автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Разработка технологических структур металлорежущего оборудования с программным управлением для групповой обработки сложных деталей вращения

На правах рукописи

Епифанов Вячеслав Викторович

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ГРУППОВОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ДЕТАЛЕЙ ВРАЩЕНИЯ

05.03.01 - Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Казань - 2005

Работа выполнена в Ульяновском государственном техническом университете.

Научный консультант:

- доктор технических наук, профессор Ефимов Владимир Васильевич.

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Левин Александр Исидорович;

- доктор технических наук, профессор Сердобинцев Юрий Павлович;

- доктор технических наук, профессор Лунев Александр Николаевич.

Ведущая организация - Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана.

Защита состоится « 02 » ноября 2005 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.079.05 при Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева по адресу: 420111, г. Казань, ул. К. Маркса, 10.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Казанского государственного технического университета им А.Н. Туполева.

Автореферат разослан « 23 » сентября 2005 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Снигирев В.Ф.

170.02.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Эффективность эксплуатации в производстве металлорежущего оборудования с программным управлением (МО с ПУ), имеющего высокую стоимость по сравнению с оборудованием с ручным управлением, можно существенно повысить путем оптимизации технологических возможностей оборудования в соответствии с требованиями потребителей, т. е. технологическими задачами, решаемыми в производстве большинства заказчиков оборудования. Учитывая высокий износ оборудования на предприятиях и кардинальное изменение социального среза нашего общества, которое сопровождается существенным оттоком высококвалифицированных специалистов с большим опытом работы из отраслей машиностроения, все большую актуальность приобретает решение проблем выбора рационального МО с ПУ из существующего типажа оборудования и проектирования нового МО с ПУ, обеспечивающего повышение технико-экономической эффективности производства, в том числе малых предприятий. Перспективным направлением решения этих проблем является разработка и реализация методов оперативного выбора существующего МО с ПУ для определенных производственных условий и обоснования технологических возможностей нового МО с ПУ, специализированного на обработке групп деталей, имеющих широкое распространение у большинства заказчиков и которые эффективно изготавливать на МО с ПУ по сравнению со станками с ручным управлением. К настоящему времени рассмотрены отдельные вопросы, посвященные структурному построению оборудования, группированию деталей, технико-экономическому сравнению вариантов построения технологических процессов. Однако отсутствие системного подхода, охватывающего весь комплекс вопросов исследования и обобщения широкой номенклатуры объектов производства, технологии их изготовления, выбора существующего МО с ПУ, технологического и структурного проектирования нового МО с ПУ, сдерживает решение данной проблемы.

Цель работы: Повышение эффективности и производительности металлорежущего оборудования с ПУ на основе синтеза рациональных технологических структур станков для обработки сложных деталей вращения.

Задачи работы: 1. Разработка научного обеспечения технологического проектирования и выбора МО с ПУ, включающего:

а) математические и структурные модели станочной системы и процесса ее проектирования;

б) экономико-математические модели оценки конструктивно-технологической сложности деталей и их отбора для обработки на МО с ПУ;

в) методологию классификации и группирования деталей, позволяющую обобщить характеристики деталей представительного банка данных о деталях и использовать их в качестве технологической основы для создания нового МО с ПУ;

г) метод оперативного выбора существующего МО с ПУ.

2, Разработка технологического обеспечения процессов проектирования и выбора МО с ПУ, включающего:

а) методику кодирования, классификации " -• ~ онального бан-

ка данных о деталях, изготавливаемых на эй области;

б) методику группирования деталей и ее реализацию на примере регионального банка данных о деталях;

в) методику отбора групп деталей, которые экономически целесообразно изготавливать на МО с ПУ;

г) результаты статистического анализа регионального банка данных о деталях;

д) экономико-технологическое обоснование структур технологических операций обработки комплексных деталей-представителей на МО с ПУ;

д) методику ранжирования существующего технологического оборудования в зависимости от его технологических возможностей и стоимости.

3. Формирование групп деталей, имеющих широкое распространение в промышленности и из1 отовление которых экономически целесообразно на МО с ПУ. Разработка комплексных деталей-представителей выявленных групп деталей.

4. Разработка функционально-структурных моделей нового МО с ПУ и формирование унифицированного состава функциональных блоков станков для их создания по блочно-модульному принципу.

5. Разработка матриц оперативного выбора существующего МО с ПУ в зависимости сложности деталей.

6. Разработка методик кодирования, классификации и группирования деталей, выбора существующего и нового МО с ПУ и структуры автоматизированной системы выбора рационального МО с ПУ.

Методы исследований. Теоретические исследования выполнены с использованием положений технологии машиностроения, принципов системного подхода, теории сложных систем, функционального и структурного моделирования, теории множеств и графов, кластерного анализа, теории вероятностей и математической статистики.

Экспериментальные исследования проведены на представительном массиве деталей, изготавливаемых в реальных условиях на предприятиях по стандартным и разработанным автором методикам с применением современных информационных технологий.

Научная новизна. В результате комплексных теоретических и экспериментальных исследований и внедрения их результатов в промышленность решена актуальная научно-техническая проблема, заключающаяся в разработке научного и технологического обеспечения проектирования и выбора рационального МО с ПУ с целью повышения технико-экономической эффективности эксплуатации в производстве дорогостоящего МО с ПУ.

Научной новизной обладают следующие положения:

1. Функционально-математическая модель процесса технологического проектирования станочной системы, позволяющая установить взаимосвязь основных этапов и элементов процесса проектирования станочной системы специализированной для изготовления группы деталей и его декомпозиций.

2. Функционально-структурная модель станочной системы, позволяющая выявить рациональный состав основных и вспомогательных функций оборудования и установить их взаимосвязь с материальными носителями.

3. Математическая модель конструктивно-технологической сложности детали, позволяющая количественно оценить сложность детали через число формо-

образующих координат станка и рассчитать укрупненную трудоемкость ее обработки.

4. Экономико-математическая модель для расчета 1раничного значения сложности детали, начиная с которого ее экономически целесообразно обрабатывать на МО с ПУ по сравнению со станком с ручным управлением.

5. Методология поэтапного группирования деталей на основе кластерного анализа, позволяющая формировать рациональные группы деталей в зависимости от их сложности с учетом загрузки оборудования.

6. Метод формирования унифицированного состава функциональных блоков для создания компоновок станков с программным управлением нового типажа по блочно-модульному принципу.

Практическая ценность и реализация работы. 1. Предложен метод экономико-технологического ранжирования и оперативного выбора эффективного варианта металлорежущего оборудования из существующего типажа станков.

2. Разработаны методики выбора существующего и нового (перспективного) металлорежущего оборудования с программным управлением в зависимости от номенклатуры деталей, изготавливаемой на действующем или вновь организуемом производстве.

3. Разработана методика отбора рациональных групп деталей для обработки на действующем на предприятии металлорежущем оборудовании с программным управлением.

4. Сформированы девять групп деталей типа тел вращения, имеющих широкое распространение на предприятиях Ульяновского промышленного региона, которые экономически целесообразно изготавливать на МО с ПУ.

5. Разработаны функционально-структурные модели и компоновки нового токарного МО с ПУ, в том числе многоцелевого, технологические возможности которого специализированы на обработке групп деталей, выявленных на основе регионального банка данных о деталях.

6. Внедрение технических предложений на создание гаммы нового токарного МО с ПУ на предприятиях ОАО «Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков», ФГУП «Ульяновский машиностроительный завод», ОАО «Фрест» г. Ульяновск, методики выбора рационального МО с ПУ и ее реализация в производстве ОАО «Автодеталь-Сервис», ОАО «Чебоксарский завод «Электрой», ЗАО «Авиастар СП», методики отбора по сложности деталей, обрабатываемых на действующем в производстве МО с ПУ на ОАО «Ульяновский автомобильный завод», ОАО «Ульяновский механический завод», методики группирования деталей на ОАО «Утес» г.Ульяновск, автоматизированной системы кодирования, классификации и группирования деталей на ФГУП НПО «Марс» г. Ульяновск подтвердило результаты теоретико-экспериментальных исследований и свидетельствует о снижении приведенных затрат на обработку заготовок на новом МО с ПУ в (2 - 3) раза по сравнению с существующими станками с ПУ и в (4 - 6) раз по сравнению со станками ручным управлением, и снижение затрат на (20 — 40) % на создание новых станков с ПУ по блочно - модульному принципу.

Основные положения, выносимые на защиту. 1. Функционально-математические и функционально-структурные модели технологического проектирования МО с ПУ для групповой обработки.

2. Математические модели конструктивно-технологической сложности детали и расчета граничного значения сложности детали для изготовления на МО с ПУ.

3. Метод поэтапного группирования деталей, позволивший сформировать девять групп деталей, имеющих широкое распространение на промышленных предприятиях.

4. Результаты группирования деталей типа тел вращения на основе исследования представительного регионального банка данных о деталях, комплексные детали-представители (КД) и структуры построения технологических операций обработки КД.

5. Функционально - структурные модели нового металлорежущего оборудования с программным управлением, специализированного на изготовлении выявленных групп деталей, унифицированный состав функциональных блоков для построения всех новых станков по блочно - модульному принципу и их компоновочные решения.

6. Метод ранжирования и оперативного выбора рационального металлорежущего оборудования из существующей гаммы станков.

7. Рекомендации по технологическому проектированию нового и оперативного выбора существующего металлорежущего оборудования с программным управлением, а также методики отбора рациональных групп деталей для изготовления их на действующем в производстве оборудовании.

Апробация работы. Основные результаты работы доложены и обсуждены на международных и всероссийских научно-технических конференциях: «Создание гибких производственных систем механической обработки и опыт их эффективной эксплуатации» (Киев, 1989); «Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении» (Рыбинск, 1994); «Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении (Рубцовск, 1997); «Автоматизация технологических процессов и производств, точность, качество и надежность конструкций и технических систем» (Самара, 1999); «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 1997); «Техническая реальность в XXI веке» (Омск, 2000); «Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа» (Москва, 2000); «Актуальные проблемы повышения качества машиностроительной продукции» (Владимир. 2001); « Технический ВУЗ - наука, образование, и производство в регионе» (Тольятти, 2002); «Улучшение качества проектов и процессов» (Ульяновск, 2004) ; НТК профессорско-преподавательского состава УлГТУ (Ульяновск, 1994 - 2004); на расширенных заседаниях кафедр «Технология машиностроения и металлорежущие станки», «Управление качеством» УлГТУ (Ульяновск, 2000 - 2004); на научно-техническом совете станкостроительного предприятия ОАО «Фрест» (Ульяновск, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 55 работ, включая монографию и 3 патента на изобретения; 23 статьи опубликованы в центральных научно-технических журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения, списка использованной литературы (281 наименование) и семи приложений. Работа содержит 265 страниц машинописного текста, 35 таблиц, 83 рисунка.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, приведена ее краткая характеристика, сформулирована цель работы, основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе на основе анализа и обобщения научно-технической информации приведено научное обоснование необходимости разработки методов технологического проектирования нового МО с ПУ специализированного на групповой обработке заготовок, а также оперативного выбора рационального оборудования из существующего типажа станков с ПУ с целью повышения эффективности его эксплуатации в механообрабатывающих производствах.

Начиная с 1950 года МО с ПУ все более широко применяется в промышленности, обеспечивая повышение производительности обработки заготовок в условиях серийного производства в (2-3) и более раз, по сравнению со станками с ручным управлением. Вместе с тем, исследования эффективности использования станков с ПУ, выполненные в США, Англии, Франции и в нашей стране показали, что только 40 % из них в полной мере реализуют свою технологическую и экономическую эффективность. Существенные потери эффективности применения МО с ПУ объясняются неправильным выбором конкретной модели станка для определенных производственных условий, вследствие несовершенства существующих методик выбора оборудования. В нашей стране проблема выбора рационального оборудования становится еще острее из-за оттока из промышленности высококвалифицированных кадров, имеющих большой опыт работы. Однако, главная проблема, объясняющая снижение эффективности МО с ПУ, заключается в несоответствии его технологических возможностей и требований, предъявляемых к нему производством. Установлено, что существующее МО с ПУ реализует максимально возможное число технологических функций с целью возможности обработки заготовок самых сложных деталей. Отсутствие специализации у МО с ПУ часто приводит к тому, что часть функций в определенных производственных условиях не используется. Кроме того, по причине низкой специализации большинство МО с ПУ реализуют последовательную схему обработки поверхностей заготовок, которая не приводит к существенному сокращению основного времени обработки по сравнению со станками с ручным управлением. Поэтому, высокая стоимость МО с ПУ недостаточно компенсируется повышением производительности обработки заготовок и в ряде случаев МО с ПУ оказывается неконкурентноспособным по сравнению со станками с ручным управлением. Размеры рабочего пространства станков с ПУ также существенно превышают габаритные размеры обрабатываемых заготовок. Вышеупомянутые причины приводят к существенным экономическим издержкам на всех стадиях жизненного цикла МО с ПУ.

Нами предложено привести в соответствие технологические возможности МО с ПУ с требованиями производства путем разработки научного и технологического обеспечения процесса технологического проектирования новых станков с ПУ, специализированного на изготовлении технологически и экономически обоснованных групп деталей. Этап технологического проектирования оборудования является наиболее значимой стадией его жизненного цикла, на котором подлежат обоснованию основные параметры станков, обусловливающие их потребительские свойства.

Отдельным вопросам структурного и параметрического обоснования параметров оборудования посвящены работы Аверьянова О. И., Базрова Б. М., Беля-нина П. Н., Врагова Ю. Д., Дащенко А. И., Кудинова А. В., Маталина А. А., Митрофанова С. П., Соломенцева Ю. М., Пуша В. Э. и других ученых. Однако до сих пор нет научно обоснованных системных методов технологического проектирования МО с ПУ, уровень специализации которого отвечает требованиям большинства механообрабатывающих производств.

Информационно-технологической основой специализации нового МО с ПУ являются исследования широкой номенклатуры объектов производства, изготавливаемых на предприятиях машиностроительного комплекса.

Предпосылкой проектирования и создания специализированного МО с ПУ является наличие научного и технологического обеспечения, которое позволило бы всесторонне оценивать влияние различных факторов на его технологические возможности и потребительские свойства. Необходимо адекватно описать процесс технологического проектирования нового МО с ПУ, разработать его функциональную структуру, количественно оценить сложность деталей, которые экономически целесообразно изготавливать на МО с ПУ, установить ее влияние на структуру оборудования, исследовать и обобщить характеристики представительной номенклатуры деталей, разработать конкретные структуры нового МО с ПУ с унификацией их элементной базы, разработать метод оперативного выбора рационального МО с ПУ из существующего типажа станков, а также методики и рекомендации практического использования результатов работы.

В главе сформулированы задачи работы, приведенные выше.

Вторая глава посвящена функционально - математическому моделированию процесса технологического проектирования и структуры металлорежущего оборудования.

На этапе технологического проектирования металлорежущего оборудования (МО) разработана его функционально-структурная модель (ФСМ), устанавливающая комплекс необходимых и достаточных функций, реализуемых станком, и обеспечивающих их материальных носителей (агрегатов, узлов и т. д.). С применением методологии ГОЕРО, построен функциональный модуль «разработать процесс технологического проектирования МО», определены входы и выходы процесса (рис. 1). Для рассмотрения внутренней структуры процесса, с использованием механизма декомпозиции построена диаграмма - потомок, в которой представлены все процессы, входящих в основной процесс, и взаимосвязи между ними (рис. 2). Представленные процессы (блоки 1-6) фактически охватывают все этапы цикла технологического проектирования ФСМ МО.

изготавливаемый рудования

у заказчика

инФормацид Разработать процесс построения ФСМ ме-Детали, таплорежущего обо-

Внешняя

Рис. 1. Функциональный модуль процесса «Разработать процесс построения ФСМ МО»

Регламентирующие документы

Проектировщики

Информация для потребителей

ФСМ МО .

Сформулировать требования потребителей к станкам можно только на основе анализа их производственных условий и, в первую очередь, номенклатуры подлежащих изготовлению деталей (блок 3). В условиях серийного производства реализация данного процесса представляет собой серьезную проблему, так как изготавливается широкая номенклатура

деталей. В данном случае невозможно выбрать в качестве технологической основы для проектирования МО какую либо конкретную деталь. Поэтому необходимо проведение работ по классификации и группированию широкой номенклатуры деталей с целью обобщения их характеристик. Группирование деталей осуществляется по общности их конструктивно-технологических характеристик (геометрия поверхностей, размеры, точность и др.). На входе блока 3 имеется множество подлежащих изготовлению в производстве заказчика деталей, а на выходе комплексные детали-представители (КД). КД обобщает все конструктивные элементы, присущие деталям данной группы.

Следующим процессом является разработка технологических процессов и операций, что также является сложной многоальтернативной задачей (блок 4). Структура построения технологических операций оказывает существенное влияние на формирование ФСМ МО. Одна и та же КД может быть обработана по последовательной, параллельной и последовательно-паралельной схеме, что потребует выбора МО с различными функциями и функциональными блоками. Входом блока 4 являются комплексные детали-представители, а выходом рациональные структуры технологических операций по их обработке. Выходы процессов разработки КД (блок 3) и структуры технологических операций (блок 4) являются входом процесса проектирования ФСМ МО (блок 5). Выходом процесса блока 5 являются ФСМ МО, определяющие структуру и состав функциональных блоков по каждому станку, предназначенного для обработки определенной группы деталей. Разработанные ФСМ МО являются входом процесса разработки технического задания для создания новых станков (блок 6).

Учитывая важность процессов, представленных блоками 3 и 5 в работе также выполнены их декомпозиции.

Процесс технологического проектирования ФСМ МО представлен как сложная система, материальным объектом которой является станочная система. Станочная система (как и любая другая сложная система) имеет определенные входы и выходы, для определения взаимосвязи между которыми разработана ее функционально-математическая модель.

Документы, регламентирующие цроцесс

Планировать

процессы —

О

Внешняя

Дет!. м, изготавл! ваемые

Плановый отдел

Исследование рынкам 1

Осуществлять взаимодействие с потребителями

Требования потребителей

О

у заказчик I

Служба

Программы развития технологий

Разработать комплексные детали-представители (КД)

©

Комплексные детали-представители

Программы КПП

Разработать структуру ТО

О

Программы поставок

Структуры ТО

Технологи

Разработать ФСММО

©

Готовые ФС№ МО

Конструкторы-технологи

Унифиц: ч набор

Информация для потребителей

ованныи (локов

Разработать ТЗнаМО

©

ТЗ

Исполнители

Рис. 2 Декомпозиция процесса «Разработать процесс построения ФСМ МО»

Входом станочной системы являются комплексная деталь определенной сложности Я, и рациональная схема обработки Г, данной КД. От сложности КД Я, и схемы ее обработки Т, зависят состав функций ^ и структура оборудования, и прежде всего состав и количество функциональных блоков В, оборудования (станина, шпиндельные бабки, суппорта и др.), которые приняты в качестве выхода станочной системы.

Функции Р) станочной системы определяются путем многозначного отображения множеств КД сложностью Л', и структур технологических Г, во множество функций ^ МО:

г: БхТ —> ^ , (1)

где г - отображение множеств; 5 = {5,} - множество КД сложностью <Я; Т= {Т,} - множество структур технологических операций, реализуемых станочной системой; У = - множество функций станочной системы.

Тогда, образом каждого произведения г (Б, х Т) элементов 5, ХГ, е 5 х Т по множеству ^ будет подмножество функций ^ станочной системы, сопоставляемых при отображении г элементам 5, * Т,\

г (5, х Т) = /Р, .• ( и Б, х Т) № х Ти ^ е г} . (2)

Процесс построения ФСМ МО обеспечивает подбор функциональных блоков для реализации функций станка путем отображения <1 множества функций F станка во множество В функциональных блоков:

<1: F В .

В этом случае образом каждой функции с1 (Г,), которую необходимо реализовать станку, будет один или несколько функциональных блоков В,, обеспечивающих данную функцию:

= (з)

Унифицированный состав функциональных блоков В; для построения всего нового МО по блочно-модульному принципу определим путем нахождения области значений отображения с1 с помощью объединения образов функций -Р,;

В, = [и(и<ЦР1))еВ V (4)

Функционально - структурное исследование станочной системы выполнено на основе функционально - стоимостного анализа (ФСА), для реализации которого предложен ряд взаимосвязанных этапов, в том числе информационный этап (обоснование исходных данных), аналитический этап (функциональное моделирование МО с ПУ), творческий этап (функционально-структурное моделирование МО с ПУ), исследовательский этап (определение значимости функций и затрат на их реализацию), рекомендательный этап (выбор рационального варианта компоновок МО с ПУ).

Главная функция характеризующая станок с ПУ как обособленную систему, сформулирована следующим образом: "обработать группу заготовок в пределах технических параметров и технологических возможностей станка".

Основные функции обеспечивают выполнение главной и определяют технологические возможности станка. Реализация главной функции в первую очередь связана с выполнением станком требуемых движений формообразо-

вания поверхностей. Число и состав формообразующих координат станка предопределяют его структуру и компоновку. Поэтому, в качестве основных функций /V, нами приняты формообразующие координатные перемещения Фк, исполнительных органов металлорежущего станка, требуемые для обработки поверхностей КД групп деталей.

Вспомогательные функции , обеспечивают реализацию основных функций Рц и определяют перемещения исполнительных органов станка относительно друг друга и заготовки для реализации формообразующих координат Фк. Согласно соотношению (3) выбор функциональных блоков для построения станка осуществляется путем установления их взаимосвязи с его функциями, в данном случае вспомогательными функциями и заканчивается построением функционально-структурной модели МО (рис. 3).

Учитывая соотношение (4) необходимо на основе ФСМ всех станков определить унифицированный состав функциональных блоков.

На следующем этапе выполняется стоимостной анализ полученных ФСМ станков, предусматривающий оценку значимости функций станка и определение функционально оправданных затрат по функциональным блокам станка. Значимость основных функций станка оценена по количеству связей обеспечивающих их вспомогательных функций с функциональными блоками. Определены относительные затраты по каждому функциональному блоку путем оценки суммарной значимость функций станка для реализации, которых предназначен конкретный функциональный блок. Выполненные расчеты позволяют выявить на какие функциональные блоки придется наибольшая доля затрат при создании станка. Именно проектированию и изготовлению упомянутых функциональных блоков должно быть уделено повышенное внимание и затрачены существенные средства, так как они во многом предопределяют реализацию функций станка и в целом его потребительских свойств.

Учитывая, что основные функции МО, выраженные его формообразующими координатами, зависят от сложности обрабатываемых деталей необходимо перейти к решению важнейшей задачи - разработке математической модели оценки сложности детали и установлению ее взаимосвязи с основными функциями станка.

Третья глава посвящена экономико-технологическому обоснованию отбора деталей для изготовления на металлорежущем оборудовании с программным управлением. В ней представлены полученные зависимости для количест-

Рис. 3.Общий вид функционально-структурной модели станка с ПУ. Ро -общесистемная функция, Гц ..К1, - основные функции; ("ц. • - вспомогательные функции; В - функциональные блоки станка

венной оценки сложности деталей, в том числе выраженной через важнейший параметр станка - число формообразующих координат; и экономической оценки сложности детали по укрупненной трудоемкости ее обработки, а также расчета граничного значения сложности деталей, начиная с которого ее экономически целесообразно изготавливать на МО с ПУ.

Сложность SK„, детали состоит из конструктивной SK и технологической сложности Sm. Конструктивная сложность детали формируется при ее проектировании и является базовой сложностью, на которую накладываются технологически е характеристики. Конструктивная сложность детали тела вращения состоит из сложности основных поверхностей детали (SK0) и сложности дополнительных элементов (Syd).

Конструктивная сложность основных элементов (SK0) детали выражена через число ступеней, на которые условно можно разделить деталь, и их геометрическую форму Ступень - это геометрический элемент детали, ограниченный формообразующей поверхностью и двумя торцами. Кроме основных поверхностей почти 45 % деталей типа тел вращения имеют дополнительные элементы в виде пазов, лысок, скосов, внецентровых отверстий и других элементов, которые обрабатываются в подавляющем большинстве фрезерованием и сверлением. Тогда, конструктивная сложность детали имеет вид:

& = SKa + SKd = {пч-ац + пФ-аФ + пр-ар)+ пд, ■ ад,, (5)

где пц, пф , пр~ соответственно число ступеней основных наружных и внутренних поверхностей детали цилиндрической, фасонной формы и наличия резьбы; ац, Оф , cip - соответственно коэффициенты трудоемкости токарной обработки поверхностей цилиндрической, фасонной формы и резьбы; пд1 - число дополнительных элементов; ад, - коэффициент трудоемкости обработки i-ro дополнительного элемента.

Обоснование величины коэффициентов трудоемкости основных элементов разных форм и дополнительных элементов нами выполнено на основании сравнительных расчетов трудоемкости обработки по "Общемашиностроительным нормативам времени". За основу принята трудоемкость токарной обработки цилиндрической ступени (поверхности) Оц = 1. Анализ трудоемкости обработки

основных и дополнительных поверх-

_Z

№1

№2 SK=6

№3 S„=7

Рис. 4. Эскизы деталей типа фланцев, втулок различной конструктивной сложности С„

ностей относительно цилиндрической поверхности показал, что при прочих равных условиях (размеры заготовки, материал заготовки и режущего инструмента, величина снимаемого припуска и др.) средний коэффициент трудоемкости а^ можно принять равным 1. Это позволило конструктивную сложность детали количественно выразить через общее число основных ступеней и дополнительных элементов (рис. 4):

& = 1п, + Гид. (6)

Технологическая сложность детали Б г оценена по следующим технологическим характеристикам, связанным с ее обработкой: габаритные размеры детали, материал заготовки, точность обрабатываемых поверхностей, тип заготовки:

Рраз ' Рмат ' Рточ ' Рзт > где Ррт, Рмат, Рточ, Ртг - соответственно коэффициенты трудоемкости обработки заготовок деталей, учитывающие габаритные размеры детали, материал заготовки, точность обработки, тип заготовки.

На основании «Общемашиностроительных нормативов времени» и статистических исследований получены регрессионные зависимости для определения коэффициентов технологических характеристик.

Экономическая оценка сложности деталей выполнена по трудоемкости их обработки для условий когда 5т = 1. Получено уравнение регрессионной линейной зависимости трудоемкости Тшт изготовления детали от ее сложности 8кт:

ТШт = (Щ + ' ¿У ' Рраэ ' Рмат ' Рточ ' Рзаг , (8)

где т0 = 0,36, т, - 0,58 - коэффициенты регрессии, коэффициент корреляции г = 0,96. Однако, полученная зависимость не учитывает параметра оборудования, который можно было бы использовать для отбора деталей для изготовления на МО с ПУ. Для устранения вышеупомянутого недостатка нами выдвинута идея оценки конструктивно-технологической сложности детали через основные функции МО с ПУ, в качестве которых приняты формообразующие координатные движения станка Фк. На основе классификатора ЕСКД (71 класс - детали типа тел вращения) выполнено ранжирование классификационных признаков, формализующих конструктивные характеристики деталей, по числу требуемых для их обработки формообразующих координат станка с ПУ.

Установлено, что сложность всех деталей типа тел вращения, описываемых совокупностью классификационных признаков классификатора ЕСКД, может быть количественно оценена по числу формообразующих координат в диапазоне от 1 до 8 координат Фк. Определена зависимость трудоемкости обработки Тшт деталей от числа формообразующих координат Фк на основе статистического анализа данных о деталях, представленных в региональном банке данных (РБД) о деталях, изготавливаемых на промышленных предприятиях Ульяновского региона (рис. 5). Установлено, что на всех предприятиях относительная трудоемкость обработки деталей типа фланцев, крышек повышается с увеличением числа формообразующих координат станка, требуемых для их обработки. Регрессионный анализ статистических данных относительной трудоемкости обработки и числа формообразующих координат выполнен на персональной ЭВМ с помощью стандартного пакета 8ТАТ011АР. По результатам расчетов получена следующая линейная регрессионная зависимость:

Тшк=а +в- Фю (9)

где а, в - коэффициенты регрессии для заготовок типа фланцев, крышек а = 12,9; в = 10,7; г = 0,87; для заготовок типа валов, шпинделей а — — 4,8; в = 12; г = 0,88.

Увеличение сложности детали на одну формообразующую координату приводит к повышению трудоемкости на (15-20) %.

/ -А

12 3 4 5 7 8

Рис. 5. Характер изменения относительной трудоемкости отработки Тшто от числа формообразующих координат Фк для заготовок деталей типа валов на предприятиях: • - механический завод; о - з-д «Комета»; ® - УЗТС; ♦ - УРЛЗ; X - УАПК; 0 - з-д «Контактор»

Ф<-

Задача отбора групп деталей, которые целесообразно изготавливать на станках с ПУ, решена с применением экономических методов. Для сравнения вариантов изготовления деталей на станках с ручным управлением (РУ) или программной обработкой использованы приведенные затраты 3„р на изготовление одной детали:

3. = -,_(Ю)

К,{/13-А-у0.ТпУп/ФД0}ФД0

где Тип - трудоемкость обработки детали; Сг - технологическая себестоимость обработки заготовок; п число деталей в партии; Ъ3 - коэффициент использования технологического оборудования; А - число запусков деталей одного наименования в течении года; у„ - число операций обработки заготовок одного наименования; Т„з - подготовительно - заключительное время; Фт - действительный годовой фонд времени работы станка при двухсменной работе; К, - коэффициент отношения трудоемкостей обработки на станках с ПУ и с РУ: = Тщтру / ТштПу.

По формуле (10) выполнены расчеты приведенных затрат Зщ, в зависимости от сложности детали Фк для двух вариантов: при обработке заготовок на токарных станках с РУ мод. 16К20 и с ПУ мод. 16К20ФЗС18, при партии деталей в группе п = 50 шт. При расчетах затрат в соответствии с известивши рекомендациями трудоемкость обработки Тштпу на станке с ПУ принята в 2 раза меньше, чем трудоемкость обработки Тштру на станке с РУ. В результате расчетов получили, что приведенные затраты на обработку на станке с ПУ практически не отличаются от затрат на обработку на станке с РУ при любой сложности детали (рис. 6). Это обусловлено тем, что в зависимости (10) коэффициент К8 при любой сложности деталей принимается постоянным К, = сотг.

Такой подход, на наш взгляд, является неверным для оценки затрат Зпр при обработке деталей различной сложности. При установлении зависимости 3„р =/ (Фц) нами была выдвинуто предположение о том, что коэффициент отношения трудоемкостей Кг изменяется в зависимости от сложности деталей. Для определения коэффициента К^ выполнены расчеты Тшт„у и ТШТру по «Обще-

Рис 6 Зависимость приведенных затрат

Зпр на обработку деталей типа фланцев и крышек от числа формообразующих координат Фк: 1 - станок с РУ; 2 - станок с ПУ при Тштру / Тштпу = 2; 3 - станок с ПУ при Тщтру / I штпу ~ 2,5

машиностроительным нормативам времени...» для деталей сложностью от Фк- 1 до Фк= 6 и установлено, что с увеличением сложности деталей разница в трудоемкостях обработки на станках с ПУ и РУ растет значительно интенсивнее (рис. 7). При этом, для простой детали (Фк=1) коэффициент К5= 1,1, для деталей средней сложности К1 = (1,6 - 2,1), а максимальное значение К, - 3 соответствует наиболее сложной детали (Фк - б). Это объясняется тем, что при обработке на станках с РУ группы заготовок сложпых деталей увеличивается основное время и еще значительнее вспомогательное время, вследствие большого количества переналадок, настроек, смены инструмента, контроля, в то время как на станках с ГТУ обработка таких заготовок может быть выполнена за один или два установа. Получена регрессионная зависимость (Ф^ линейного типа:

К. = Ч<> + Ч1-Ф„ (П)

где ^ = 0,55; = 0,6 - коэффициенты регрессии; г = 0,93.

После определения значения коэффициента К, (11) вновь выполнен расчет приведенных затрат 3^, по уравнению (10). Полученные результаты (рис. 8) кардинально отличаются от ранее выполненных расчетов (см. рис. 6). Из рис. 8 видно, что при обработке заготовок групп деталей сложностью Фк от 1 до 3 выгоднее использовать станок с РУ, в то время как для сложных деталей (Фк = 4-6) эффективнее станок с ПУ. При этом, затраты на обработку группы деталей средней сложности Фк = 4 на станке с ПУ незначительно на (2-3) % ниже, чем при обработке на станке с РУ. Но с увеличением сложности деталей до Фк = 5,6 отмечено значительное снижение затрат (на 20 и 50 % соответственно) при обработке деталей на станке с ПУ.

Рис. 7. Характер изменения расчетной трудоемкости обработки Тип- от числа формообразующих координат Ф„: 1 - обработка на станке с РУ; 2 - обработка на станке с ПУ

Таким образом, выявлена экономически целесообразная сложность группы деталей (начиная с Фк - 4) для обработки на станках с ПУ. Вместе с тем, несмотря на определенный уровень обобщения данных при анализе затрат, выполненные расчеты являются частным случаем. Поэтому, на основании зависимостей (10 и 11) и условия равенства приведенных затрат 3„рру - Зпрщ, разработана аналитическая зависимость для расчета граничного значения сложности детали, при котором эффективно использовать оборудование с ПУ по сравнению со станками с РУ:

Ф = ^глг^Рдо ' ^зру ~ Ару • VОру ■ Тпяру ■ 12) д^ ^^

<7;-С гру ■ {фдо ■ апз-чйлу-Тшлу-п) д, Сравнение значений Фк полученных в результате расчета по зависимости (12) и по данным графика (см. рис. 8), характеризующего уровень сложности детали по Ф„ начиная с которого ее экономически целесообразно обрабатывать на МО с ПУ показало, что погрешность расчетов не превышает 10 %.

Таким образом, нами выполнена количественная оценка сложности детали, начиная с которой ее экономически целесообразно обрабатывать на станках с ПУ.

Четвертая глава посвящена разработке методических основ поэтапного группирования деталей, их апробированию на примере формирования групп деталей на основе регионального банка данных о деталях и обоснованию структур построения технологических операций обработки КД на станках с ПУ.

Процесс формирования групп деталей, которые целесообразно принять в качестве основы для создания станков с ПУ, можно представить в виде следующей последовательности: обоснование информационной модели детали (НМД); формирование представительного банка данных о деталях; объединение деталей в конструкторско-технологические группы (КТГ); отбор КТГ деталей, которые экономически целесообразно обрабатывать на МО с ПУ и разработка их комплексных деталей-представителей (КД).

При формировании ИМД решена задача создания оптимального набора классификационных признаков, являющихся наиболее информативными для создания оборудования с ПУ, путем многозначного отображения V множества У параметров МО с ПУ во множество классификационных признаков X,

V : У -> X. (13)

При отображении V каждому элементу у1 множества У сопоставляется один или несколько элементов х; множествах, которое в той или иной степени влияют

Фк-~

Рис. 8. Характер изменения приведенных затрат Зпр от числа координат Ф«: 1 - станок с РУ; 2 - станок с ПУ; п = 50

иау,. Тогда, образом V (у) каждого параметра станка с ПУ у, е Г по подмножеству X будет подмножество классификационных признаков, сопоставляемых при отображении V элементу у,:

у (у) = {х,}еХ,

где { х,} - подмножество классификационных признаков, определяющих у, (или являющихся наиболее информативными для_у,).

Область значений отображения V или, другими словами, набор наиболее значимых классификационных признаков X] определим следующим образом:

*}= {(ип£,у(у) еХ)} сХ„. (14)

На практике задача выявления наиболее информативных классификационных признаков решена при создании регионального банка данных о деталях, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области, с применением метода экспертных оценок. ИМД составила основу методики кодирования деталей, в которой конструктивные характеристики деталей кодируются по Классификатору ЕСКД (К.ЕСКД). Иерархическую структуру К.ЕСКД можно представить в виде графа-дерева = (Хк, Ц), где Хк - множество вершин графа (или, в данном случае, множество конструкторских признаков) и V - множество ребер, показывающее взаимосвязь признаков-вершин (рис. 9, а).

Х«о

Рис. 9. Граф-дерево признаков деталей классификатора ЕСКД: а, б - соответственно до и после стягивания

По структуре 71 класса К.ЕСКД для деталей типа тел вращения предусмотрено 2688 видов, что при классификации представительного массива деталей соответствует созданию примерно такого же числа мелких групп деталей. Это крайне затрудняет их использование в качестве технологической основы создания МО с ПУ. Поэтому, на первом этапе группирования деталей разработан алгоритм сокращения числа классификационных видов по К.ЕСКД.

Процесс группирования деталей заключается в преобразовании иерархической структуры графа , показанного на рис. 9, а, с помощью операции стягивания (свертки) графа. Операция стягивания вершин графа = (Хк, Ц) превращает его в другой граф Ь* с числом вершин п(Ц - 1 и с меньшим, чем у числом ребер (рис. 9, б). Причем операция свертки графа 1.г заключается в объединении классификационных признаков хки формализующих характеристики конструктивных элементов деталей, для обработки которых требуется одинаковый состав и число формообразующих координат ФК станка с ПУ. В результате реализации первого шага объединения (стягивания) классификационных признаков число возможных групп деталей резко сокращается с 2688 до 270.

Для отбора рациональных групп деталей из 270 групп нужно учесть целевую функцию (или критерий группирования), определяемую условием получения экономического эффекта в производстве. В качестве такого условия принято следующее: полная загрузка в течение года как минимум одного станка с ПУ деталями определенной группы:

т

1П, Ф.О-К, (15)

!

где Я, - годовая программа выпуска ¡-той детали; Тшт - трудоемкость изготовления 1-той детали; Ф10- годовой фонд работы оборудования; И, - коэффициент загрузки оборудования; т - число деталей в группе.

Несмотря на значительное сокращение вершин (признаков) в графе 1г число групп, оставшихся после выделения групп, отвечающих условию (15), может быть большим. Поэтому, на втором этапе группирования классификационные признаки X деталей заменены на соответствующие формообразующие координаты Ф„ которые необходимо реализовать станком для обработки определенного классификационного признака. В качестве второго признака группирования на данном этапе принято отношение длины к диаметру Ь/О детали, который во многом определяет технологию их обработки. При наличии двух признаков задача группирования решена методами кластерного анализа. Формирование кластеров выполнено путем вычисления евклидовых расстояний между исходными группами:

(16)

где хц, хц - величина 1-й компоненты у 1-го (¡-го) объекта (/ = 1, 2, ...,к; ¡, / = 1, 2,..., и). На основании расчетов по формуле (16) находим расстояния между объектами группирования, и строится матрица расстояний Л = {р(х,,х]) }. Из матрицы И. выбираются наиболее близкие объекты и объединяются в кластер. После объединения имеем на один кластер (группу деталей) меньше. Расстояние между оставшимися кластерами определили по принципу "ближайшего соседа", воспользовавшись формулой пересчета:

РКт.е) = Р^Ат.^ = аР1т + ^¡Е + ИРад + 8\Рьп ~ ' <17>

где рш " р (5/, = р (Б/, 8к);рип, =р (Б,,,, - расстояние между классами 5/,

£„,, ; а, Р,у, 8- числовые коэффициенты, значение которых определяет специфику процедуры (принцип "ближайшего или дальнего соседа"), ее алгоритм. В результате выполнения нескольких шагов объединения кластеров по формулам (16) и (17) можно все группы деталей свести к одной большой группе. Одновременно с этим, после реализации каждого шага объединения кластеров каждый из вновь полученных кластеров (групп деталей) оценивается по формуле (15). Если для данного кластера условие (15) выполняется, то он из дальнейшего объединения исключается, а соответствующая ему группа деталей используется в качестве технологической основы для создания МО с ПУ. В случае если условие (15) не выполняется, то данный кластер вместе с остальными участвует на следующем шаге объединения.

Практическое (экспериментальное) группирование деталей выполнено на примере регионального банка данных о деталях, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области. Это позволило выявить общие закономерности формирования групп деталей, используемых в качестве технологической основы создания станков с ПУ. В машиностроительном комплексе Ульяновского региона сосредоточено около 30 крупных промышленных предприятий, представляющих различные отрасли промышленности: авиастроение, судостроение, станкостроение, автомобилестроение, приборостроение и др. Это позволило считать, что БД о деталях Ульяновской области адекватно отражает требования машиностроительного комплекса в целом. Региональный БД ведется на ПЭВМ и содержит информацию о 150 тыс. деталей.

Анализ БД по геометрической форме деталей показал, что наиболее распространенными (43,5%) на предприятиях являются плоскостные детали, рычажные и изогнутые из листов (класс 74 по Классификатору ЕСКД). Также широко применяются детали типа тел вращения (28 %) на изготовление которых приходится свыше 30 % всей трудоемкости механообработки. Меньше деталей с элементами зубчатых зацеплений (8,2 %) и корпусных деталей и кронштейнов (6,8 %). Из БД нами были выделены и проанализированы детали типа тел вращения (класс 71 по К.ЕСКД). Основным методом обработки заготовок деталей типа тел вращения является механическая обработка резанием (частость р = 93,9 %). Анализ геометрической формы обрабатываемых поверхностей показал, что наружные поверхности деталей имеют в основном цилиндрическую форму (90%), из них со ступенчатой структурой р = 60 % и гладкие р = 30 %. Для внутренних поверхностей деталей наиболее характерны цилиндрические гладкие (58,4 %) и цилиндрические ступенчатые (37,1 %) поверхности. Значительно меньше деталей с конической, криволинейной и комбинированной формой поверхностей. Наиболее распространены детали, изготавливаемые из конструкционных сталей, легированных хромом, никелем в сочетании с марганцем, кремнием, вольфрамом, молибденом, ванадием (48 %). Применяют коррозионно-стойкие и жаропрочные стали (13,5 %), алюминий (14,5 %) и цветные металлы и сплавы (15,4 %). Анализ распределения деталей по габаритным размерам показал, что наиболее весомы детали с диаметром О < 40 мм (60%), а также длиной Ь < 50 мм

(60%), при этом 96% всех деталей сосредоточено в диапазонах Г> = (0 - 200) мм и Ь =■ (0 - 320) мм. Исследование деталей по шероховатости обработанных поверхностей показало, что максимальную частость имеют детали с параметром Яа в диапазонах (6,3-10) мкм (32 %), (3,2 5) мкм (26,5 %), (1,6-2,5) мкм (18,4 %), и (0,8-1,25) мкм (18,8 %). Анализ распределения деталей по точности диаметральных размеров позволил установить, что примерно равные доли составляют детали с квалитетами 14-16 (30 %), 12-13 (26,4 %), 10-11 (12,2 %), 8-9 (16,9 %). Как правило, заготовками деталей являются пруток (75 %), лист (13,4 %) и труба (7,7 %). Статистический анализ регионального БД показал возможность группирования деталей по конструктивно-технологическим характеристикам.

На первом этапе группирования деталей типа тел вращения регионального БД (30 тысяч наименований деталей) по условию (15) на каждом предприятии выделено от 6 до 20 групп деталей (в среднем 10 групп). Группы деталей типа фланцев, крышек, стаканов составляют 45 % и осей, валов - 55 %. Анализ поверхностей деталей выделенных групп показал, что на данном этапе выделены группы, составленные из конструктивно простых деталей и деталей средней сложности. Кроме условия (15) учтены следующие критерии отбора групп деталей для технологического проектирования перспективного типажа МО с ПУ:

- сложность деталей по числу требуемых для их обработки формообразующих координат Фк> 3, т. е. отбираются группы деталей средней и высокой сложности;

- широкая распространенность групп деталей на предприятиях. Отбору подлежат группы деталей, которые обрабатываются не менее, чем на 50 % участвующих в данном исследовании предприятий.

Анализ показал, что вышеупомянутым условиям соответствуют 5 групп деталей (табл. 1), которые выделены для создания специализированного МО сПУ.

На втором этапе группирования деталей исследована последовательность объединения 24 исходных кластеров (оставшихся после первого этапа групп). Из них 12 кластеров - это группы деталей типа фланцев, крышек с Ь/Б < 2 и 12 кластеров обозначают группы деталей типа валов с ЬЛЗ > 2. Расчеты расстояний между кластерами выполнены на ПЭВМ с помощью программы «8ТАТ18Т1КА», позволяющего после ввода исходных данных автоматически получить результат в виде дендрограммы (рис. 10), показывающей оптимальную последовательность объединения 24 кластеров. После объединения каждой пары кластеров вновь образованный кластер проверяется на соответствие целевой функции (15). В результате расчетов на втором этапе выявлены четыре группы деталей (табл. 2).

Таким образом, в результате поэтапного группирования деталей регионального банка данных выявлено 9 групп деталей. Для каждой группы деталей разработаны комплексные детали-представители (КД), объединяющие все конструктивно-технологические характеристики, присущие всем деталям группы (рис. 11).

Степень распространенности и основные характеристики групп деталей, которые экономически целесообразно обрабатывать на станках с ПУ (Ф, > 3), полученных на 1-ом этапе группирования

Эскиз детали; № группы Распространенность, % Характеристики основных и дополнительных поверхностей Сложность деталей по Фк

Среди деталей 71 класса На предприятиях

1 2 3 4 5

713321 12,7 100 Фланцы, крышки с цилиндрическими наружными и внутренними ступенчатыми одно- и двухсторонними поверхностями 4 № Ъ\ и; Щ

713324 12 62,5 Фланцы, крышки с цилиндрическими ступенчатыми одно-и двухсторонними наружными и внутренними поверхностями; внецентровы-ми отверстиями; пазами, лысками 6 (X; Ъ\ и; У;Е)

715314 8 75 Валы с наружной поверхностью ступенчатой, цилиндрической; внецентровыми отверстиями; пазами, лысками, скосами 6 (X; Ъ ,У; Е)

Ч///////Р 715321 12 100 Валы, шпиндели, с наружными и внутренними поверхностями ступенчатыми, цилиндрическими 4 (X; Ъ, И; ЧУ)

6 62,5 Валы, шпиндели, с наружными и внутренними поверхностями ступенчатыми, цилиндрическими с внецентровыми отверстиями, пазами, лысками, скосами 6 (X; г-, и; V/, У;Е)

715324

Таблица 2

Результаты группирования деталей с помощью кластерного анализа (2 этап группирования)

Эскиз детали; № группы Распространенность, % Характеристика основных и дополнительных Сложность деталей по Ф„

по классу на предприятии поверхностей

714471 5 62,5 Фланцы, крышки с наружными и внутренними коническими, криволинейными, комбинированными поверхностями 6 (X; г, В, \У; и; О)

714474 4 50 Фланцы, крышки с наружными и внутренними коническими, криволинейными, комбинированными поверхностями, внецентровы-ш отверстиями, пазами 8 (X; Ъ, В; и; И; У, Е)

4,5 50 Валы, шпиндели, оправки с наружными и внутренними коническими, криволинейными, комбинированными поверхностями 6

—1—— -1 (X; Ъ, В; и; Р)

716471

Ляхмг™ 5 50 Валы, шпиндели, оправки с наружными и внутренними коническими, криволинейными, комбинированными поверхностями, внецентро-выми отверстиями, пазами 8 (X; Ъ, В; ЧУ;

И; О; У; Е)

716474

1

гЧ -1 1 1

г г1-

г Л ПГЬ ¿\1Ъ

Рис. 10. Дендро-грамма последовательности формирования кластеров:

• - точки выделения кластеров по условию (15)

/ 1С и ии и II Л

№ кластера (группы)

Рис 11 Эскизы комплексных деталей: а) для группы 713321; б) для группы 715314

В процессе технологического проектирования перспективных станков с ПУ разработаны структуры технологических операций для обработки КД. Для построения структуры технологических операций на примере обработки заготовок деталей группы 713321(см. рис. 11, а) рассмотрены последовательная и параллельно-последовательная схемы обработки, одно- и многоместные. Степень концентрации переходов в технологической операции количественно оценена коэффициентом совмещения операций К(а :

Ксо = Тшт/ Е тю,

где Тшт - совмещенное штучное время; Тт - сумма штучного времени всех совмещаемых технологических переходов. Выбор экономически обоснованной структуры технологической операции осуществлен по уравнению (10) с учетом К!0. Расчеты выполнены для всех четырех вариантов построения схем обработки по нормам времени, принятым по "Общемашиностроительным нормативам" (табл. 3).

Таблица 3

Результаты стоимостного анализа затрат для различных схем обработки

" ---^Схема установки

Одноместная Многоместная

Схема обработки "

Последовательная <4 и [3 То= 1,2 мин.;

Тв = 1,05 мш.; Тв - 0,55 мин.;

Ксо=1; Ксо = 0,78;

31 = 0,35 руб. Зз = 0,3 руб.

Параллельно- То = 0,6 мин.; То = 0,6 мин.;

последовательная Тв= 1,05 мил.; Тв = 0,55 мин.;

Ксо = 0,73; Ксо = 0,5;

32-0,27 руб. 34=0,12 руб.

Как показали расчеты наиболее экономически выгодной для обработки заготовок деталей группы 713321 является последовательно - параллельная многоместная структура операции, так как обеспечивается снижение приведенных затрат на (45-60) % по сравнению с другими схемами обработки. Детали группы 713324 отличаются от деталей группы 713321 наличием дополнительных эле-

ментов в виде патов, внецентровых отверстий, обрабатываемых соответственно фрезерованием и сверлением. Операции фрезерования и сверления по изготовлению деталей группы 713324 могут быть реализованы двумя альтернативными вариантами. Первый вариант предусматривает реализацию операций фрезерования и сверления на многоцелевом токарном станке с ПУ. Второй вариант предусматривает токарную обработку основных поверхностей на ТС с ПУ, а фрезерование и сверление дополнительных элементов на универсальных фрезерных (ФС) и сверлильных (СС) станках с ручным управлением Сравнительные расчеты приведенных затрат по уравнению (10) показали, что экономически целесообразнее применение одного многоцелевого токарного станка с ПУ по сравнению с тремя станками (ТС с 1ТУ, ФС, СС). Выполненные технологические разработки позволили построить ФСМ МО с ПУ для обработки выявленных групп деталей.

В пятой главе разработаны ФСМ МО с ПУ специализированного на обработке заготовок полученных групп деталей, обоснован унифицированный состав функциональных блоков для построения всех станков с ПУ токарной группы по блочно - модульному принципу.

Конструктивно-технологические характеристики полученных КД составляют основу для определения основных технологических параметров нового типажа МО с ПУ. На основе установленных характеристик поверхностей КД, их габаритных размеров, параметров точности, типов заготовок обоснованы основные параметры всех токарных станков с ПУ. Выбор размеров рабочего пространства станков определен путем статистического анализа габаритных размеров деталей каждой группы и их экономической эффективности при обработке заготовок определенной группы деталей. В качестве критерия экономической целесообразности принято условие полной загрузки станка в течение года деталями определенных габаритных размеров. Например, установлено, что для обработки заготовок деталей группы 713321 экономически целесообразно создать токарные с ганки с ПУ с одинаковыми технологическими возможностями, но с разными размерами рабочего пространства по максимальному диаметру обрабатываемых заготовок D:

1) станок (или станки) с установкой заготовок Di до 40 мм;

2) станок (или станки) с установкой заготовок D2 от 40 до 125 мм.

На основе основных параметров новых станков с ПУ разработаны их ФСМ. В качестве основных функций каждого станка приняты его формообразующие координатные перемещения. Например, для обработки заготовок группы 713321 станок с ПУ должен иметь восемь основных функций F4. Взаимосвязь основных и вспомогательных функций отражена в функциональной модели токарного станка с ПУ (табл. 4). В полученной ФМ каждая основная функция F,j обеспечивается отдельной вспомогательной функцией/^, не зависящей от остальных функций Fl} и ftJ. Такое построение ФМ приводит к некоторому увеличению числа функциональных блоков станка, реализующих вспомогательные функции ftJ, но, в то же время, позволяет выполнять параллельно-последовательную многоместную обработку заготовок деталей группы 713321 двумя инструментальными блоками. На основании построешюй ФМ токарного станка с ПУ для обработки заготовок деталей группы 713321 установлена взаимосвязь с требуемыми функциональными блоками и разработана его ФСМ (рис. 12).

Функциональная модель станка для обработки заготовок деталей группы 713321

Основные функции F,, Вспомогательные функции

Fii - формообразовать наружные поверхности по оси X, ¡л - перемещение шпиндельной бабки и (или) суппорта относительно станины перпендикулярно оси заготовки;

F12 - формообразовать наружные поверхности по оси Z; {21 - перемещение шпиндельной бабки и (или) суппорта относительно станины вдоль оси заготовки;

F13 — формообразовать внутренние поверхности по оси U; - перемещение шпиндельной бабки и (или) суппорта относительно станины перпендикулярно оси заготовки;

F;4 - формообразовать внутренние поверхности по оси W; Г41 - перемещение шпиндельной бабки и (или) суппорта относительно станины вдоль оси заготовки;

Fis — вращать заготовку N 1 Ль ; ^ 1 - вращение шпинделя левой шпиндельной бабки;

F16 - вращать заготовку N 2 Аь*; Гб1 - вращение шпинделя правой шпиндельной бабки;

Fn - повернуть инструментальную головку N 1D; угловой поворот инструментальной головки первого суппорта для смены инструмента;

Fn - повернуть инструментальную головку N 2D*; - угловой поворот инструментальной головки второго суппорта для смены инструмента

Fo

Рис. 12. Функционально-структурная модель станка с ПУ для обработки заготовок деталей

ГЦ«™- 71ГР1

0,2й

Стоимостной анализ ФСМ включает в себя оценку значимости функций станка и определение функционально оправданных затрат по функциональным блокам станка. Значимость основных функций станка с ПУ для изготовления деталей группы 713321 нами оценена по количеству связей функций с функциональными блоками (см. рис. 12). На основании значимости основных функций определены относительные затраты на создание функциональных блоков. Так как предлагаемый нами типаж станков с ПУ проектируется вновь, то нами определена относительная стоимость блоков, т. е. доля стоимости блока в общей стоимости станка (рис. 13). Пропорционально долей стоимости блоков следует распределить объем средств, выделенных на их конструкторское проектирование и изготовление. Такой подход позволяет рационально распределить средства на создание станка и повысить качество функционально наиболее значимых узлов станка.

Для обеспечения блочно-модульного принципа создания нового МО с ПУ обоснован унифицированный состав функциональных блоков. При этом ФСМ станков формализованы посредством структурных формул, раскрывающих координатную принадлежность и способ сопряжения функциональных блоков. Например,

Р.

0,15

0,1

0,05

3Б Ю

20

30 %

40

-Ей

-£¿2

Fn FW

Fn 1 Fu

Рис. 13. Зависимость между значимостью Р, функций и относительными затратами Зь на их реализацию

для станка группы 713321 слева от положения станины О записаны обозначения функциональных блоков, обеспечивающих движения формообразования шпиндельной бабки, а справа - обозначения функциональных блоков, реализующих перемещения инструмента:

(Ань + Ань*) Оь РьХьй ьСнь + иь йЬ1 Снь *),

где Ань, Ань * ~ шпиндельные бабки; Оь - станина; 2ь, Щ -суппорты продольного перемещения инструментальных блоков; Хь, иь- салазки поперечного перемещения инструментальных блоков; А,, Бы - приводы поворота инструментальных блоков для смены инструмента; Снь, Снь * - инструментальные головки.

С целью унификации состава функциональных блоков на основе структурных формул установлены связи между блоками, входящими в ФСМ всех станков с помощью графа О отношений функциональных блоков (рис. 14). Из графа в выделены ориентированные подграфы (г/ и С2, характеризующие ветви инструмента и заготовки соответственно.

Рис. 14. Граф отношений функциональных блоков О, подграфы силовой в] и установочной 62 частей перспективного типажа токарных станков с ПУ

В общем случае в подграфах в] и в2 выделены простые пути Я] и 82 соответственно:

(Ь) = ({Ь,}пГп(Ь,) пГ„2 Щ п . пГ„т (Ъ,) /Ь, еВ,),

(18)

й (Ь,) = ({Ь^пГ^Ь.) пГ„2 (Ъ) п... пГ„т (Ь,) /Ь, еВ2), где Гпт (Ь) - множество вершин, которые достижимы из вершины Ь, с использованием путей длины т.

Комбинация комплектов ветвей (простых путей) инструмента и заготовки / - Я/ *52 позволила получить множество вариантов компоновочных решений станков, построенных из унифицированных функциональных блоков.

В подграфе инструмента вьщелены шесть простых путей согласно которым вершина О достижима из вершины Ск: Я/ = (Си,0) = (Ск Е, У, Пи, В, X, Д О); & = (СИ ,0) = (Сь, 2, О); = (СьО) = (Ск Д Д X. г, О); Ж, = (Сн,0) = (Ск ОиХ,2,

О) , и вершина 0 связана с вершиной Ск*: - (Сн*,Оь) = (Ск*. Щ Д Ц W, О) ; = (Ск*,О^ = (Ск*, Д Ц IV, О). Также проанализировал подграф С2. Вершина О достижима из вершины А№ следующими простыми путями: Я, = (Ак Ак*. Я, О); ~ (Ак Я, О); Я} - (Аъ А)*, О). В результате получено 18 комбинаций компоновок станков из шести комплектов блоков силовой и трех установочной частей. Из них отобраны девять компоновок станков, соответствующих требованиям их ФСМ (табл. 5). Все компоновки сформированы на единой основе, что позволило сформировать унифицированный состав функциональных блоков (табл. 6).

На основе полученного состава блоков можно организовать серийное производство всей гаммы станков с ПУ по блочно-модульному принципу. Вариант компоновки станка для обработки группы 713321 проиллюстрирован на рис. 15. Разработанная нами концепция создания нового типажа станков с ПУ не означает, что нельзя выбирать и использовать имеющееся (выпускаемое) технологическое оборудование. Поэтому, выполнен анализ существующего оборудования и проанализирована возможность его применения для изготовления выявленных групп деталей.

Структурные формулы компоновок станков с ПУ токарной группы

Группа обрабатываемых деталей; схема обработки Структурная формула станка

713321 последовательно-параллельная, многоместная (А*+А),*) о (гхол + \УШИ*С„*)

713324 последовательно-параллельная, многоместная (Аь+ Аь*) О (гХОиУЕСь+ ■^Л)И*С,1*)

714471 последовательно-параллельная, многоместная (А„ + Ак*) о «хво„сь + шлда„*сь*)

714474 последовательно-параллельная, многоместная (А„ + А„*) О (ХХЕШиУЕСь + \УШОи*Сь*)

715314 последовательно-параллельная, одноместная (Аь+Я) о (гхоиУЕСк + \уш„*с,,*)

715321 последовательно-параллельная, одноместная (Аь + Я) О (2ХП„Сь + \»/Ш„*С„*)

715324 последовательно-параллельная, одноместная (Аь + ЮО (2ХОц УЕС„ + А?Лт„*Сь*)

716471 последовательно-параллельная, одноместная (Ан+Я) О (гХВО,А + тЛЮ/О,*)

716474 последовательно-параллельная, одноместная (А), + Я) о (гхво„ УЕСК + ШЛЮ^О,*)

Таблица б

Состав унифицированных функциональных блоков для построения металлорежущего оборудования с ПУ токарной группы

Группы Функциональные блоки станков

обрабатываемых деталей Ф. Аь А„* я О г X в 0„ У Е С„ и о Сь*

713321 4 X X - X X X - X - - X X X - X X

713324 6 X X - X X X - X X X X X X - X X

714471 6 X X - X X X X X - - X X X X X X

714474 8 X X - X X X X X X X X X X X X X

715314 4 X X X X X X X X X X X X X

715321 4 X - X X X X - X - X X X - X X

715324 6 X - X X X X - X X X X X X - X X

716471 6 X - X X X X X X - - X X X X X X

716474 8 X - X X X X X X X X X X X X X X

■V

I

-£

О

Аь

и

5 4' ^

ТЗСс;

Ац

Iй

Рис. 15. Компоновка и схема станка с ПУ для обработки заготовок группы 713321: 1 -станина; 2 - шпиндельная бабка № 2; 3 - шпиндельная бабка № 1; 4 - инструментальная головка № 1; 5 - суппорт № 1; 6 -инструментальная головка № 2; 7 - верхний суппорт № 2

Е

Шестая глава посвящена анализу характеристик существующего (выпускаемого) МО токарной группы и разработке метода оперативного выбора МО для определенных производственных условий потребителей.

Для оперативного выбора МО из существующего типажа выполнено его ранжирование по экономико-технологическому параметру, который предложен на основе формулы (10):

П'У =--1щ±А-.ППУ =--Ет±А--->(19)

%о' ^зру ~ Ару ' уо ру ' Тпзру 'п ®до ' ^зпу Аду ' уопу ' Тпзпу 'п

где Е01 ~ затраты, учитывающие стоимость станков с РУ; А] - постоянные затраты для станков с РУ одного типоразмера; Е04 - затраты, учитывающие стоимость станков с ПУ; А4 - постоянные затраты для станков с ПУ одного типоразмера. В результате расчетов установлено, что универсальные станки с ручным управлением токарной группы в рамках одного типоразмера по параметру П/у делятся в основном на три группы:

Р-1) токарно-винторезные станки нормального класса точности - Н;

Р-2) токарно-винторезные станки повышенной точности - П;

Р-3) токарно-револьверные станки.

Токарные станки с программным управлением по технологическим возможностям и, соответственно, критерию Пэпу разделены на пять групп:

П-1) станки с НУ, реализующие токарную обработку заготовок по последовательной одноместной схеме;

П-2) станки с ПУ, реализующие токарную обработку заготовок по - последовательной одноместной схеме с роботом;

П-3) станки с ПУ, реализующие токарную, фрезерную и сверлильную ку заготовок по последовательной одноместной схеме;

П-4) станки с ПУ, реализующие токарную, фрезерную и сверлильную ку заготовок по последовательной одноместной схеме с роботом;

П-5) станки с ПУ, реализующие токарную, фрезерную и сверлильную ку заготовок по последовательной многоместной схеме.

После определения значения П, для всех вариантов оборудования рассчитана экономически целесообразная сложность детали Фк, начиная с которой целесообразно выбирать оборудование с ПУ по сравнению со станками с РУ. Результаты расчетов позволили разработать сравнительные матрицы оперативного выбора наиболее эффективной группы МО, а затем из данной группы конкретную модель станка (табл. 7). Например, заготовки деталей сложностью Фк> 3 экономически целесообразно обрабатывать на токарных станках с ПУ первой группы по сравнению с токарно-винторезными станками и, наоборот, изготовление деталей сложностью Фк< 3 всегда выгодно веста на станках с РУ. Установлено также, что применение станков с ПУ четвертой группы неэффективно по сравнению с универсальными станками с РУ при любой сложности обрабатываемых деталей. Обеспечиваемое станками с ПУ четвертой групп незначительное повышение производительности обработки заготовок не в состоянии компенсировать значительно более высокую их стоимостью по сравнению со станками с ПУ первой и второй групп, и тем более по сравнению со станками с РУ. Пятая группа станков с ПУ эффективнее станков с РУ первой группы начиная с Фк > 6. Несмотря на то, что пятая и четвертая группы станков с ПУ имеют примерно одинаковую стоимость, станки пятой группы конкуренты со станками с РУ в отличие от станков четвертой группы. Это объясняется тем, что эффективность станков с ПУ пятой группы существенно выше по сравнению со станками четвертой группы, в следствии реализации станками пятой группы последовательной многоместной схемы. Станки пятой группы оснащаются вторым шпинделем для совмещения вспомогательного времени с основным временем.

Таблица 7

Матрица выбора экономически целесообразной группы технологического оборудования

в зависимости от сложности обрабатываемых деталей Ф, (максимальный диаметр устанавливаемых заготовок Б = 250 мм; число деталей в партии п = 50)

обработ-обработ-обработ-

Граничное значение Фк перехода на станки с ПУ

№ группы станков

П-1

П-2

П-3

П-4

П-5

Р-1

>3

>5

>8

>6

Р-2

>3

>4

>7

>6

Р-3

>2

>2

>4

>6

>3

Щ зона экономически невыгодного применения станков с ПУ группы П-4.

Кроме того, нами рассмотрена обратная задача, заключающаяся в анализе условий эксплуатации станков с ПУ действующих в производстве Ульяновского автомобильного завода и на Ульяновском механическом заводе. В производстве в основном эксплуатируются токарные станки с ПУ мод. 16К20ФЗ, которые относятся к первой группе. Согласно табл. 7 данные станки обеспечивают экономическую эффективность по сравнению с универсальными станками с РУ при обработке заготовок групп деталей сложностью Фк> 3. Анализ обрабатываемых в производстве деталей показал, что около 58 % из них правильно выбраны для обработки на станках с ПУ, так как относятся к группам с Фк > 3. Вместе с тем, 42% деталей обрабатываются на станках с ПУ экономически необоснованно, вследствие их простой конструктивно-геометрической формы (Фк < 3) и технологии обработки. Такие детали целесообразно изготавливать на универсальных станках с РУ. Определены экономические потери производства в размере 43000 рублей на один станок.

Предлагаемый метод позволяет значительно сократить трудоемкость процесса выбора технологического оборудования по сравнению с традиционным методом выбора стажа на основе сравнительной экономической эффективности, который кроме высокой трудоемкости расчетов позволяет сравнивать только два конкурирующих варианта оборудования.

В седьмой главе приведены методики формирования и отбора груш деталей для обработки на станках с ПУ, разработки ФСМ нового МО с ПУ для конкретного заказчика, выбора рационального варианта станка с ПУ из действующего типажа оборудования, использование результатов работы в промышленности.

Результаты расчетов экономического эффекта от реализации мероприятий по вышеуказанным методикам показали, что освоение производства гаммы нового МО с ПУ на основе разработанных ФСМ позволит на (30-40) % уменьшить затраты на конструкторскую подготовку производства и на (20-30) % сократить затраты непосредственно на изготовление оборудования; выбор рациональных моделей МО с ПУ обеспечивает повышение производительности в (3-5) раз по сравнению со станками с РУ или экономический эффект в размере 30000 руб. на один станок; оптимизация номенклатуры деталей, обрабатываемых на действующих в производстве токарных станках с ПУ обеспечит экономический эффект в размере 28000 руб. на один станок; совершенствование проектирования единичных технологических процессов на основе групповых Ш позволит в (3-4) раза уменьшить трудоемкость проектирования.

Приведенные в работе теоретические положения и практические исследования, а также проектные решения были использованы при разработке технических предложений на создание нового МО с ПУ в ОАО «УЗТС», ФГУП «ПО Ульяновский машиностроительный завод», ЗАО «Фрест», при разработке программ технического переоснащения производства посредством выбора МО с ПУ в ОАО «Автодеталь-Сервис», ОАО «Чебоксарский завод «Электром», ЗАО «Авиастар - СП», при оптимизации номенклатуры деталей, обрабатываемых на действующих в производстве станках с ПУ в ОАО «Ульяновский автомобильный завод», ОАО «Ульяновский механический завод», при разработке групповых технологических процессов в ОАО «Утес», при создании автоматизированной системы кодирования, классификации и группирования деталей в ФГУП НПО «Марс».

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В результате проведенных исследований решена актуальная научно - техническая проблема, имеющая важное промышленное значение, заключающаяся в разработке технологических структур металлорежущего оборудования с ЧПУ, позволяющих повысить эффективность и производительность изготовления групп сложных деталей вращения.

2. Разработано научное обеспечение технологического проектирования нового специализированного МО с ГТУ и выбора оборудования из существующего типажа станков для определенных производственных условий, которое включает функционально - математическую и функционально-структурную модели станочной системы и процесса ее технологического проектирования, экономико-математические модели оценки конструктивно-технологической сложности детали и расчета граничного значения сложности детали, начиная с которого ее экономически выгодно обрабатывать на МО с ПУ, методы поэтапного группирования деталей на основе обобщения их классификационных признаков и кластерного анализа, формирования унифицированного состава функциональных блоков для создания всей гаммы новых станков с ПУ по блочно - модульному принципу, ранжирования и оперативного выбора оборудования из существующего типажа станков, программное обеспечение для кодирования, классификации и группирования деталей, практические доказательства адекватности разработанных моделей и методов.

3. Разработано технологическое обеспечение процессов проектирования нового специализированного и выбора существующего МО с ПУ, включающее: методики кодирования, классификации группирования деталей, отбора групп деталей по конструктивно - технологической сложности для изготовления на станках с ПУ, ранжирования и выбора МО с ПУ из существующего типажа станков для определенных производственных условий потребителей, результаты статистического анализа регионального банка данных о деталях, группы деталей и их комплексные детали -представители, для обработки которых целесообразно создание нового специализированного МО с ПУ, экономически обоснованные структуры технологических операций обработки комплексных деталей - представителей на МО с ПУ.

4. Предложены функционально - структурные модели и параметры гаммы нового специализированного токарного, в том числе многоцелевого, оборудования с ПУ, унифицированный состав функциональных блоков для построения всех станков по блочно - модульному принципу.

5. Выполнено ранжирование существующих токарных станков с ПУ и предложены матрицы оперативного выбора наиболее целесообразной группы оборудования с ПУ по сравнению со станками с ручным управлением.

6. Теоретические и экспериментальные исследования, а также проектные решения были использованы при разработке технических предложений на создание нового МО с ПУ в ОАО «УЗТС», ФГУП «ПО Ульяновский машиностроительный завод», ЗАО «Фрест», при разработке программ технического переоснащения производства посредством выбора МО с ПУ в ОАО «Автодеталь-Сервис», ОАО «Чебоксарский завод «Электром», ЗАО <<Авиас1^-СТ^^^^шимизации номенклатуры деталей, обрабатываемых на действу юших^ ^ ¿деэд^з^^^тве' станках с ПУ в ОАО

С. Петербург | О» М шг '

. 11 „V

«Ульяновский автомобильный завод», ОАО «Ульяновский механический завод», при разработке групповых технологических процессов в ОАО «Утес», при создании автоматизированной системы кодирования и классификации деталей в ФГУП НПО «Марс».

По теме диссертации опубликовано 55 работ, в том числе следующие 36, раскрывающие ее основное содержание:

1 Епифанов В.В , Ефимов В В Неняева Р.И., Федотов А.А Опыт создания регионального банка данных по деталям машиностроения // Тез докл. межотрасл. совещания. - М.: Госстандарт, 1988. - С. 13 - 16.

2. Епифанов В.В., Ефимов В.В., Неняева Р.И., Федотов А.А О возможности организации межотраслевого производства на основе регионального банка данных // Стандарты и качество.- 1989 -№4 -С 25-29

3 Ефимов В В , Епифанов В В, Голубева М.В. Обоснование структур типовых ГПМ на основе анализа классификационных признаков деталей машин // Стандарты и качество - 1990 - № 2. - С. 53 -57.

4 Ефимов В. В., Епифанов В. В. О возможности использования производственных комплексов на межотраслевом региональном уровне // Вестник машиносгроения-1990. - № 2 -С. 61 64.

5 Ширялкин А Ф, Епифанов В. В , Ефимов В В Классификация и кодирование деталей в интегрированной автоматизированной системе подготовки группового производства // Стандарты и качество. - 1992. - № 11. - С 56-58.

6. Епифанов В. В., Ефимов В.В. Построение функционально-технологических структур типовых круглошлифовальных ГПМ // Станки и инструмент. - 1993. - № 4. - С. 38-43.

7. Епифанов В. В., Ефимов В. В Разработка интегрированной автоматизированной системы технологической подготовки группового производства // Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении'Тез докл. - Рыбинск: РАТИ, 1994 - С 271 -272

8. Ширялкин А.Ф., Ефимов В В., Епифанов В В. О технологическом подходе к построению структур классификации деталей машин // Стандарты и качество. - 1994. - № 8. - С. 37-44.

9. Ширялкин А.Ф , Епифанов В. В., Ефимов В. В. Методика расчета укрупненной трудоемкости обработки заготовок на основе элементно-технологического классификатора деталей машин // Вестник машиностроения. - 1996. - № 9. - С 39 - 42.

10 Епифанов В В Интегрированная автоматизированная система технологической подготовки группового производства // Вестник машиностроения. - 1996. - № 10. - С. 31 - 34.

11. Епифанов В. В. Создание интегрированной автоматизированной системы технологической подготовки группового производства // Проблемы автоматизации и технологии в машиностроении: Тез. докл. - Рубцовск: Рубцовский индусг. ин -т, 1997.-С. 110-112.

12. Ефимов В.В., Епифанов В.В Технологические основы проектирования типовых шлифовальных ГПМ. - Ульяновск: УлГТУ. - 1997. -123 с.

13. Епифанов В.В., Ефимов В В. Технологическое обеспечение проектирования типовых шлифовальных гибких производственных модулей // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: сборник трудов МНТК «Шлифабразив - 97». - Волжский: ВолжскИСИ, 1997. - С. 80 -83.

14. Ефимов, В. В., Епифанов В. В. Технологическое обоснование проектирования типовых гибких производственных модулей // Вестник машиностроения. - 1998. - № 10. - С 39 -42.

15. Ширялкин А.Ф., Епифанов В. В. Расчет укрупненной трудоемкости обработки деталей типа тел вращения // СТИН. - 1999. - № 4. - С. 30 - 32.

16. Епифанов В.В., Ефимов В.В. Технологическое обоснование создания металлорежущего оборудования с ЧПУ // Автотракторостроение. Промышленность и высшая школа: сборник трудов

оборудования с ЧПУ // Автотракторостроение Промышленность и высшая школа: сборник трудов МНТК. - М- МГГУ «МАМИ», 2000 - С. 34 - 35.

17. Ширялкин А.Ф., Епифанов В.В Применение системных исследований для разработки методики укрупненного расчета трудоемкости обработки деталей вращения // Техническая реальность в XXI веке' сборник трудов МНТК - М: Г {ентр системных исследований, 2000 - С 188-189

18 Ширялкин А Ф, Епифанов В.В , Ефимов В.В Расчет трудоемкости механической обработки заготовок на примере деталей невращения // Вестник машиностроения. - 2000. - № 9. - С. 40 -43.

19 Епифанов В В, Ефимов В В. Технологическое обоснование выбора станков с ЧПУ // СТИН.-2000.-№ 6.-С. 17-21.

20 Ширялкин А Ф, Епифанов В В Разработка классификационной системы для автоматизации технологической подготовки группового производства // Машиностроитель. - 2001. - № 9 -С. 28-33.

21. Епифанов В.В., Ефимов В.В. Расчет укрупненной трудоемкости обработки деталей типа валов//Машиностроитель.-2001 -№10 -С 28-31

22. Ширялкин А.Ф., Епифанов В. В. Разработка методики расчета трудоемкости механической обработки заготовок в серийном производстве // Актуальные проблемы повышепия качества машиностроительной продукции-Тез докл. - Владимир: ВГУ, 2001.-С. 17.

23 Епифанов В.В Экономическое обоснование выбора групп деталей типа тел вращения для обработки на станках с ЧПУ // Технический ВУЗ - наука, образование и производство в регионе: Тез. докл. - Тольятти: ТолГУ, 2002. - С. 46 - 48.

24. Епифанов В.В., Ефимов В.В. Анализ характеристик деталей типа тел вращения для выбора металлорежущих станков с программным управлением // Вестник машиностроения. - 2002. -№1.-С. 38-42.

25. Епифанов В.В, Ефимов В.В. Расчет укрупненной трудоемкости обработки заготовок деталей тала фланцев//СТИН,-2002,-№7.-С. 33-35.

26. Епифанов В.В., Ефимов В.В. Экономическое обоснование выбора станков с ЧПУ для изготовления деталей типа тел вращения // Вестник машиностроения. - 2002. - № 7. - С. 65 - 68.

27. Епифанов В.В. Обоснование экономически целесообразной сложности деталей типа тел вращения для обработки на станках с ЧПУ // Вестник УлГТУ. - Ульяновск, 2002. - № 1 - С. 45 - 47.

28. Епифанов В.В, Ефимов В.В. Отбор деталей типа фланцев для обработки на станках с ЧПУ//СТИН.-2002.-№10. 30-32.

29. Епифанов В.В. Группирование деталей типа тел вращения с примепением кластерного анализа // Машиностроитель. - 2004.-№2. - С.34-38.

30. Епифанов В.В. Проектирование металлорежущего оборудования с применением ФСА // Методы менеджмента качества. - 2004. - № 3. - С.24-30.

31. Епифанов В.В. Применение функционально-стоимостного анализа при проектировании металлорежущего оборудования с программным управлением // Улучшение качества проектов и процессов: Тез. докл. - Ульяновск: УлГТУ, 2004. - С. 128-130.

32 Епифанов В.В. Математическая модель оценки трудоемкости изготовления деталей типа тел вращения // Вестник машиностроения. - 2004. -№ 9. - С.81-85.

33. Епифанов В.В., Ефимов В.В. Исследование структуры токарных станков с ЧПУ с применением функционально-стоимостного анализа// СТИН. - 2004. -№ 8. -С.13-17.

34. A.C. № 1366374 СССР. Металлорежущий станок / В.В. Ефимов, В.В. Епифанов, Н.И. Веткасов, P.C. Чумарин. - Опубл. 15.01.88. Бюл. № 2.

35. A.C. № 1526966 СССР. Способ шлифования и устройство для его осуществления / В.В Ефимов, Н.И. Веткасов, В.В. Епифанов. - Опубл. 07.12.89. Бюл. № 45.

36. Патент 2034692 РФ. Способ управления круглым врезным шлифованием при работе в цикле / В.В. Ефимов, Н.И. Веткасов, В.В. Епифанов. - Опубл. 10.05.95. Бюл. № 13.

Подписано в печать 07.09.2005. Формат 60x84 1/16. Бумага тип. №1. Усл.печл. 2,0. Уч.-издл 2.0. Тираж 100 экз. Заказ SiS". Типография УлГТУ. 432027, г.Ульяновск, ул. Сев Венец, д. 32.

»1763 1

РНБ Русский фонд

2006-4 17602

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ВЫБОРА И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1. Анализ технико-экономической эффективности металлорежущего оборудования с программным управлением

1.2. Анализ технологических структур металлорежущего оборудования с программным управлением

1.3. Анализ методов выбора и структурной оптимизации металлорежущего оборудования с программным управлением

1.4. Выводы. Цель и задачи исследования

2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ

2.1. Разработка функционально-математической модели процесса проектирования станочной системы

2.2. Разработка функционально-структурной модели станочной системы

2.3. Выводы

3. ЭКОНОМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОТБОРА ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕМ ОБОРУДОВАНИИ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

3.1. Разработка математической модели конструктивнотехнологической сложности детали

3.2. Обоснование экономически целесообразной сложности деталей для их изготовления на металлорежущем оборудовании с программным управлением

3.3 Выводы

4. ФОРМИРОВАНИЕ ГРУПП ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ СЛОЖНОСТИ

4.1. Методические основы группирования деталей с применением кластерного анализа

4.2. Исследование характеристик деталей машин на примере регионального банка данных о деталях, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области

4.3. Формирование рациональных групп и их комплексных деталей представителей на основе регионального банка данных

4.4. Разработка групповых технологических процессов и структур операций обработки комплексных деталей представителей

4.5. Выводы

5. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНЫХ МОДЕЛЕЙ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ГРУПП ДЕТАЛЕЙ ОБОСНОВАННОЙ СЛОЖНОСТИ

5.1. Обоснование технологических параметров МО с ПУ для изготовления обоснованных групп деталей

5.2. Разработка функционально - структурных моделей МО с ПУ для обработки комплексных деталей-представителей

5.3. Обоснование состава унифицированных функциональных блоков при формировании нового типажа станков с ПУ по блочно-модульному принципу

5.4. Выводы

6. ВЫБОР МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С

ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ ИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ТИПАЖА СТАНКОВ

6.1. Анализ характеристик металлорежущего оборудования токарной

• группы

6.2. Разработка матриц оперативного выбора МО из существующего парка станков

6.3. Выводы 214 7. ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫБОРУ МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ

7.1. Разработка методики выбора существующего и (ф перспективного металлорежущего оборудования с ПУ ф 7.2. Разработка методики отбора групп деталей для обработки на действующих на предприятии станках с ПУ

7.3. Методики выбора станков с ПУ токарной группы и отбора деталей для обработки на действующих станках с ПУ в производстве

7.4. Описание автоматизированной системы выбора

• существующего или перспективного металлорежущего оборудования с ПУ

7.5. Внедрение результатов работы

Переходный период отечественной экономики к рыночным отношениям характеризуется прекращением обновления основных производственных фондов, в том числе технологического оборудования.

За последнее десятилетие кардинально изменился социальный срез нашего общества, одной из особенностей которого является отток высококвалифицированных специалистов из различных отраслей промышленности, особенно машиностроения. На крупных промышленных предприятиях существенно сократилось количество конструкторов, технологов с большим опытом работы. В производстве возникают серьезные проблемы при проведении конструкторской и технологической подготовки производства, в том числе при выборе рационального металлорежущего оборудования, где особенно важна роль профессионалов - практиков. При организации производства на малых предприятиях также часто сталкиваются с трудностями при выборе станков, удовлетворяющих требованиям производства.

Станкостроительная промышленность, находящаяся последнее десятилетие в тяжелом финансовом положении, также лишилась значительной части квалифицированных кадров, вследствие чего была утеряна взаимосвязь с потребителями оборудования. В совокупности с фактической потерей НПО ЭНИМС, которое разрабатывало стратегию развития станкостроительной промышленности, в том числе проводило исследования по обобщению требований потребителей к станочному парку, появились проблемы с выбором характеристик нового металлорежущего оборудования.

Таким образом, в настоящее время производители металлорежущего оборудования не имеют четкой картины о требованиях потребителей к характеристикам станков, а потребители испытывают трудности с выбором рационального металлорежущего оборудования для свои производственных условий.

В перспективе указанные проблемы будут обостряться по мере дальнейшего износа на предприятиях основных производственных фондов и уменьшения профессионалов с большим опытом работы .

Решение вышеупомянутых проблем существенно усложняется в условиях мелкосерийного и серийного производства, где изготавливают широкую номенклатуру деталей. Сложность задачи обоснования характеристик нового оборудования или выбора рационального оборудования для условий мелкосерийного и серийного производства обусловлена большим числом факторов, влияющих на решение указанной задачи. К таким факторам относится многообразие схем построения технологических операций и множеств характеристик подлежащих обработке деталей: конструктивно - геометрическая форма, габаритные размеры, материал и метод получения заготовки, точность и шероховатость поверхностей, масса, термообработка, трудоемкость, программа выпуска и др.

Особенно важно правильно выбрать металлорежущее оборудование с программным управлением, учитывая его высокую стоимость. Выбор оборудования на предприятиях на основе расчетов экономической эффективности осуществляется крайне редко вследствии высокой трудоемкости расчетов и возможности сравнения одновременно только двух вариантов. Поэтому, актуальной является разработка методов оперативного выбора рационального металлорежущего оборудования без выполнения трудоемких расчетов.

Достаточно часто на предприятиях эффективность эксплуатации существующего металлорежущего оборудования с программным управлением оказывается меньше ожидаемой. Это объясняется тем, что характеристики выпускаемых станков с программным управлением часто не соответствуют требованиям потребителей, что приводит к существенным издержкам в производстве.

Отсутствие обоснованных требований к созданию металлорежущего оборудования с программным управлением привело к тому, что выпускаемые станки имеют максимально возможные технологические возможности, т.е. ориентированы на обработку самых сложных деталей. Однако, опыт эксплуатации оборудования с программным управлением показал, что часть функций остается невостребованной. Поэтому, нами предложено разработать структуры нового металлорежущего оборудования с программным управлением, специализированного на изготовлении определенных групп деталей. В этом случае каждый станок будет реализовывать необходимое и достаточное число функций, т.е. иметь рациональные технологические возможности и потребительские свойства (стоимость, размеры и др.).

Очевидно, что выработка обоснованных требований к специализированному оборудованию с программным управлением возможна только на основе обобщения и исследования определенного множества характеристик деталей, изготавливаемых заказчиками оборудования.

Для исследования характеристик деталей нами использован достаточно представительный (130 тысяч наименований деталей) региональный банк данных о деталях, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области. В региональном банке данных свыше 30 % - это детали типа тел вращения. Этот факт определил направление исследования по выбору существующего и созданию нового оборудования с программным управлением, предназначенного для изготовления деталей типа тел вращения. Вместе с тем, основные положения работы могут быть использованы для разработки оборудования, предназначенного для изготовления деталей другой геометрической формы.

Таким образом, для повышения эффективности использования металлорежущего оборудования с программным управлением, необходимо решить сложную научную проблему - разработать технологические основы проектирования нового металлорежущего оборудования с программным управлением, специализированного на изготовлении определенных групп деталей и оперативного выбора рационального оборудования из существующего типажа станков.

Разработка проблемы потребует функционально - математического моделирования процесса проектирования специализированного металлорежущего оборудования с программным управлением, разработки методов экономически целесообразного группирования деталей и построения эффективных технологических операций их обработки, унификации элементной базы станков для построения их по блочно - модульному принципу, разработки методов оперативного выбора рационального станка из существующей гаммы оборудования.

С учетом изложенного на защиту выносятся:

- функциональная модель процесса технологического проектирования металлорежущего оборудования с программным управлением для групповой обработки заготовок; функционально - структурная модель металлорежущего оборудования, позволяющая выявить рациональный состав основных и вспомогательных функций оборудования и установить их взаимосвязь с материальными носителями;

- математическая модель конструктивно - технологической сложности детали, позволяющая количественно оценить сложность детали через число формообразующих координат станка и рассчитать укрупненную трудоемкость ее обработки;

- математическая модель для расчета граничного значения сложности детали, начиная с которого экономически целесообразно изготавливать детали на станке с программным управлением по сравнению со станком с ручным управлением; метод поэтапного группирования деталей, позволяющий сформировать рациональные группы деталей в зависимости от их сложности с учетом загрузки оборудования;

- группы деталей, сформированные на основе исследования представительного регионального банка данных о деталях, имеющих широкое распространение на промышленных предприятиях и которые являются технологической основой для создания нового металлорежущего оборудования с программным управлением;

- функционально - структурные модели нового металлорежущего оборудования с программным управлением, специализированного на изготовлении выявленных групп деталей;

- унифицированный состав функциональных блоков для построения всех новых станков по блочно - модульному принципу;

- метод оперативного выбора рационального металлорежущего оборудования из существующей гаммы станков;

- методики построения функционально - структурных моделей нового и оперативного выбора существующего металлорежущего оборудования с программным управлением, а также отбора рациональных групп деталей для изготовления их на действующем в производстве оборудовании;

- структуру и алгоритмы автоматизированной системы выбора металлорежущего оборудования.

Диссертация имеет следующую структуру.

В первом разделе дан анализ современного состояния проблемы повышения эффективности использования металлорежущего оборудования с программным управлением. Рассмотрены технологические возможности станков с программным управлением, выпускаемых отечественными предприятиями и зарубежными фирмами. Выявлено несоответствие между технологическими возможностями станков с программным управлением и производственными условиями их эксплуатации, что существенно снижает эффективность эксплуатации оборудования в производстве. Выполнен анализ известных подходов к созданию и выбору металлорежущих станков с программным управлением.

Рассмотрены состояние и значимость проблемы разработки технологических структур нового металлорежущего оборудования с программным управлением, намечены цель и задач исследований.

Во втором разделе диссертации представлены исследования процесса технологического проектирования и структуры металлорежущего оборудования. Рассмотрена функциональная модель процесса технологического проектирования и его декомпозиции; определены входные и выходные данные процессов, установлена взаимосвязь между ними. Сформированы функциональная и функционально - структурная модели металлорежущего оборудования.

Третий раздел посвящен исследованию конструктивно — технологической сложности детали и обоснованию экономически целесообразной сложности деталей для изготовления на металлорежущем оборудовании с программным управлением. Разработана математическая модель сложности детали на основе формализации ее конструктивно -геометрических и технологических характеристик. Установлена взаимосвязь между сложностью детали и числом формообразующих координат станка, требуемых для ее обработки.

Получено уравнение для расчета граничного значения сложности детали, которое определяет область эффективного использования станков с программным или ручным управлением. Предложенный подход подтвержден конкретными примерами.

В четвертом разделе предложены методические основы поэтапного группирования деталей на основе классификатора ЕСКД. Рассмотрены критерии формирования рациональных групп деталей. Выполнен статистический анализ характеристик деталей, имеющихся в региональном банке данных о деталях, изготавливаемых на предприятиях Ульяновской области.

На основе регионального банка данных сформированы десять групп деталей типа тел вращения, имеющих широкое распространение на промышленных предприятиях, которые приняты в качестве технологической основы для создания металлорежущего оборудования с программным управлением. Рассмотрены различные структуры построения технологических операций обработки комплексных деталей — представителей. Выбраны наиболее рациональные варианты технологических схем обработки групп деталей для их реализации в предлагаемых станках с программным управлением.

7.5. Выводы

1. Разработаны методики выбора экономически целесообразных для определенных производственных условий станков с ПУ из существующего или нового типажа или решения обратной задачи - отбора рациональных групп деталей для изготовления на действующих в производстве станках с ПУ.

2. Разработаны элементы автоматизированной системы выбора металлорежущего оборудования (АСВ МО), в том числе подсистема кодирования и классификации деталей по классификатору ЕСКД и подсистема группирования деталей, позволяющие существенно сократить сроки технологической подготовки производства.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате проведенных исследований решена актуальная научно — техническая проблема, имеющая важное промышленное значение, заключающаяся в разработке технологических основ проектирования нового металлорежущего оборудования с программным управлением, специализированного на изготовлении широко распространенных в производстве потребителей групп деталей экономически целесообразной сложности и оперативного выбора рационального оборудования из существующего типажа станков для определенных производственных условий.

2. Разработано научное обеспечение технологического проектирования нового специализированного МО с ПУ и выбора оборудования из существующего типажа станков для определенных производственных условий, которое заключается в следующем: а) на основе методологии IDEF0 разработана функциональная модель основного процесса построения функционально — структурной модели металлорежущего оборудования (рис. 2.1 и 2.2), позволившая установить все процессы, входящие в основной процесс, их взаимосвязь, входную и выходную информацию. Разработаны декомпозиции основного процесса, формализующие последовательность разработки комплексных деталей-представителей определенной сложности и построения соответствующих функционально - структурных моделей станков (рис. 2.3 и 2.4). б) разработаны математические модели (2.1 - 2.5), позволившие установить функциональные зависимости между сложностью, подлежащих обработке деталей, функциями оборудования и функциональными блоками их реализующими. Предложены зависимости (2.6 - 2.8) для определения унифицированного состава функциональных блоков для построения всей гаммы нового оборудования на единой элементной основе по блочно -модульному принципу. в) с применением функционально - стоимостного анализа сформулированы главная, основные и вспомогательные функции станочной системы и разработана его укрупненная функциональная модель (рис. 2.6). В качестве основных функций станка приняты его формообразующие координаты, от состава которых в основном зависит эффективность оборудования. Разработана функционально - структурная модель станка, увязывающая функции с функциональными блоками (рис. 2.7). Предложены формулы (2.9 и 2.10) для оценки значимости функций нового станка и определения функционально оправданных затрат на их реализацию. г) разработана математическая зависимость (3.9) конструктивно — технологической сложности детали, позволяющая количественно оценить конструктивную сложность деталей тел вращения по числу ступеней и дополнительных элементов и технологическую сложность по материалу и методу получения заготовки, размерам, точности. Предложено уравнение (3.11) для расчета трудоемкости обработки заготовки детали в зависимости от ее сложности. Установлена хорошая сходимость результатов расчета трудоемкости изготовления детали по уравнению (3.11) и «Общемашиностроительным нормативам времени. д) установлена взаимосвязь между конструктивно - технологической сложностью детали и числом формообразующих координат станка с ПУ, позволившая перейти к оценке сложности детали через число формообразующих координат станка, которые необходимо реализовать станку для обработки данной детали. Получено уравнение (3.13) для расчета укрупненной трудоемкости детали в зависимости от числа требуемых для ее обработки формообразующих координат станка. е) установлено, что коэффициент отношения трудоемкостей Ks обработки детали соответственно на станках с РУ и ПУ не является постоянным (как принято в известных зависимостях расчета приведенных затрат ) для деталей разной сложности, а изменяется в зависимости от сложности детали. Получена регрессионная зависимость (3.15) между коэффициентом Ks и сложностью детали, выраженной через число требуемых для ее обработки формообразующих координат станка. С учетом коэффициента Ks рассчитаны приведенные затраты для деталей разной сложности при сравнении вариантов обработки на станках с РУ и ПУ. ж) получено уравнение (3.17) для расчета граничного значения сложности детали, выраженной через число формообразующих координат Фк, начиная с которого экономически целесообразно изготавливать детали на станке с ПУ. з) разработан метод поэтапного группирования деталей на основе свертки классификационных группировок классификатора ЕСКД (рис. 3.2) и кластерного анализа (3.6 - 3.8) в зависимости от сложности деталей по Фк с учетом экономического критерия загрузки оборудования в течении года деталями определенной группы (3.5).

3. Разработано технологическое обеспечение процессов проектирования нового специализированного и выбора существующего МО с ПУ, заключающееся в следующем: а) выполнен статистический анализ характеристик деталей регионального банка данных, позволивший выявить наиболее широко применяемые из них и установить возможность объединения деталей в группы. Установлена высокая сходимость результатов статистического анализа регионального банка данных, созданного в 1995 году и представительной выборки деталей, изготавливаемых на предприятиях в 2004 году, что свидетельствует о том, что качественные изменения в структуре классификации деталей возможны по мере появления принципиально новых машин, механизмов. б) применение метода поэтапного группирования для деталей регионального банка данных позволило выявить шесть групп деталей типа фланцев, стаканов (табл. 4.9) и четыре группы деталей типа валов, шпинделей (табл. 4.12), имеющих широкое распространение на предприятиях Ульяновского региона, для изготовления которых целесообразно создание новой гаммы станков с ПУ. Для каждой группы разработаны комплексные детали - представители. в) установлено, что экономически целесообразной схемой построения технологических операций обработки комплексных деталей на новых станках с ПУ является последовательно - параллельная многоместная схема (табл. 4.15). Выявлено, что при обработке деталей с дополнительными элементами наименьшие приведенные затраты обеспечиваются при обработке деталей на многоцелевом токарном станке с ПУ, реализующем токарную, фрезерную и сверлильную обработку, по сравнению с обработкой на нескольких станках: токарном станке с ПУ, фрезерном и сверлильном станках. г) обоснованы основные технологические параметры нового типажа станков с ПУ токарной группы (табл. 5.1), которые ориентированы на изготовлении выявленных комплексных деталей - представителей определенной сложности Фк. д) предложено ранжировать металлорежущие станки по экономическому параметру Пэ (6.1), который в основном зависит от стоимости оборудования. В соответствии с данным параметром станки с РУ ранжированы на три группы и станки с ПУ на пять групп. Установлено, что параметр Пэ и стоимость станков зависят от их технологических возможностей, класса точности, размеров рабочего пространства.

4. Разработаны функциональные модели (табл. 5.4) и функционально -структурные модели (рис. 5.6) предлагаемой гаммы новых станков с ПУ. Выполнена оценка значимости основных функций станка (табл. 5.5) и относительных затрат на их реализацию (табл. 5.6). Установлено, что наибольшая доля затрат при проектировании и создании новых станков должно быть уделено станине станка с направляющими (20,6 %) и суппортам с приводами продольного перемещения (по 20.6 %).

5. Функционально - структурные модели новых станков формализованы с помощью структурных формул (5.8), что позволило построить единый граф отношений функциональных блоков всех новых станков (рис. 5.11) и, соответственно определить унифицированный состав функциональных блоков (табл.5.10) для построения всех станков по блочно -модульному принципу.

6. Разработаны матрицы (табл. 6.3 - 6.5) выбора экономически целесообразного технологического оборудования для обработки заготовок деталей определенной сложности Фк, позволяющие оперативно без трудоемких расчетов выбрать наиболее эффективный станок с ПУ или РУ. Установлено, что по сравнению со станками с РУ наиболее конкурентоспособны станки с ПУ первой группы, имеющие наименьшую стоимость и двухшпиндельные станки с ПУ пятой группы.

7. Теоретические и экспериментальные исследования, а также проектные решения использованы при разработке технических предложений на создание нового МО с ПУ в ОАО «УЗТС», ФГУП «ПО Ульяновский машиностроительный завод», ЗАО «Фрест», при разработке программ технического переоснащения производства посредством выбора МО с ПУ в ОАО «Автодеталь-Сервис», ОАО «Чебоксарский завод «Электром», при оптимизации номенклатуры деталей, обрабатываемых на действующих в производстве станках с ПУ в ЗАО «Авиастар - СП», ОАО «Ульяновский автомобильный завод», ОАО «Ульяновский механический завод», при разработке групповых технологических процессов в ОАО «Утес», при создании автоматизированной системы кодирования и классификации деталей в ФГУП НПО «Марс».

243

1. Киселев Г. А., Гуленков В. Ю. Гибкие производственные системы в машиностроении. - М. : Изд-во стандартов, 1987. - 288 с.

2. Лищинский Л. Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем. -М.: Машиностроение, 1990. -312 с.

3. Milacron invests// Mod.Mach.Ship., 1996. № 12. - C.l 10.

4. Анализ рынка металлообрабатывающего оборудования Японии. М.: ВНИИТЭМР, 1994. - 48 с.

5. Анализ рынка металлообрабатывающего оборудования США. М. : ВНИИТЭМР, 1994. - 64 с.

6. Рост объема производства в станкостроении Японии// Новости машиностроительного производства. М. : ВНИИТЭМР, Вып. 9-10., 1994. - С. 1-2.

7. Парк металлообрабатывающего оборудования Великобритании// Оперативная информация. Реф.53. Вып.6. М. : ВНИИТЭМР. - 1995. - С . 7-9 .

8. Новосельский И. А. ЕМО Ганновер 97 // СТИН. 1997. -№11.- С.30-34.

9. Потапов В. А. Итоги развития мирового станкостроения в 1996 г. // СТИН. -1997. №9. - С.29-33.

10. Новосельский И. А. Всемирная выставка «ЕМО MILANO 2003» // СТИН. -2004.-Xo4.-C.34.

11. Дружинский И. А. Концепция конкурентоспособных станков. Л. : Машиностроение, 1990. - 247 с.

12. Металлорежущие станки 1998 1999 гг.: Номенклатурный каталог. - М.: ИКФ «Каталог», 1999. - 108 с.

13. Металлорежущие станки 2002 г.: Номенклатурный каталог. М.: ИКФ «Каталог», 2002. - 142 с.

14. Иванов А. Н. Выставка «Металлообработка-2004» // Вестник машиностроения. 2004. - №5. - С. 76.

15. Черпаков Б. И., Новосельский И. А. Станкостроение России: перспективы развития до 2005 г. // СТИН. 2000. - №7. - С. 3.

16. Deutscher Werkrengmaschinenbau schwenkt auf Waschtumskuns. 2004. ~ 55. -№1. -C .9.

17. Think you can't afford new CNC multi technology. Prod. Mach. 2003. - 3. -№5. - C. 52-54.

18. Потапов В. A. METAV'2002 крупнейшая станкостроительная выставка Европы // Машиностроитель. - 2002. - № 10. - С. 46-53.

19. Потапов В. А. Токарные станки и токарные центры на выставке в Ганновере // Машиностроитель. 2002. - №5. - С. 50.

20. Васильев С. В. Международная выставка IMTS 2000 // СТИН. 2001. -№7.-С. 15-20.

21. Новосельский И. А. ЕМО Париж 99 // СТИН. 1999. - №8. - С. 36.

22. Потапов В. А. Выставка «Металлообработка-98» // СТИН. 1998. - №10.1. С. 39.

23. Week, М. Wunsch des Hunden wird zum Mab aller Dinge/// Ind.-Anz. 1995. № 31. - C. 39-41.

24. Die grobten Produzenten von Werkzeugmaschinen// Produktion. 1996. - № 11.-C. 1-5.

25. Маталин А. А., Дашевский Т. Б., Княжицкий И. И. Многооперационные станки. М. : Машиностроение, 1974. - 320 с.

26. Колка И. А., Кувшинский В. В. Многооперационные станки. М.: Машиностроение, 1983. - 136 с.

27. Лавровский С. К., Сафаревич С. С., Туккель И. JI. О расширении функциональных возможностей технологических модулей механической обработки// Вестник машиностроения. 1994 . - № 1. - С. 31-34.

28. Хаммер X. Изменение технологии производства в результате применения гибких автоматизированных систем// Станки и инструмент. 1985. - № 2. - С. 2527.

29. Гибкое автоматизированное производство/ В. О. Азбель, В. А. Егоров, А. Ю. Звоницкий и др., Под общ.ред. С. А. Майорова. Л.: Машиностроение, 1985. -454с.

30. Фроман Б., Лезаш Ж.-Ж. ГПС в механической обработке/ Пер. с франц. -М.: Машиностроение, 1988. 120 с.

31. Flexible Manufacturinn System the Myth ann Reality// Flexible Manufacturinn System.- 1986.-№ 1.-P. 37-54.

32. Marnirier n. Flexible automated machininn in France// Journal of Manufacturing Systems. 1987. - № 4. - P. 253 - 256.

33. Trends in machine tool inventory over past seven surveys// Metallworking En-geneering and Marketing. 1998. - № 6. S. 128 - 135.

34. Антипов В. И., Гиндин Д. Е. Состояние и перспективы развития ГПС для обработки деталей типа тел вращения: Обзор, информ./ М.: ВНИИТЭМР, 1986. 56 с.

35. Highspeed design ensures survival// Metallwork. Prod. 1993. - C. 359.

36. Mehr Software, weniner Aufwand// Maschinmark. 1986. - № 35. - S. 62 - 66.

37. Wiek C. Grinding Multidiameter Surfates with CNC// Manufakturing Engineering. 1988. - № 2. - P. 66-73.

38. Блехерман M. X. Гибкие производственные системы: (Организационно-экономические аспекты). -М.: Экономика, J.988. 221 с.

39. Васильев В. Н. Организация, управление и экономика гибкого интегрированного производства в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986. - 312 с.

40. Васильев В. С. Основные понятия о металлорежущих станках// Станки и инструмент. 1994. - № 10. - С. 3 - 7.

41. Анализ рынка металлорежущего оборудования Германии. М.: ВНИИТЭМР, 1994. - 64 с.

42. Антипов В. И., Потапов В. А. Выставка 8. ЕМО // Станки и инструмент. -1990. -№> 10. -С. 34-36.

43. Металлообработка 1994. М.: АО "Экспоцентр", 1994. - 60 с.

44. Rose Н. Produktentwicklung Beispiel Werkzeugmaschinenbau// VDI-Zeitschrift. 1994. - № 9. - С. 26 - 29.

45. Ельчанин Ю. М., Итин А. М., Карякнн В. Н., Федоров В. И. Применение и конструктивные особенности токарных многоцелевых станков. М.: ВНИИТЭМР, 1987.-48 с.

46. Гибкие производственные модули. Каталог. М.: ВНИИТЭМР, 1989. - 96с.

47. Токарные зарубежные гибкие производственные модули для обработки деталей типа тел вращения. Каталог. М.: ВНИИТЭМР, 1990. - 76с.

48. Гибкие производственные системы Японии/ Пер. с яп.; Под ред. Л.Ю.Лещинского. -М.: Машиностроение, 1987. 232 с.

49. Колосов А. Н., Шипот Б., Лохматов С. А. Эффективность гибких производственных систем. М.: ВНИИТЭМР, 1991. - 56 с.

50. Сатановский Р. Л. Организационное обеспечение гибкости машиностроительного производства. Л.: Машиностроение, 1987. - 96 с.

51. Станки-90. 5-ая выставка "Металлообрабатывающая техника ФРГ". Москва 15-24 мая 1990 г. Мюнхен.: Карл Ханзер Ферлаг, 1990. - 183 с.

52. Tonshaff Н. К., Boger F. Entwicklung einer Referenzarchitektur fur den modu-laren Aufbau kunftiger Werkzeugmaschinen// Werkstattstechnik. 1994. - № 7. - С . 330 -333.

53. Grundler Edgar Prazisionsteile rationell fertigen // Maschine. 1998. - N 6. - C. 66 - 67.

54. Шлишевский Б. Э. Гибкая автоматизация многосторонней обработки деталей типа нецентровых тел вращения. М.: ВНИИТЭМР, 1986. - 88 с.

55. Wu Shuang // Jixie gongyishi. Mach. Manuf. Eng. 1996. - N 3 - C. 14 - 16.

56. Карабчиевский Л. П., Воскресенский Л. А. Автоматизация шлифовальных станков. М.: Машиностроение, 1982. - 95 с.

57. Торлин В. Н., Баталин А. С. Финишные операции в гибком автоматизированном производстве. К.: Техника, 1987. - 208 с.

58. Ермаков, Ю. М., Степанов, Ю. С. Современные тенденции развития абразивной обработки. -М.: ВНИИТЭМР, 1991. 52 с.

59. Маслов Е. Н., Голубева М. В. Шлифовальная обработка в гибких производственных системах. М.: Машиностроение, 1991. - 52 с.

60. Chiara R., Bruno М., Grassis М. Una cella di rettificatura per un FMS// Rivista di Meccanica. 1988. -№ 917. - S. 160 - 167.

61. Renker H., Taner H. Flexible Fertinunn beim Aubenrundschleifen// Werkstattstechnik. 1986. - № 5. - S. 39-41.

62. Tre Versioni di rettificatrici// Riv.mecc. 1995. - 10747. - C.125.

63. Экономическое обоснование области применения металлорежущих станков с программным управлением/ В. Л. Кубланов, И. А. Маковецкая, А., П. Наза-ренко и др. -М.: Машиностроение. 1987. 152с.

64. Komplettbearbeitung nimmt weiter zu Friek Walter// Maschinenmarht. 2004. -№13.-C. 30-33.

65. Системное проектирование интегрированных производственных комплексов/ Под общ. ред. В. М. Пономарева. Л.: Машиностроение, 1986. - 319 с.

66. Брон Л. С. Гибкие производственные системы// Станки и инструмент.1984.-№8.-С. 26-30.

67. Технологическое оборудование ГПС/ О. И. Аверьянов, А.,И. Дащенко, А. А. Леснин и др.; Под общ.ред. А. И. Федотова и О. Н. Миляева. Л .: Политехника, 1991.-320 с.

68. Гавриш А. П., Воронец Б. М. Робототизированные механообрабатывающие комплексы машиностроительного производства. К.: Техника, 1984. - 198 с.

69. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Технологические основы проектирования типовых шлифовальных гибких производственных модулей. Ульяновск: УлГТУ, 1997. - 123с.

70. Алагуров В. В., Рассанов В. П. Организация технологической подготовки и повышение эффективности производства на станках с ЧПУ- М.:ВНИИТЭМР ,1990. -52 с.

71. Васильев С. В., Ефимов В. Н. Современные тенденции развития станкостроения // СТИН. 1999. - №6. - С.39.

72. Пуш А. В. Моделирование и мониторинг станков и станочных систем // СТИН. 2000. - №9. - С. 12.

73. Дружинин И. В. Разработка концепции конкурентоспособных производственных систем на основе принципов системологии // СТИН. 2000. - №8. - С.З.

74. Вайс С. Д., Корниенко А. А. Оценка конкурентоспособности металлорежущих станков // СТИН. 2002. - №1. - С.8.

75. Судоплатов И. П. Обработка деталей на станках с ЧПУ. М.: Машиностроение. 1976. - 102 с.

76. Черпаков Б. И., Кузнецов А. С. Оценка возможности обработки сложных деталей на многоцелевом токарном станке с ЧПУ // СТИН. 1998. - №2. - С.З7.

77. Аскинази А. Е., Черпаков Б. И. Токарные станки на международных выставках 90-х гг. // СТИН. 1998. - №7. - С.26.

78. Черпаков Б. И. Тенденции развития мирового станкостроения в начале XXI века // СТИН. 2003. - №9. - С.З.

79. Haas G. What to look for in low-cost vertikal machining centers// Produktion (USA). 1995. -№ 5. - C. 44.

80. Ермаков Ю. M. Многошпиндельные и многопозиционные станки непрерывного действия // СТИН. 1998. - №11. - С.З.

81. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении/ Под ред.: М.Соломенцева, В.Г.Митрофанова. -М.: Машиностроение, 1986. 254 с.

82. Трушин Н. Н. Методологическое обеспечение функционирования производственной системы по параметру оптимизации номенклатуры обрабатываемых деталей: Дис. канд. техн. наук; (05.02.08). Тула: ТПИ, 1988. - 176 с.

83. Шептунов С. А. Формирование состава и структуры основного оборудования гибких производственных систем в соответствии с требованиями технологии (на примере корпусных деталей): Дис. канд. техн. наук; (05.02.08). М.: Мосстан-кин, 1985. — 264 с.

84. Горюшкин В. И., Кузнецов А. П., Шур О. М. Методы определения рациональных структур ГПС для обработки деталей машин.: Обзор, информ. М.: ВНИИТЭМР, 1988.-60 с.

85. Организационно-технологическое проектирование ГПС / Под общ.ред. С.П.Митрофанова. JI.: Машиностроение, 1986. - 294 с.

86. Норре Manfred. Besser machen: Innovationsstrategie Modernisierung vorhan-derer Werkzeumaschinen. Teil 1.// Maschinenmark. 1996. - C. 40 - 41.

87. Hoppe Manfred. Bedarfgerecht: Bereits vorhandene Werkzeugmaschinen den Anfonderungen gema umgestalden. Teil 2.// Maschinenmark. 1996. - № 11. - C. 60 -61.

88. Дерябин В. К. Научное обоснование уровня автоматизации оборудования. АООТ "Воронеж, станкостроит. з-д". Воронеж. 1996. - 133 с. Деп. в ВИНИТИ.

89. Епифанов В. В. Технологическое обеспечение структурно-компоновочного построения круглошлифовальных станков для типовых ГПМ: Дис. канд. техн. наук; (05.02.08). Самара: СГТУ, 1992. - 256с.

90. Шрайбман С. М. Тенденция развития технологии механообработки, металлорежущих станков и инструментов// Вестник машиностроения. -1991.-№3.-С. 30-33.

91. Технологическая подготовка гибких производственных систем/ Под общ. ред. С.П.Митрофанова. JL: Машиностроение, 1987. - 352 с.

92. Эстерзон М. В. Технологические основы проектирования станков// Станки и инструмент. 1994. -№11.-С.6-10.

93. Ямпольский Л. С., Полищук М. Н. Оптимизация технологических процессов в гибких производственных системах. К.: Техника, 1988. - 175 с.

94. Пуш В. Э., Куранов А. Р., Пичхадзе Ш. И. Определение области экономически целесообразного использования гибких производственных модулей// Станки и инструмент. 1985. - № 8. - С. 2 - 3.

95. Анвельт Ю. Ю., Рийвес Ю. Э. Определение рациональных параметров станка с ЧПУ для обработки деталей// Автоматизация технологического проектирования процессов механической обработки. ТПИ. Таллин. 1982. - С. 31 - 38.

96. Рийвес Ю. Э. Применение множества приоритетов для выбора модели станка// Автоматизация технологического проектирования процессов механической обработки. ТПИ. Таллин. 1980. - С. 45 - 46.

97. Lian Wande е. a.// Zhizao jishu yu jichuang. Manuf. Technol. and Mach. Tool. -1994.-N5.-C. 52-54.

98. Albert M. It,s within your graspit will extend your reach// Mod. Mach. Shop. -1997.-N3.-C. 60-69.

99. Ocker M. Zwischen wunsch und wirklichkeit // Werkstatt und Betr. 1996. -№ 11.-C. 930.

100. Zhu Ronggian t. a. // Jixil gongyishi Mach. Makuf. Eng. -1996.-№12.c.17-18.

101. Machine tool selection with a "no-slips" disc // Mach. And Prod. Eng. 1997. -N 3990.-C.20.

102. Iwata K., Sunimura N., Fukuda Y. Knowledne-based flexible part classification system for CAD/CAM// Annals of the. 1987. - № 1. - S. 317 - 320.

103. Brum I., Lonar В., Hlebanja G., Peklenik I. Desinn of the detabase for CAD based on nroup technolony// Intenrated Manufacturinn. 1988. - P.49 - 62.

104. Шадский. Г. В., Трушин, Н. Н. Гибкость производственной системы и групповая технология// Автоматизированные станочные системы и робототизиро-ванные производства: Межвуз. сб. науч.трудов. Тула.: Тульский политехи, ин-т. -1988.-С . 26-31.

105. Шрайбман С. М. Технологические характеристики массива деталей машин// Станки и инструмент. 1986. - № 4. - С. 20 - 22.

106. Автоматизация процессов машиностроения/ Под ред. А.И. Дащенко. М.: Высшая школа, 1991. - 480 с.

107. Клепиков С. И., Ивахненко А. Г., Картелев Д. В. Автоматизированное проектирование компоновок металлорежущих станков // СТИН. 2002. - №7. - С.З.

108. Die Gesamststnategie heibt Multitec: Kostenkiller: Sechs Bearbeitungsarten in einer Maschine vereinigt // Fertigung. 1999. - № 6. - C. 28 - 29.

109. Новоселов Ю. К., Харченко А. О. Технологические предпосылки создания гибких станочных модулей// Машиностроитель. 1986. -N 3. - С. 11-12.

110. Пиль Э. А. Выбор модели станка при обработке плоских корпусных деталей// Машиностроитель. 1990. - № 9. - С. 15-16.

111. Алагуров В. В., Рассанов В. П. Организация технологической подготовки и повышение эффективности производства на станках с ЧПУ. М.: ВНИТЭМР, 1990.-52с.

112. Кучма Н. В. Формирование групп деталей и состава основного оборудования при проектировании ТИС// Передовой произ. опыт и научно-технические достижения, рекомендуемые для внедрения. М.: ВНИИТЭМР , 1989. - С. 5 - 8.

113. Ныс Д. А., Шумяцкий Б. JL, Еленева Ю. А. Выбор оптимального состава оборудования гибких автоматизированных технологических систем для обработки корпусных деталей// Станки и инструмент. 1983. - № 6. - С. 3 - 5.

114. Блехерман М. X. Организационно-технологическое группирование деталей в ГПС// Вестник машиностроения. 1986. - № 6. - С. 37 - 42.

115. Oakham Martin Inefficiency the enemy within 11 Metalwork.Prod. 1998. - № 22. -c . 25-32.

116. Пущ В. Э., Лищинский Л. Ю Оценка оптимальности решений при выборе автоматизированного оборудования// Станки и инструмент. 1986. -№7.-С.2-4.

117. Пуш А. В., Сысоев С. Н. Проектирование технологического объекта с требуемыми характеристиками // СТИН. 1999. - №7. - С.5.

118. Аверьянов О. И., Таратынов О. В., Грузов В. В. Методика формирования парка технологического оборудования для машиностроительного производства в условиях рынка // СТИН. 2000. - №3. - С.З.

119. Третьяков В. М. Групповая технология создания семейства изделий // Вестник машиностроения. 2000. - №9. - С. 34 - 39.

120. Бушуев В. В. Функциональная целесообразность конструкторских решений // СТИН. 1997. - №9. - С.24-30.

121. Ивахненко А. Г. Структурный синтез металлорежущих систем // СТИН.1998. №2. - С.3-6.

122. Ивахненко А. Г., Пуш А. В. Методология концептуального проектирования металлорежущих систем // СТИН. 1998. - №4 - С.3-10.

123. Бржозовский Б. М., Мартынов В. В., Урин И. А. Основные направления работ по повышению эффективности машиностроительного производства// СТИН.1999.-№2.-С.З.

124. Скворцова С. А., Аверьянов О. И. Формализованная классификация деталей машиностроения // СТИН. 2001. - №6. - С.24.

125. Тарамыкин Ю. П. Информационное обеспечение формообразующей технологической среды // СТИН. 2001. - №2. - С.9.

126. Штайнхильпер Р. Концепция технологии на 90-е годы// Автоматика и робототехника. 1989. - № 2. - С . 12 - 24.

127. Сигал Я. М. Тенденции развития групповой технологии за рубежом / НИИМАШ. М.: НИИМАШ, 1979. - 60с.

128. Управление качеством продукции: Международные стандарты ИСО 9000-9004. М.: Изд-во стандартов, 1992. - 310с.

129. Аверьянов О. И., Дащенко А. И., Межов А. Е. Агрегатно модульный принцип построения гибких автоматизированных линий и оптимизация их структурно-компоновочных схем// Вестник машиностроения. - 1986. - № 5. - С. 34 - 40.

130. Васильев Г. Н. Компоновочное проектирование станков и станочных систем. М.: ВНИИТЭМР, 1989. - 60 с.

131. Кац Г. Б., Коваль А. П. Технико-экономический анализ и оптимизация конструкций машин. М.: Машиностроение, 1981. - 214 с.

132. Байер Б. Н. Методология процесса создания технических систем // СТИН. -1997.-№8.-С. 17-20.

133. Червяков Л. М. Моделирование технологических решений // СТИН.1997. №4, - С.24-27.

134. Васильев С. В. Реализация энергосберегающих технологий в перспективных станках // СТИН. 1998. - №5. - С.3-7.

135. Хомяков В. С., Халдей М. Б. Информационная система синтеза компоновок станков // СТИН. 1998. - №8. - С.3-6.

136. Шадский Г. В., Ковешников В. А., Трушин Н. Н. Методология системного проектирования автоматизированных производственных систем // СТИН. 1998. -№6.-С. 3-5.

137. Толстов К. М. Оценка компактности смазочного оборудования // СТИН.1998. -№8. С.18.

138. Черпаков Б. И. Принципы построения конструкций станочного оборудования и организация его производства // СТИН. 1998. - №5. - С.26.

139. Данилов В. А. Синтез и оптимизация кинематической структуры станков с использованием типовых модулей // СТИН. 1999. - №7. - С.9.

140. Варнекс Х.-Ю. Комплексная автоматизация производственных процессов// Тенденции научно-технического прогресса. 1990. - № 1, - С. 14 - 19.

141. Beard Tom. A shorter path to machine tool selection // Mod. Mach. Shop. -1997.-№ 8 -C. 110-111.

142. T & P, Metlfax, Techpex join forces Alliance aids CNC equipment boyer // Tobl. and Prod. 1996. -№ 7. - C.12.

143. Boctz Victio Werkstuckab hangig auswahlen // Masch. Anlog.+ Verfahr. -1996. № 3. - C. 37.

144. Островский Ю. А., Глущенко А. В., Скляров Д. В. Критериальный аппарат выбора оборудования при принятии технологических решений // Изд. вузов машиностроения. 1998. - N 4. - с. 86 - 92.

145. Ковшов Е. Е., Вайсберг А. В. Объектно-ориентированная база данных в технологической подготовке производства // СТИН. 2003. - №6. - С.З.

146. Колыбенко Е. Н. Организация связей между объектами технологической системы производства // СТИН. 2003. - №6. - С.9.

147. Васильев Г. Н., Рыбаков А. В., Тимофеев П. Г. Использование САПР при разработке компоновки агрегатного станка на этапе технического предложения // СТИН. 2003. - №9. - С. 18.

148. Быков В. П., Быков В. В., Орлов О. М. Автоматизированная разработка технологического задания на проектирование объектов машиностроения // Вестник машиностроения. 2000. - №7. - С. 23 - 26.

149. Кабалдин Ю. Г., Соловьев В. А., Дерюжнова И. Е., Биленко С. В. Управление технологическим оборудованием на основе искусственного интеллекта // Вестник машиностроения. 2001. - №11. - С. 38 - 42.

150. Колыбенко Е. Н., Колесникова Л. В. Подход к информационному отображению технологической системы производства // Вестник машиностроения. 2002. -№12.-С. 42-47.

151. No longer product pushers. Amer. Mach. 2003. 147. №6. - C.56 - 64.

152. Jia Diantdo, Sun Yuhua. Zuhe jichuang yu zidanghua jiagong jishu. Modul. Mach. Tool and Autom. Manuf. Techn. 2003. №10. - C. 38 - 39.

153. Schulz H. How to select the right HSC-machine. Inst. Produktionstechn. Und Spanende Werrkzeungmasch. 1999. - C. 63 - 65.

154. Житная И. П., Житный Е. П. Эффективность применения станков с числовым программным управлением. Киев: Техника. - 1976. - 92с.

155. Давыдова М. В., Мостальгин Г. Г., Шарина В. А. Экономическое обоснование выбора многооперационных станков// Соверш. технол. процессов изгот. дет. машин. Курганский машиностр. ин-т. Курган. - 1993. - С.45 - 48.

156. Setup reduction for turning // Amer. Mach. 1997. - № 12. - C. 74.

157. Кошунова E. Д., Чистяков А. В. Выбор оптимального варианта производственной программы при оценке эффективности инвестиций // СТИН. 1998. -№10. - С.19.

158. Яновский А. М. Программа продвижения продукции от производителя к потребителю // СТИН. 1999. - №5. - С.24.

159. Быков В. А., Быков В. В. Экспертная система для поиска вариантов технического решения в машиностроении // Вестник машиностроения. 2002. - №9. -С. 23-27.

160. Стародубов В. С. Точность металлорежущих станков с ЧПУ и способы ее повышения // Вестник машиностроения. 2000. - №5. - С. 38 - 44.

161. Фасхиев X. А., Гусева А. А. Оптимизация технико-экономических параметров грузового автомобиля на стадии его проектирования // Вестник машиностроения. 2004. - №3. - С.64.

162. Кутин А. А. Повышение конкурентоспособности технологического оборудования методами CALS-технологий // СТИН. 2000. - №9. - С.5.

163. Черпаков Б. И., Белага В. Б. Модернизация станочного оборудования на предприятиях с ограниченными ресурсами // СТИН. 2003. - №11. - С. 14.

164. Корниенко А. А., Митин Г. П. Оценка конкурентоспособности систем ЧПУ // Вестник машиностроения. 2000. - №2. - С. 37 - 43.

165. Закураев В. В., Шивырев А. А. Многокритериальная оптимизация и управление механической обработкой на токарных станках с ЧПУ // Вестник машиностроения. 2001. - №4. - С. 31 - 39.

166. Стрельцов А. В. Техническое переоснащение производства в системе стратегического планирования // Вестник машиностроения. 2000. - №4.

167. Красовский Г. В., Кутергина Т. В. Оценки инвестиционной привлекательности инновационного проекта в станкостроении // Вестник машиностроения. -2001.-№5.

168. Лещенко М. И., Мельничук П. П., Василюк Г. Д. Обоснование выбора варианта технологии изготовления деталей машин и станков // Вестник машиностроения. 2002. - №4.

169. Кабалдин Ю. Г., Биленко С. В., Серый С. В. Использование методов нелинейной динамики при управлении с ЧПУ // Вестник машиностроения. 2003. -№3.

170. Попов М. В., Попов А. М. Управление экономическими связями в производственном процессе изготовления машины // Вестник машиностроения. 2004. -№4. - С.ЗЗ.

171. Карпусь В. Е. Синтез технологических компоновок многономенклатурного агрегатного металлорежущего оборудования // Вестник машиностроения. 2004. -№1. -С.53.

172. Shinno Hidenori. Nihon kikai gakkai ronbunshu. Jap. Soc. Mech. Eng. 2002. 68. №671. - C. 2196 - 2203.

173. Talking points. Cutt. Tool Eng. 2003. 55. №2. - C.25.

174. Васильев В. Н., Дащенко А. И., Чуликов Е. И. Типизация и оптимизация агрегатно-модульных структур ГПС для корпусных деталей сельскохозяйственных машин// Вестник машиностроения. 1989. - № 9. - С. 45-53.

175. Юденков А. Г. Методика расчета параметров ГПС как системы массового обслуживания сложной структуры // СТИН. 2003. - №1. - С. 14.

176. Наянзин Н. Г. Концепция гибких технологический систем // Вестник машиностроения. 2003. - №7.

177. Пасько Н. И. Статистическое моделирование станочных систем // СТИН. 1998. - №3. - С.9-12.

178. Кудинов А. В. Особенности нейросетевого моделирования станков // СТИН. 2001.-№1.-С. 13.

179. Агафонов В. В. теоретико-множественный анализ автоматизированных станочных систем // СТИН. 2002. - №8. - С.З.

180. Ивахненко А. Г., Ешенко Р. А. Графический синтез формообразующих систем металлорежущих станков // СТИН. 2002. - №2. - С. 10.

181. Кабалдеш Ю. Г., Биленко С. В. Интеллектуальное проектирование станочных систем // Весгник машиностроения. 2004. - №3. - С.43.

182. Лурье А. И. Совершенствование методической основы морфологического анализа механизмов // СТИН. 2004. - №9. - С. 18.

183. Черпаков Б. И., Феофанов А. И. Методология проектирования гибких автоматизированных линий механической обработки // СТИН. 2004. - №6. - С.З.

184. Давыдов В. М., Кузнецов Д. И. Определение исходных данных для проектирования станков на основе нейросетевого моделирования // СТИН. 2004. - №6. -С.18.

185. Третьяков В. М. Основы проектирования семейства изделий // Справочник. Инженерный журнал. Приложение № 6. 2004. - 24 с.

186. Erodieren und HSC-Frasen als Partner fur die Zukunf. Werkstatt und Betr. 2002. 135. №9. - C.5-7.

187. Kennedy Bill. No renrets. Cutt. Tool Eng. 2002. 54. №3. - C.24-32.

188. Черпаков Б. И., Феофанов А. Н., Калинин В. В. Особенности проектирования гибких автоматических линий на базе новых перспективных узлов// Станки и инструмент. 1990. - № 2. - С.9 -11.

189. Шарин Ю. С. Технологическое обеспечение станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1986. - 173 с.

190. Грузнов И. И. Некоторые особенности создания новых гамм станков// станки и инструмент. 1989. - № 10. - С. 9 - 11.

191. Брайлов И. Г. Моделирование процесса формообразования на станках с ЧПУ // СТИН. 1998. - №2. - С.12-15.

192. Шейко Л. И. Структурный синтез компоновок многокоординатных зубо-обрабатываемых станков для изготовления конических передач// СТИН. 2001. -№3. - С.6.

193. Решетов Д. Н. Состояние и тенденции развития деталей машин // Вестник машиностроения. 2000. - №10. - С. 44 - 49.

194. Шарин Ю. С., Старцева Т. В. Установление нормы времени в условиях единичного и мелкосерийного производства // Вестник машиностроения. 2000. -№6.-С. 53 -58.

195. Кондаков А. И., Горлышев К. С. Экспресс-оценка возможности изготовления изделий в производственной системе фиксированной структуры // Вестник машиностроения. 2002. - №5. - С. 48 - 51.

196. Фоминых Р. Л., Коршунов А. И., Якомовик Б. А. Определение организационно-технического уровня производственной системы при прогнозировании трудоемкости изготовления машиностроительного изделия // Машиностроитель. 2004. -№ 1.-С. 32-37.

197. Пуховский Е. С., Надольский А. П. Групповая обработка корпусных деталей в ГПМ// Технология и организация производства. Киев. - 1986. - № 4. - С.20 -22.

198. Ермаков Ю. М. Создание новых способов обработки резанием на основе универсальной классификации // СТИН. 1997. -№3. - С. 13-18.

199. Синько В. И. Методы обеспечения конкурентоспособности промышленной продукции // Вестник машиностроения. 2000. - №9. - С. 42 - 47.

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

201. Базров Б. М. Концепция модульного построения технологических средств механосборочного производства// Вестник машиностроения. 1996. - № 2. - С .28 -32.

202. Базров Б. М. Концепция совершенствования станочного оборудования и его производства // Вестник машиностроения. 2004. - №2. - С.38.

203. Базров Б. М. Модульный принцип в повышении качества изделий // Стандарты и качество. 2001. - № 4. - С.62-63.

204. Базров Б. М. Модульная технология в машиностроении. М.: Машиностроение, 2001. - 368 с.

205. Базров Б. М. Модульный принцип построения механосборочного производства// Вестник машиностроения. 1993. - № 12. - С.35 - 40.

206. Ефимов В. В., Епифанов В. В., Голубева М. В. Обоснование структур типовых шлифовальных ГПМ на основе анализа классификационных признаков деталей машин// Стандарты и качество. 1990. - № 2. - С.53 - 57.

207. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Построение функционально-технологических структур типовых круглошлифовальных ГПМ // Станки и инструмент. 1993. -№ 4. - С. 35 - 38.

208. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Технологическое обоснование проектирования типовых круглошлифовальных гибких производственных модулей // Вестник машиностроения. 1998. - № 10. - С. 41 - 47.

209. Митрофанов С.П. Групповая технология машиностроительного производства: в 2-х томах. Д.: Машиностроение, 1983. - 404 с.

210. Чуликов Е. И., Штейнберг Я. И. Принципы и отраслевые особенности классификации групп деталей для обработки на ГПС// Тракторы и сельхозмашины. 1988. -№ 1.-С. 47-51.

211. Чуликов Е. И., Штейнберг Я. И. Принципы унификации технологических процессов механообработки корпусных деталей на ГПС// Тракторы и сельхозмашины. 1989. - № 2. - С.45 - 50.

212. Рыцев С. Б. Группирование деталей с помощью элементов экспертных систем для механической обработки на автоматизированном оборудовании с ЧПУ// Межотрасл. научно-технический сб. "Технология". М.: ВИНИТИ. - 1990. - № 1. -С. 41-47.

213. Гоменюк А. С., Борисовер Г. И. Групповая обработка деталей в роботизированном производстве// Технология и организация производства. К.: Техника. -1987.-№4.-С. 18-20.

214. Рийвес Ю. Э. Системы описания и классификации деталей в машиностроении: Обзор.информ. -М.: ВНИИТЭМР, 1991. 56 с.

215. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства: пер.с англ. -М.: Мир, 1987.-528 с.

216. Колобов А. А., Бурчаков А. Ю. Разработка метода минимизации длительности производственного цикла в условиях групповой обработки машиностроительных деталей // Машиностроитель. 2002. - №6. - С. 22 - 26.

217. Кондаков А. И., Зайцев Е. Б., Терехин М. В. Использование подобия решений для повышения эффективности технологий подготовки производства // Вестник машиностроения. -2004. -№6. С.54.

218. Марка Д., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. Пер. с англ. -М.: Наука, 1993. 240 с.

219. Integration Definition For Function Modeling (IDEFO). Draft Federal Information Processing Standarts Publication, 1993. P. 183.

220. P50.1.028-2001. Методология функционального моделирования. M.: Госстандарт РФ, 2001.

221. Окулесский В. А. Функциональное моделирование методологическая основа реализации процессного подхода. - М.: НИЦ CALS-технологий, 2001. - 156 с.

222. Александров П. С. Введение в теорию множеств и общую топологию. -М.: Наука, 1977.-367 с.

223. Бронштейн И. Н., Семендяев К. А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986. - 544 с.

224. Елисеева, И. И., Рукавишников, В. О. Группировка, корреляция, распознавание образов: Статистические методы классификации и измерения связей. М.: Статистика, 1977. - 144 с.

225. Скворцов Н. Н., Омельченко JI. Н. Организация функционально стоимостного анализа на машиностроительных предприятиях. - К.: Техника, 1987. - 110 с.

226. Моисеева Н. К. Выбор технических решений при создании новых изделий. -М.: Машиностроение, 1980. 181 с.

227. Моисеева Н. К. Функционально-стоимостной анализ в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1987. 380 с.

228. Технико-экономический анализ машин и приборов/ Ю.Н.Мымрин, К.А.Грачева, Ю.В.Скворцов и др. Под общ. ред. М.И.Ипатова и В.И.Постникова. -М.: Машиностроение, 1985. 248 с.

229. Функционально-стоимостной анализ в электротехнической промышленности / Под ред. М.Г.Карпунина. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 320 с.

230. Кузьмина Е. А., Кузьмин А. М. Функциональное моделирование // Машиностроитель. 2002. - №2. - С.40-47.

231. Кузьмин А. М., Барышников А. А., Кузьмина Е. А. Функциональный анализ: выявление, определение и классификация функций // Машиностроитель. 2001. -№ . - С.33-39.

232. Кузьмин А. М., Кузьмина Е. А. Определение функционально оправданных затрат // Машиностроитель. 2002. - №10. - С.39-45.

233. Общемашиностроительные нормативы времени на работы, выполняемые на металлорежущих станках. Среднесерийное и мелкосерийное производство. М.: НИИтруда, 1986.-327 с.

234. Общемашиностроительные нормативы времени и режимов резания для нормирования работ, выполняемых на универсальных многоцелевых станках с ЧПУ. Ч. 1, 2. М.: Экономика, 1990.-432 с.

235. Епифанов В. В., Ефимов В. В., Неняева Р. И., Федотов А. А. О возможности организации межотраслевого производства на основе регионального банка данных о деталях// Стандарты и качество. 1989. - № 4. - С. 25 - 29.

236. Епифанов В. В., Ефимов В. В., Неняева Р. И., Федотов А. А. Опыт создания регионального банка данных по деталям машиностроения: Тез. докл. межот-расл. совещения, 27-28 сентября 1988 г. -М.: ГНИЦВОК, 1988. С.13 - 15.

237. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Анализ характеристик деталей типа тел вращения для выбора металлорежущих станков с программным управлением // Вестник машиностроения. 2002. - № 1. - С. 39 - 45.

238. Епифанов В. В. Обоснование экономически целесообразной сложности деталей типа тел вращения для обработки на станках с ЧПУ // Вестник УлГТУ. -Ульяновск, 2002. № 1. - С. 56 - 59.

239. Епифанов В. В. Математическая модель оценки трудоемкости изготовления деталей типа тел вращения // Вестник машиностроения. 2004. - № 9. - С.81 -85.

240. Классификатор ЕСКД. Классы 71, 72, 73, 74, 75. Иллюстрированный определитель деталей. М.: Изд-во стандартов, 1986. - 401 с.

241. Технологический классификатор деталей машиностроения и приборостроения. М.: Изд-во стандартов, 1987. - 256 с.

242. Общероссийские классификаторы основное средство совместимости информационных систем и ресурсов // Машиностроитель. - 2001. - №10.

243. Лавренов И. В., Новикова М. В., Троицкий Д. И., Шишкова Н. П. АСКОН дарит новую жизнь старому классификатору // Технологическая подготовка производства. 2002. - С.54 - 55.

244. Епифанов В. В., Ширялкин А. Ф. Расчет укрупненной трудоемкости обработки деталей типа тел вращения // СТИН. 1999. - № 4.

245. Епифанов В. В., Ширялкин А. Ф. Разработка методики расчета трудоемкости механической обработки заготовок в серийном производстве // Тез. докл. Всероссийской НТК «Актуальные проблемы повышения качества машиностроительной продукции». Владимир, 1999.

246. Епифанов В. В., Ширялкин А. Ф. , Ефимов, В. В. Расчет трудоемкости механческой обработки заготовок на примере деталей невращения // Вестник машиностроения. 2000. - № 9. - С. 45 - 52.

247. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Расчет укрупненной трудоемкости обработки деталей типа валов // Машиностроитель. 2001. - № 10. - С. 29 - 36.

248. Епифанов В. В., Ефимов, В. В. Расчет укрупненной трудоемкости обработки заготовок деталей типа фланцев // СТИН. 2002. - № 7. - С. 33 - 41.

249. Епифанов В. В., Ефимов В. В. Технологическое обоснование выбора станков с ЧПУ // СТИН. 2000. - № 6. - С. 36-43.

250. Экономическое обоснование выбора групп деталей типа тел вращения для обработки на станках с ЧПУ // Тез. докл. НТК «Технический ВУЗ наука, образование и производство в регионе», 3-4.10.2001. - Тольятти: ТолГУ, 2001.

251. Епифанов В. В., Ефимов В. В. Экономическое обоснование выбора станков с ЧПУ для изготовления деталей типа тел вращения // Вестник машиностроения. -2002.-№7.-С. 46-51.

252. Ефимов В. В., Епифанов В. В. Отбор деталей типа фланцев для обработки на станках с ЧПУ // СТИН. 2002. - № 10. - С. 32 - 37.

253. Ефимов В. В., Епифанов В. В. О возможности использования производственных комплексов на межотраслевом региональном уровне // Вестник машиностроения, 1990. № 2. - С. 39 - 46.

254. Епифанов В. В., Ефимов В. В. Классификация и кодирование деталей в интегрированной автоматизированной системе подготовки группового производства // Стандарты и качество. 1992. - № 11. - С. 43 - 49.

255. Епифанов В. В., Ефимов В. В. Разработка интегрированной автоматизированной системы технологической подготовки группового производства // Наукоемкие технологии в машиностроении и приборостроении: Тез. докл. 21-22 мая 1994. -Рыбинск: РАТИ, 1994.

256. Епифанов В. В. Создание интегрированной автоматизированной системы технологической подготовки группового производства // Тез. докл. 31.05 -05.06.1994 г. Рубцовск, Рубцовский индуст. инс-т, 1994.

257. Епифанов В. В., Ефимов В. В., Ширялкин А. Ф. О технологическом подходе к построению структур классификации деталей машин // Стандарты и качество. 1994.-№8.-С. 43-47.

258. Епифанов В. В., Ширялкин А. Ф., Ефимов В. В. Методика расчета укрупненной трудоемкости обработки заготовок на основе элементно-технологическогоклассификатора деталей машин // Вестник машиностроения. 1996. - № 9. - С. 37 — 43.

259. Епифанов В. В. Интегрированная автоматизированная система технологической подготовки группового производства // Вестник машиностроения. 1996. -№ 10.-С. 38-45.

260. Епифанов В. В. Разработка классификационной системы для автоматизации технологической подготовки группового производства // Машиностроитель. -2001.-№9.-С. 33-35.

261. Епифанов В. В. Группирование деталей типа тел вращения с применением кластерного анализа // Машиностроитель. 2004. - № 2. - С.34 - 38.

262. Брахман Т. Р. Многокритериальность и выбор альтернативы в технике. -М.: Радио и связь, 1984. 288 с.

263. Статистические методы анализа экспертных оценок. М.: Наука, 1977.384с.

264. Теория прогнозирования и принятия решений: Учебное пособие/ Под ред. С.А.Саркисяна. -М.: Высшая школа, 1977. 351 с.

265. Методика кодирования деталей: Метод, реком. Ульяновск: УлПИ ,1987. -36 с.

266. Зыков А. А. Основы теории графов. М.: Наука, 1987. - 384 с.

267. Дубров А. М., Мхитарян В. С., Трошин JI. И. Многомерные статистические методы. М.: Финансы и статистика, 2003. - 352 с.

268. Миттаг X. Й., Ринне X. Статистические методы обеспечения качества. Пер. с нем. М.: Машиностроение, 1995. — 615 с.

269. Формирование универсальной базы данных о деталях и технологии их обработки: Метод, реком. М.: ЭНИМС, 1989. - 51 с.

270. Епифанов В. В. Проектирование металлорежущего оборудования с применением ФСА // Методы менеджмента качества. 2004. - № 3. - С.24-30.

271. Епифанов В. В. Применение функционально-стоимостного анализа при проектировании металлорежущего оборудования с программным управлением // Тез. докл. НТК 3-4 февраля 2004 г. Ульяновск : УлГТУ, 2004. - С. 128 - 130.

272. Епифанов В. В., Ефимов В. В. Исследование структуры токарных станков с ЧПУ с применением функционально-стоимостного анализа // СТИН. 2004. - № 8. -С.13- 17.

273. Аверьянов О. И. Модульный принцип построения станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1987. - 232 с.

274. Врагов Ю. Д. Анализ компоновок металлорежущих станков: (Основы компонетики). М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.

275. А. с. № 1366374 СССР МКИ В24В 55/02. Металлорежущий станок. / Ефимов, В. В., Епифанов, В. В., Веткасов, Н. И., Чумарин, Р. С. № 4046700/31-08. Заяв. 03.04.86. Опубл. 15.01.88. Бюл. № 2.