ткпев деталей, полумасках ГС'Л (типа naiyiii рычаг,, фланец а др.).

В досадртешкяшоа работе, получена 'слздугдио теоретические п ярак-тачоекцз'рзэултата. . ' ".."'. ... ' ■

.....1. На oesesa -гнилгаа и -систегойго представления технологического

рроцессз горячей ой.еыгеа птахаошеи в вздэ огорасяонюа модолэй «оказало, 'lío вогшжость сарызрсваная 'твшмдаггчэсхшз парзмэтракя" для -■ ебестачензя табора ептгггальпого прсёктлого рееэпяя в.шататегк»оа мзрэ-снродаляотся- гссм-этричосккуд csoücíszíii фор:,у аздояяй, чте'сбуславли-j,

необходимость разработки и нсиользовавял' савцпэлынх • средств гео-штрячзсхсто гадэлзроззаля з-прсцзссах вроектяровапая• тохпологзя ГОШ.

ociíosinn этапы разраооткя тохкологачзсгсото процесса ГС2 а ухазавн их от-дельшо шэрацпз, спязснзиэ с. рзс-экп-э^- садлч' ггсчзтричос-тот'о модэ.'пфо'сааяя«' - ■ .-. ; . ■ •,..-.

2. рЕзребглча-сшзов фа^кагадозд ^»¡ологЕЧбаясго процесса горячее оог-изюа шаишуя, ^^шпа^здй бИокооуразЕв аозжгаоствй его роа-. гязацш, к сро&стш .рокзашхд 'стругл^ оОоСшщо& агитационной ко дели, что поз: ^ляго оо^^пшъ сжнтез альтернативных вариантов

технологии. . • ; , -

• 3. Разработала. сШЕ£а;.2знрованная система геометрического моделирования. Даяная сзьч.'еи* ралгкзует. операции, необходаыэ для роизния задач провкт2роЕ.'лйяя технодзгичесзагх процессов ГШ, в частности:

- ршрзцяя сиггеза форщ детали, поковке {".втампового инструмента; • ■'' , -:''■■'•■• .■" - V - '

- опорглщ еаагжза форда (яострооппе эпвр сечений,' определение распределения ойыт ь'зтзлла/опрэдолэниа габарнтных разкзров, экстрэ-

; кальпзх Точек да псстр'засдя поверхностей, п линия разъема штампа, сп--рэделзнш жовф&'дяеага сгвгзоехз.. првовкпи .яр*);- '

- операция преобразования фор.а (назначение припусков п напусков, построение" вташовэчшг укйоиав, радяусов закругления, определенна

. фориа сегс.ч'оею! на .щзэдаарцтолыдях и заготовительных переходах .штан-. юкш, определение горячях размэров поковке, ручьев штевде?:

. операция опрзделэхпм' геомэтрпчэсглх и:рг::.?трсв (пгшепэшю объ-егда, шощадз сэчсний,'.'коэдаадпбнта- исшяьзовашя мэт&лла н др.Ь ■

Разра5отанная сёсте^э1фодосгг2даог возет;д2ость цространствояно-; геометрического,- с взашлодейстаая -^проектировщика ' с'.-' ипформациопно-. '• шчс слительной снстеиой в форме нлосио-цроо'.эди^цдого интерфейса, шел»-' чае? средстаз реализации сиЕтатических алгоритмов, а такие обеспечивает дэкдарагнщае гпгшиш ошкания процедур конструирования и техноло-

4. ?£3"р1А'1ана' г,огл1Локсная кзтодяка проектирования шогопереход-ш грод-'сооБ горячей объейюа вташоЕкк'ноковок пространственной крн-.фпг^р-'здш с' ЕссаЛьзозакием шищн,!шдая: '•; '• /

' процзща кад&ЛЕрования пространственных фора я еа аппроксяка-. «¿я г^оочпр-лявеЕнагя .'(маогогршши) поверхностями; •

- оперециа щк;э1ЯЕрованЕя поковок с учетом тала- процессов ЕтаквоБка, вида пташювого оборудования и других тэхнологячегасих пара.'- операции прозктгровакяя фор:,а .заготовок на кавдом переходе)

агг?поввя, основанные., на сравнительном анализе саачонай,частных кряте-■' у.:Ьб сложности. форм ^элементов поковок п ясходпкх заготоЕцк;

, оноращга проектярования^штг^агозого .'иаструыэнта. с учетом кон- ■ „струкцйЯ кташовах. блоков ¿«коетанешяя ручьэв.' з игаш», $ так» кооб-

ходта дсполтталкшх а вспомогательных элемилтов етглз. ■

Разработанная методика щзмоЕвна к проектировании поковок слоеной пространственной форма, вклзчая осескягатртгшпэ - поковки, псковкп, близкие к осэсимметрпчпам, а также поковки с натянутой прямл-ливейпой и изогнутой ссьз.

5. Разработана целевая проблемно-ориентированная подсистема автоматизированного проектирования технологических процессов горячей объемной птамповки, состоящая из программного комплекса для твардотелы'т-

- го геометрического моделирования п'выполнения технологически обусловленных гегагтзических преообразоЕаний.

Подсистема обеспечивает:

- реализацию Предложенной комплексной методики технологического проектирования процессов ГШ;

- Еысокую точность при' определении геометрии поковки:

- непосредственный расчэт и сценку значений геометрических н технологических параметров в процессе проектирования, в частности,'расчета объема, массы, коэффициента использования металла поковок (с точность» до 1 %):

- моделирование формы заготовки по- перехода!« штамповки с учетом технологических характеристик 'Процесса (фэркн'поковки с облоем, совмещенных и кногоптучпых поковок н т.д.);

- подготовку информации для систем имитационного моделирования, в частности, расчета ус. яий, температурных режимов, моделирования работы птгвшоз. - . •

■ - оптимизацию <з6рлы совмещенных поковок (для деталей типа стерзня с головкой) по параметру минимального а лчешш коэффициент? подкатки ■для зппрн площадей сечепзй. '. ,' ' ., ' "

- полноту гшформации для изготовления моделей для копировальных сташюв, мерительных инструментов, .калибров; '

- '.преемственность н взаимосвязь звеньев . цикла технологической подготовки производства, в частности, подготовку необходимой инфориа-

. циа для программ обработал на станках с ЯШГ;

6. Практическое использований САЙР ТП горячей объемной итамповкп показало сокращение времени подготовки конструкторской и .т нологичос-ксй документации (в 5-Ю раз. в зависимости от слсптости проектируемых изделий), повышение пропзводятельпостя труда■ технолога, а. такжэ повн-

- вента тоСяоста расчетов технологических параметров на 5-205.

Основное содоргагээ; диссертационной работа огоагзпо в следующих

. ауаслг^дзяа: , ■•-'Г.'.-".""." -/ ",': г/'; / -/-

• .1,- йсяогсгта; '. С.Н., Якуинко T.Ï. ..АиэаатЕзиравш-

вгй обра&яаа црошзюкннх.' изобретай.' // Роль

Езайярьсй гу-оЗ^к в ssœsaiaoro 'здхяэтцрования '..-р. подтоторке сдацка-

лпохоз • душ хозлЗста.'' Ï03. докл. ресщгбгаканской паучно-

2. hoaàmsoa !Д.£., ИэешЕов В.А; О связной провкциогазг* caeteue - в aœiepaio v^.e^rposoHsi // Роль ИЕгэнорной графики и ыашшнЬто про-

ехгироюяте б ¿сдгютавкз ' глеккащсгов для наридного хозяйства. Тез. .докл. республиканской каутонлетодомзсксй.ковференции. Л.: ЛПМ, 1984.

3. Боровщоз F.A. с. Еолсшнов Д.В.., Снроткш С.Н., Сганкашч Л.д.

. О программе:! и кэтоягчсскоы обеешчвшш диалогового врооктаровакия ■'• надагэа //. Нзуч&>- -гсвддаэшю oceobh использования ТСО, ЭВМ и САП? в учебно» .врсоди»' оаззииоявршос, дисциплин.Всосоктзя научно- штоде-'чшеая ковфзроашв! îi.: Î.-A111833.. / . '

4. Вологьюв Б".А., Волоишов Д.В., Якугаико Г.Т. Постановка лабо-. ркгорной.. работа ' ш , авуоматизврорзяной обработке нвсш«волизЕрованшх . проеьчрювнцх KsûOpjœaal / /!'• - Пути в методе соверсэнстизвания учобно-. 1>эс2;гг8гельЕого процесса в ишшчэейа:,:' ВУЗо". Мэизуз. сбсрса научных

■грудой. Л.: ЛЭТИ, 1233.\ .1.' ./.-. ■■ . . ; ; ,/' .

5. Аксбзов'Л.Б...''Волошков'Д.В.- Олнт разработки САП? TCii /•лЬаиюдаая тохесгогзйя," 'роботвгзцш? в"'' щитснатазация- ковхг'п горстей

вханаовка .в XII штилатво s на период ДО 2000: ?да.. Л.: лдал» 1S3S. -

6. :Еодоапшов -Д.В.,/Болотов 'А'.Ы. О пространственной композиции r-еош тричо ских объектов про агто^ткззфовашоы проектирования новорх-ностоя детпг^а г'з^лн' ; //:Авгоамязадш проектирования в кашшострое--1Ш. l'orusî.".' ebopuas.' Л.-: ДЛИ, 1987.;-;. ,г V * .

7. ¿hccjos Л.Б.-, .Вошшшов Д.В. Разработка геош троте ских модулой

mûwitsa V/ Экономичность ■ техвологичоскш: процессов п ' осарудовшиа» .в к^я-шниажштаэа производства. тозисц доклада на. угйо-гаышчэггчо^ хсгорзяцзя., Пенза: '1937. ' . . ' V " \

3. Дксенгл А'.Б:, ВеСсборг ».И.,-Еолошанов Д.В.'Автоматизированное .ьроокгнроь-атЕ!.: гфсцоссоз' холодной игяош' с пригадневием шреоналышх ■ K«3E»afit>poB // Пути повгшиия , ' .аффокшвноста холодно-птамиовочного пиогйюдстьЕ..Тв&. Л.: ;Д2£ГП, 1S37. •■' - * • •'

.. 8. Аксенов Л.Б. -, Волошенов Д.В.. ¿втачатковрозакное проэкткровешю тс.'по,п.пк1Чосг.ого. пйоц:ссз ¡бвеотходаюго. Езготсзлзетя йэтздй // Проблэ-; ta упуЁсищиа шбгаа производстве дых с;:сте:.г. ooppsra: ."Гру^а J.Œi"., Нз. _ 413. r.'.'z JlZî, 1S33. ';-/'./-'■• /;■//' ■./:-". "-./'/V