автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.02, диссертация на тему:Разработка методов и средств автоматизированного проектирования технологических операций токарной обработки на станках с ЧПУ для крупногабаритных высокоточных деталей авиационной техники

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Методы автоматизированного проектирования технологических операций токарной обработки на станках с ЧПУ.

1.2 Анализ существующих систем проектирования технологических операций токарной обработки на станках с ЧПУ.

1.3 Выводы по состоянию вопроса и задачи исследования.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛИ.

2.1 Конструктивно-технологическая характеристика крупногабаритных высокоточных деталей авиационной техники, обрабатываемых на токарных станках с ЧПУ.

2.2 Структура КТМ крупногабаритных высокоточных деталей авиационной техники.Г.;.,.'.

2.3 Этапы проектирования технологических операций и управляющих программ (УП) для токарных станков с ЧПУ.

2.4 Формирование технологических зон при точении, типовые схемы выполнения переходов.:.

2.5 Разработка функциональной структуры системы автоматизированного проектирования технологических операций и УП.

2.6 Влияние потребной точности обработки на структуру технологических операций при точении.

2.7 Разработка алгоритмов проектирования траектории инструмента.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ САПР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ОПЕРАЦИЙ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ.

3.1 Разработка программного обеспечения САПР технологических операций токарной обработки «ЭСКОРТ-Т».

3.2 Интеграция системы «ЭСКОРТ-Т» с системой комплексной автоматизации ТПП «АВТОТЕХ 2000».

3.3 Адаптация системы «ЭСКОРТ-Т» на предприятиях отрасли.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ТИПОВЫХ

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

4.1. Обработка контура.

4.2. Обработка торца.

4.3. Обработка канавки.

4.4. Обработка выточки.

4.5. Обработка области.

4.6. Обработка лабиринта.

4.7. Обработка выемки.

4.8. Осуществление касания.

4.9 Внедрение результатов исследования в промышленность.

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ.

Общие выводы.

1. Разработана конструктивно-технологическая модель высокоточной детали авиационной техники, характеризующаяся полным составом конструктивных элементов, максимальным составом и последовательностью программных токарных операций. Полученная модель позволяет автоматизировать процесс выбора состава, последовательности переходов, режимов резания и схем обработки поверхностей деталей.

2. Разработана структура математической модели обрабатываемой поверхности, алгоритмы проектирования траектории инструмента, позволяющие автоматизировать проектирование расчетно-технологических карт, технологической документации и управляющих программ.

3. Разработаны типовые схемы обработки поверхностей деталей.

4. Разработаны функциональная структура системы автоматизированного проектирования технологических операций программной обработки и алгоритмы технологического проектирования, позволяющие интегрировать ее с автоматизированными системами конструирования, и технологического проектирования.

5. Разработано программное обеспечение системы, позволяющее реализовать ее на ШМ PC под управлением операционной системы семейства Windows.

6. Установлен характер влияния потребной точности обработки на структуру технологических операций при точении.

7. Разработаны программные средства адаптации системы к условиям производства на конкретном предприятии, что позволило внедрить систему на 2-х предприятиях.

127

8. Разработаны инструктивные материалы для автоматизированного проектирования технологических операций программной токарной обработки.

9. Использование разработанной системы позволяет сократить трудоемкость проектирования технологических операций и программ в 1,2-1,7 раза;

128

1. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении /Ю.М.Соломенцев, В.Г.Митрофонов, А.Ф.Прохоров и др.; Под общ. ред. Ю.М.Соломенцева, В.Г.Митрофанова.-М.: Машиностроение, 1986.-256с.

2. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механообрабатывакяцего производства. /В.М. Зарубин, Н.М. Капустин, В.В. Павлов и др. М.: Машиностроение. 1979. - 274с.

3. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. /Т.К. Горанский, В.А. Косуров, В.П. Францев-ская и др. М.: Машиностроение. 1976. - 240с.

4. Айзерман М.А., Малишевский А.В. Некоторые аспекты общей теории выбора лучших вариантов. Автоматика и телемеханика. 1981. № 2, с. 65.

5. Берман A.M. Анализ развития машинного программирования для станков с ЧПУ: Обзор М.: НИИМАШ. 1984-72с. (сер. С-1- Станкостроение).

6. Белянин П.Н. Технологическое проектирование и автоматизация производства: В.кн.: Вопросы теории автоматизации технологического проектирования. - Сборник трудов института. 1980. № 396.

7. Бобров Ю.А. Функциональная и информационная структура системы АТП СМ (5.0). Приложение к Авиационной промышленности. 1988. № 4, с. 29.

8. Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. М.: Машиностроение. 1975. 343 с.

9. Бруевич Н.Г., Боброва И.В., Челищев Б.Е. Математические основы автоматизации проектирования процессов механической обработки деталей. /Известия АН СССР, Техническая кибернетика. 1978. № 1, с. 134.129

10. Ю.Быстрова Н.П., Воробьева Н.И. САПР технологических процессов механической обработки. Приборы и системы управления. 1983. № 4, с.19.

11. П.Гжиров Р.И., Обольский Я.З., Серебреницкий П.П. Автоматизированное программирование обработки на станках с ЧПУ. Л.: Лениздат, 1986. -176с., ил.

12. Гладков И.А. и др. Диалоговая система разработки технологических процессов. Приборы и системы управления. 1981. № 9, с.10.

13. Горанский Г.К., Бендерова Э.И. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных системах подготовки производства. М.: Машиностроение. 1981. -456с.

14. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства. М.: Мир. 1987.-368с.

15. Дриц Л.С. Системы автоматизированной подготовки управляющих программ к станкам с ЧПУ для АРМ. Приборы и системы управления. 1983. №3, с. 11.

16. Евгенев Г.Б. Основы программирования обработки на станках с ЧПУ. -М.: Машиностроение, 1983. 304с., ил.

17. П.Завьялов Ю.С., Квасов Б.И., Мирошниченко В.Л. Методы сплайн -функции. М.: Наука. 1980 352с.

18. Капустин Н.М., Вишневецкий С.А. Перспективы развития автоматизации процессов технологического проектирования. Механизация и Автоматизация. 1978. № 5 с.52.

19. Капустин Н.М., Павлов В.В., Козлов Л.А. и др. Диалоговое проектирование технологических процессов. М.: Машиностроение. 1983. 255с.

20. Капустин Н.М., Диланян Р.З., Волков О.Ю. Повышение эффективности автоматизированного проектирования технологических процессов обработки деталей в машиностроении. Вестник машиностроения. 1983. №6, с. 23.130

21. Казеннов Г.Г., Соколов А.Г. Основы построения САПР и АСТПП. М.: Высшая школа. 1991. 200с.

22. Климентьев В.И., Шепель В.П. и др. Подготовка на ЭВМ математических моделей линейчатых поверхностей деталей и агрегатов изделий . -Авиационная промышленность. 1991. № 3 с .27.

23. Климов В.Б. и др. Автоматизированная система подготовки управляющих программ в диалоге с ЭВМ. Управляющие системы и машины. 1985. № 3 с.112.

24. Костюков В.Д. Система автоматизированного проектирования технологических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ. Приложение к Авиационной промышленности. 1990. № 2, с.9.

25. Комиссаров В.И., Леонтьев В.И. Точность, производительность и надежность в системах проектирования технологических процессов. М.: Машиностроение. 1985. -224с.

26. Косенков Ю.А. Принципиальные основы формирования геометрической информации в автоматизированных системах технологического проектирования. В кн.: Вопросы теорий автоматизации технологического проектирования. - Сборник трудов института. 1980. № 396.

27. Кохан Д., Якобе Г. Проектирование технологических процессов и переработка информации. /Пер. с нем./ М.: Машиностроение. 1981. - 312с.131

28. Крысин В.Н. Технологическая подготовка авиационного производства. М.: Машиностроение. 1984. - 200с

29. Логашев В.Г. Технологические основы гибких автоматических производств. -Л.: Машиностроение. 1985. 176с.

30. Маталин А.А., Френкель, Б.Н., Панов Ф.С. Проектирование технологических процессов обработки деталей на станках с ЧПУ. Л.: Изд. Ленинградского университета. 1993.-280с.

31. Маталин А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. Л.: Машиностроение. 1970. 319с.

32. Месарович М., Мако М., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. /Пер. с англ./ М.: Мир. 1973. 344с.

33. Мильнер Ф.Г. Автоматизация проектирования технологических процессов с помощью ЭВМ. Обмен опытом в радиопромышленности. 1983. № 3, с.28.

34. Мильнер Ф.Г. Автоматизация технологического проектирования. Обмен опытом в радиопромышленности. 1984. № 1, с.25.

35. Митрофанов С.П. и др. Автоматизация технологической подготовки серийного производства. М.: Машиностроение. 1974. 360с.

36. Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного производства. Л.: Машиностроение. 1993. т 1 406с., т.2 - 372с.132

37. Молчанов Г.Н. Повышение эффективности обработки на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение. 1992. 204с.

38. Павлов В.В. Основы автоматизации проектирования технологических процессов. М.: МАТИ. 1975. 72с.

39. Перминов О.Н. Программирование на языке Паскаль. -М.: Радио и связь, 1988. 224 с.

40. Плотко В.П. Автоматизация проектирования операционной технологии с помощью методов декомпозиции задач. М.: Машиностроение. 1990.

41. Полозов B.C. Автоматизированное проектирование. М.: Машиностроение. 1993.-280с.

42. Прайс Д. Программирование на языке Паскаль. Практическое руководство. М.: Мир, 1987. -232 с.

43. Применение ЭВМ в технологической подготовке серийного производства /С.П. Митрофанов, Ю.А. Гульнов, Д.Д. Куликов и др. М.: Машиностроение, 1981, 287 с.

44. Разработка САПР. В 10 кн. Кн. 1. Проблемы и принципы создания САПР: Практ. пособие/А.В. Петров.-М.: Высш. шк., 1990.- 143с.

45. Сафраган Р.Э. Технологическая подготовка производства для применения станков с ЧПУ. Киев: Техника. 1981. 217с.

46. Селезнев Б.И., Гримаев А.К., Фрельцова М.Ю. Автоматизация подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. Обмен опытом в радиопромышленности. 1983. № 3, с. 33.

47. Сидоренко С.М. Вычислительная геометрия в машиностроении. М.: Машиностроение. 1983. 160с.

48. Системы автоматизированного проектирования. /Под ред. И.П. Норен-кова: В 9 кн. М.: Высшая школа. 1989. - 200с.

49. Старостин В.Г., Лелюхин В.Е. Формализация проектирования процессов обработки резанием. М.: Машиностроение. 1986. - 136с.

50. Тейер Т., Липов М., Нельсон Э. Надежность программного обеспечения. /Пер. с англ./ М.: Мир. 1981. 325с.

51. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения (В 2-х частях). Часть 1. / Под редакцией В.Р. Верченко. Издательство стандартов, 1974. 168 с.

52. Фираго В.П. Основы проектирования технологических процессов и приспособлений. Методы обработки поверхностей. М.: Машиностроение. 1973.-468с.

53. Фокс А., Пратт М. Вычислительная геометрия. Применение в проектировании и на производстве. /Пер. с англ./ М.: Мир. 1982. 304с.

54. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов. М.: Машиностроение. 1972. -240с.134

55. Цветков В.Д. Системно структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов. - Минск: Наука и техника. 1979.-264с.

56. Цветков В.Д. Диалоговые алгоритмы в системах автоматизированного технологического проектирования. Автоматизация технической подготовки производства в машиностроении. 1981. Выпуск 1. - Минск: АН БССР, Институт технической кибернетики.

57. Щукин Г.А. Система автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки. Авиационная промышленность. 1981. № 7, с.41.

58. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР и АСТПП. М.: Машиностроение. 1990.-320с.

59. Эстерзон M.JI. Основы построения операционной технологии для автоматизированной системы подготовки программ управления станками с ЧПУ. Станки и инструмент. 1980. № 12, с.9.

60. Автоматизация проектирования технологических процессов. /Пер. с нем./ Экспресс-информация. Технология и оборудования механосборочного производства. 1982. № 33, с.7.

61. Брюкнер X., Беккер Г., Леффер К. Выбор технического метода и комбинации методов с помощью ЭВМ. /Пер. с нем./ Казань: филиал НИАТ, 1991. №283.135

62. Голднер Н.Н. Автоматизация подготовки управляющих программ для станков с ЧПУ. /Сокр. пер. с нем./ Экспресс-информация. Технология и оборудование механосборочного производства. 1994. № 4.

63. Девис. Производство, интегрирование с помощью ЭВМ: /Пер. с англ./ филиал НИАТ, 1994, № 2143.

64. Поте В. Автоматизация проектирования в машиностроении. /Пер. с нем./ Филиал НИАТ, 1986, № 4154.

65. Ранменбанк Т. Обзор систем автоматизации проектирования и изготовления CAD и САМ в США. /Сокр. пер. с нем./ Экспресс-информация. Технология и оборудование механосборочного производства. 1993. №16, с. 1.

66. Хаммер Н. Возможности программирования станков с ЧПУ с ручным вводом программы. /Сокр. пер. с нем./ Экспресс-информация. Технология и оборудование механосборочного производства. 1980. № 11, с.19.

67. Хель М. Внедрение систем CAD /САМ в производство. . /Пер. с нем./ -Филиал НИАТ, 1994, № 2144.

68. Эверсхайм В. и др. Использование в системе AUTAP метода табличных решений. /Пер. с нем./ Казань: филиал НИАТ, 1983, NT - 65286.

69. Mikell P. Groover, Emory W. Zimmers, Jr. CAD/CAM: Computer-Aided Design and Manufacturing. Prentice-Hall, Inc. 1984137

70. Список условных обозначенийви входная информация

71. ЕИП единое информационное пространство

72. ИПС информационно-поисковая системактм конструктивно-технологическая модельктэ конструктивно-технологический элементоп обрабатываемая поверхностьпо программное обеспечение

73. РТК расчетно-технологическая карта

74. САП система автоматизированного программирования

75. САПР система автоматизированного проектирования

76. ТЗК точечно-заданная кривая

77. ТО технологическая операциятп технологический процесстэ технологический элемент1. УП управляющая программа

78. УТП унифицированный технологический процесс

79. ЧПУ числовое программное управление

80. ЭВМ электронно-вычислительная машина (компьютер)