автореферат диссертации по кораблестроению, 05.08.04, диссертация на тему:Совершенствование автоматизированной системы технологической подготовки машиностроительного производства судостроительной верфи

На правах рукописи

Фам Куок Хоанг

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА СУДОСТРОИТЕЛЬНОЙ ВЕРФИ

05 08 04 - Технология судостроения, судоремонта и организация судостроительного производства 05 02 08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт Петербург - 2008

003169083

Работа выполнена на кафедре технологии судового машиностроения Санкт-Петербургского государственного морского технического университета

Научный руководитель кандидат технических наук, доцент

Захаревский Александр Сергеевич

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Макаров Владимир Георгиевич

кандидат технических наук Рябенький Леонид Матвеевич

Ведущая организация- ФГУП «Адмиралтейские верфи»

Защита диссертации состоится «27» мая 2008 г в «14» часов на заседании диссертационного совета Д 212 228 05 при Санкт-Петербургском государственном морском техническом университете, по адресу 190008, г Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, д 3, актовый зал

Автореферат разослан <ч^^»~апреля 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета канд техн наук, доцент

Муравьев А Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы. Задача автоматизации технологической подготовки производства для современного судового машиностроения является чрезвычайно важной и актуальной Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП) обеспечивает прямую связь между процессами проектирования конструкций и их изготовлением Разработка, внедрение САПР ТП на предприятиях позволяет существенно сократить производственный цикл, снизить трудоемкость, повысить качество и конкурентоспособность продукции

В последние годы большое внимание уделяется вопросам совершенствования систем автоматизированного проектирования конструкций и систем автоматизированного производства с использованием станков с ЧПУ Однако на этом фоне явно недостаточно внимания уделяется общим системам технологической подготовки производства с использованием универсальных станков, которые еще широко используются в условиях судового машиностроения в Российской Федерации и в Социалистической Республике Вьетнам (СРВ)

Цель работы: Разработка мероприятий, обеспечивающих расширение возможностей комплексной системы автоматизированного технологического проектирования (КСАПР ТП) PROJECT TP для заготовительно-ковочного и зубообрабатывающего производств деталей судового машиностроения Основные задачи исследования:

1 Провести анализ использующихся в настоящее время САПР ТП, показать соответствие системы PROJECT TP условиям судового машиностроения и необходимость ее доработки для заготовительно-ковочного и зубообрабатывающего производств деталей судового машиностроения

2 Разработать методику описания исходной информации, образования и использования базы знаний машиностроения в САПР ТП

3 Разработать методику кодирования деталей заготовительно-ковочного производства, информационную модель формирования параметров поковки и проектирования операционной карты с эскизом

4 Разработать структуры баз данных, алгоритмы, программы проектирования технологических процессов (ТП) заготовительно-ковочного производства, включая операционные карты с эскизом

5 Разработать алгоритмы, программы и структуры баз данных зубообрабатывающего производства для формирования карт настройки зубофре-зерных и зубодолбежных операций и интегрировать их в КСАПР ТП PROJECT TP

6. Внедрить полученные результаты в производство Оценить функциональную эффективность и экономический эффект от их внедрения

7 Разработать рекомендации по использованию КСАПР ТП PROJECT TP на предприятиях СРВ

Методы исследования.

При выполнении диссертации использовались- современная методология создания автоматизированных систем технологической подготовки производства, основные положения технологии машиностроения, теория матриц, теория графов и теория логики

Научная новизна.

1 Разработаны информационная модель процесса свободной ковки на молотах и методика кодирования поковок

2 Разработана методика получения эскизов поковки в операционной карте

3 Разработаны алгоритмы и подсистема автоматизированного проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах

4 Разработана методика решения задачи подбора шестерен для зубообра-батывающих станков

5 Разработаны рекомендации по адаптации КСАПР ТП PROJECT TP к условиям машиностроительных предприятий СРВ

Практическая ценность работы:

1 Разработанная подсистема «Ковка» обеспечивает проектирование ТП свободной ковки в КСАПР ТП PROJECT TP

2 Подсистема VCAPP обеспечивает подбор сменных шестерен для всех моделей зубообрабатывающих станков, используемых в ОАО «Пролетарский завода, и сокращает время проектирования карт настройки станков многократно, то есть от нескольких часов до нескольких десятков секунд

3 Разработка комплексных карт настройки зубообрабатывающих станков в рамках подсистемы PROJECT TP повышает качество проектной документации операций зубообработки

4 Разработанные подсистемы позволяют повысить производительность труда технолога при проектировании технологических процессов свободной ковки и изготовления зубчатых колес

Реализация результатов работы:

1 в ОАО «Пролетарский завод» (Санкт-Петербург, Россия),

2 в учебном процессе кафедры ТСМ при подготовке специалистов по специальностям 180103 «Проектирование и производство судовых энергетических установок» и 180104 «Проектирование и производство главного и вспомогательного судового оборудования» (Санкт-Петербург, Россия),

3 при подготовке методических материалов для использования в учебном процессе технического института им ЛеКуиДона(г Ханой, СРВ),

4 в качестве рекомендаций по совершенствованию технологической подготовки производства на заводе «Хонг Ха» (г Хайфон, СРВ)

Апробация работы. Основные положения и научные результаты работы доложены на научно-технических конференциях i )Седьмая сессия Международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов" СПб, 2005, 2) Юбилейная научно-техническая конференция, посвященная 180-летию Александровского -

Пролетарского завода, 3) Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы управления качеством в машиностроении» Дагестан, Махачкала, 2007

Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научные работы (3 статьи и тезисы доклада на научно-технической конференции) Из них одна работа выполнена без соавторов Доля автора в остальных по 50% В изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК, опубликовано 2 статьи, одна из них без соавторов

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов по работе, списка использованных литературных источников и приложений

Работа содержит 205 страниц, включая 50 рисунков, 28 таблиц, список литературы из 141 наименования и 8 приложений

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована цель диссертационного исследования, показана научная новизна и практическая ценность результатов работы

В первой главе рассмотрена проблема автоматизации проектирования технологических процессов, особенно в условиях судового машиностроения В трудах ученых Г К Горанского, Н М Капустина, С П Митрофанова, В В Павлова, В Д Цветкова, Б Е Челищева, А С Стареца, В И Аверченкова и других были заложены научные основы автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки Изложены методы проектирования технологических процессов, наиболее часто использующиеся в САПР ТП Сделан обзор существующих САПР на рынке программных продуктов Проанализировано несколько вариантов САПР ТП и показано, что для судового машиностроения комплексная САПР ТП (КСАПР ТП) PROJECT TP является лучшей как универсальный программный продукт, в наибольшей степени соответствующий мелкосерийному производству с использованием универсальных станков На основе выполненного анализа были сформированы цели и задачи исследования

Во второй главе излагаются

1 Метод декомпозиции объекта производства,

2 Язык описания исходной информации,

3 Образование и использование базы знаний машиностроения,

4 Схема устройства интегрированной универсальной САПР ТП судового

машиностроения

В КСАПР ТП PROJECT TP метод проектирования представляет собой синтез технологического процесса В состав исходных данных помимо некоторых технологических указаний включается описание всех существенных элементов детали Это достигается методом декомпозиции объекта производства Декомпозиция представляет собой действие, позволяющее разбивать

технические объекты, задачи на составные части Для изделий машиностроения наиболее естественной и традиционной является конструктивная декомпозиция на основе системного подхода

Изделие в машиностроении можно представить в виде упорядоченного множества деталей и описать графом S = (Д, Гл), где Д - множество деталей составного изделия, Гд- отображение деталей

Деталь также рассматривается как множество определенных элементов с заданными соответствиями между ними и описывается графом Д = (П, Гд), где

П - множество поверхностей детали, Гл - отображение поверхностей Элементами графа являются поверхности детали, а также объединения поверхностей Выделены три уровня отображения поверхностей в графе, описывающем конструкцию детали (элементарные поверхности, комбинации поверхностей, совокупности поверхностей) Объединением четвертого уровня или конструктивом называется совокупность поверхностей объектов, у которых конструктивные характеристики, определяют геометрическую форму и габаритные размеры (рис 1)

Проведенная декомпозиция изделия создает конкретные предпосылки для формирования языка описания исходной информации в САПР ТП

Проанализировав язык описания исходной информации, сделан вывод, что можно упростить полную информационную модель производства, описав ее формальным языком в виде конструктивно-технологических элементов, состоящих из компонент трех уровней (язык объектов, язык действия и язык условий)

Наиболее полно соотносится с указанными принципами язык кодирования АСТП, который используется в PROJECT TP для описания деталей механической обработки

Слово на языке АСТП описывается кодом

П^{ХЬ,Х2], ,Х„} (1)

где П - код понятия, описывающий характеристику поверхности, j - номер поверхности (1, 2, ), Xij, X2j, , Хч - коды элементарных понятий (ЭП), описывающих отдельные элементы характеристики поверхности, п - номер позиции кода (n = 1,2, )

С помощью формулы (1) может быть описана любая поверхность детали, подвергаемая механической обработке Однако, язык АСТП недостаточен для описания всей информационной модели, он способен только описать информационную модель механической обработки

Рис 1 Конструкторская структура детали

За счет расширения функций языка АСТП, введения новых понятий и признаков мы получаем язык кодирования РЯОТР Слово на языке РЛОТР описывается кодом

(2)

где PJ - код понятия, описывающего характеристику элемента, J - номер элемента 0 = 1, 2, ), У]рУ2^ , УП1 - коды ЭП, описывающих отдельные составляющие характеристики элементов предметов, п - номер позиции кода (п=1,2, )

Соотношение понятий объектного языка и языка действия в формуле (2) указано на рис 2

Vi. Уг. Уз. У< у5 У6, у7 Ув_Уп

ЭП языка условий PROTP

ЭП языка действия PROTP

Элементарные понятия объектного языка PROTP

Рис. 2 Структура кода слова на языке PROTP Переход из языка АСТП к языку PROTP - плавный переход от понятия «элементы поверхности» к понятию «конструктив» для других технологических проблемных областей

В табл 1 и 2 показано использование 6-й и 7-й позиций слова на языке PROTP для расширения описания информационной модели судостроительного и машиностроительного производства.

Таблица I

Компоненты языка действия (6-я позиция слова на языке PROTP)

Определители (признаки)действия Код

Механообработка(коды кинематики) - Деталь вращается, - Деталь не вращается, - Деталь участвует в движении обкатки 1 2 3,4

Операции с ударным удалением материала штамповкой (коды кинематики) 5,6

Операции изменения формы без удаления материала ковка горячая, гибка, вальцовка, высадка и пр (коды кинематики) 7

Сборка разъемная (сопряжение поверхностей деталей свинчиванием, касанием и пр ) 8

Сборка неразъемная (сопряжение деталей сваркой, пайкой, склеиванием, клепкой и пр типами швов, видами соединений) 9

Таблица 2

Уточняющие факторы языка действия для операций изменения формы без удаления материала (7-я позиция слова на языке РЯОТР)

Определители Код Определители Код

действия действия

Резерв 0 Формовка 5

Гибка элементная 1 Высадка 6

Гибка штампом 2 Отбортовка 7

Вальцовка 3 Горячая ковка 8

Вытяжка 4 Резерв 9

Таким образом, становится достижимым для разных сочетаний знаков, как в объектном языке, так и в языках действий и условий выразить достаточно ясно специфику объектов производства в файлах условно-переменной входной информации Язык используется также для описания условно-постоянной информации о состоянии среды производства в файлах базы данных и базы знаний

Дальнейшее развитие САПР ТП по пути повышения степени автоматизации проектных процедур требует отражения в информационном обеспечении не только описаний справочных данных, но также закономерностей и методов, которые составляют сущность инженерных знаний в машиностроении Это развитие приводит к превращению части базы данных в базу знаний машиностроения (БЗМ) и судостроения

Массив (файл) знаний представляет собой набор единиц знаний, упорядоченных по признакам, используемым при поиске решений В процессе выполнения очередной проектной процедуры из накопленных к этому моменту данных формируется поисковое предписание для обращения к необходимому файлу Представление знаний в виде наборов массивов существенно повышает универсальность автоматизированного проектирования

Файл БЗМ - это специальная справочная таблица, состоящая из двух частей входных и выходных характеристик В той части таблицы, где описываются входные характеристики, в определенной последовательности располагаются величины, определяющие логическую процедуру поиска искомых данных Ввод исходной информации (знаний) о фрагменте производственной среды (например, список оборудования, список приспособлений, список материалов и т д) производят в виде блока однородных в структурном отношении линейных записей (строк) в такой последовательности

- заполняют ячейки с входными параметрами, проверяемыми на соответствие начальным параметрам объекта производства (габариты детали, размеры поверхностей, марка материала заготовки и др),

- заполняют ячейки с выходными параметрами, в которых содержатся конкретные решения (модель станка, наименование приспособления, характеристика материала по обрабатываемости и др),

- как правило, в последнюю графу строки вводят информацию в виде комментария (краткая суть записи в строке и указание на источник данных)

Если какая-либо характеристика (реквизит) в исходной информации незначима для решаемой задачи или отсутствует, то соответствующую ячейку не заполняют

Строку с описанием в файле БЗМ можно представить в виде подмножества

С = {тк}\, к = 1 - е, (3)

где ш - значение реквизита, к - номер реквизита, е - число реквизитов

Файл БЗМ представляет собой множество строк, отражающих возможные ситуации при образовании маршрута и других фрагментов описания обработки изделия

м = {с,}", 1 = 1 - п, (4)

где п - число строк

Файл БЗМ сортируется и определенным образом упорядочивается Порядок сортировки управляется отдельным файлом БЗМ и соответствует приведенной схеме ввода исходной информации Сортировать файл БЗМ можно па любому реквизиту, причем значения реквизита упорядочиваются по убыванию, т е

т, >т ..,1=1-11, (5)

где 1- номер строки

Если в 1-й строке к-й реквизит не заполнен, то числовой элемент БЗМ равен нулю, а буквенно-цифровой - пробелу, т е

ш, к= 0 или пробел (6)

Если условие (6) не выполняется, то в силу неравенства (5) в массиве после сортировки строка, в которой к-й реквизит заполнен конкретным значением, будет помещена перед строками, в которых значение этого реквизита отсутствует.

Созданный массив помещают в базу знаний машиностроения Этот массив доступен для дополнения и корректировки данных, что обеспечивает возможность его оперативной адаптации к условиям другого предприятия

С учетом изложенных методических посылок проектирование в САПР ТП судового машиностроения будет производиться в два этапа Условные названия этапов первого - синтез, второго - адресация (рис 3)

Рис 3 Функциональная схема проектирования

В третьей главе разработаны

1 Структура кода поковки на языке PROTP,

2 Информационная модель подсистемы «Ковка»1,

3 Подсистема «Ковка» как действующий программный продукт.

Для представления в подсистеме исходных объектов ковки был разработан свой фрагмент языка описания деталей ковочного производства Используется позиционный принцип представления данных в семизначном цифровом наборе аналогично тому, как это используется в языке PROTP Объектный язык для ковки базируется на понятии «конструктив» Конструктив, в свою очередь, имеет сложную структуру В крайних левых двух позициях (1-я и 2-я) «предметного языка» для поковок дана ссылка на номер классификационной группы по классификатору групп PROJECT ТР. Типам поковок присвоена сквозная нумерация Этот номер в дальнейшем используется в коде поковки с целью идентификации образов поковки по ГОСТ 7829-70 (3-я, 4-я цифры кода)

Для типов 1 и 2 возможны подгруппы 1 и 2 для конкретизации выбранного чертежа (5-я позиция).

Последние две цифры (6-я и 7-я позиции) указывают на технологическое действие и соответствуют принятым ранее понятиям в табл 1 и 2

Структура кода поковки представлена на рис 4, а примеры предлагаемых кодов поковок - на рис. 5

' Подсистема автоматизации проектирования технологических процессов свободной ковки на молспах

10

XX XX X XX

Код действия Ковка = 78 Подгруппы для типов ковки 1 и 2

Типы поковки по ГОСТ 7829-70

Классификационные группы по PROJECT TP Рис 4 Структура кода поковки

Тип поковки

Эскиз поковки по ГОСТ 7829-70

Соотношение размеров и код элемента ковки

Круглого, квадратного и прямоугольного сечения гладкие

Тип 1

L> 1,5 D 7601178

L>\,5B Н<В< 1,5 Я 7601278 (квадрат) 7601378 (прямоугольник)

Круглого сечения с уступами

Тип 2

7602178

¿>1,5£>

г= -- 41 HI / > 0,3£>

, ! Щ 7602278

Рис 5 Примеры предлагаемых кодов поковок

Рассмотрим концептуальную схему подсистемы «Ковка» (рис 6) На входе подсистемы вводится описание чертежа детали С помощью подсистемы ввода исходных данных описывается поковка на специально доработанном конструктивно-технологическом языке Блок автоматизированного проектирования формирует содержания технологического процесса Блок редактирования тех-

нологической документации обеспечивает вывод содержания в форме стандартных технологических документов

Рис 6 Концептуальная модель подсистемы «Ковка» (НСИ - номативно-справочная информация)

Подсистема «Ковка» написана на языке Visual Foxpro 9 0 Она может использоваться для проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах Подсистема распространяется на поковки общего назначения, изготовляемые из углеродистой и легированной сталей ковкой на молотах при единичном и мелкосерийном производстве Припуски и допуски на поковки рассчитываются согласно ГОСТ 7829-70 Диалоговые окна подсистемы «Ковка» и результаты ее работы показаны на рис 7-10

Ще| 3300 DIBID 52 0 1Д 1000НЦ О 0 Миернал 40ХН ГОСИ54Э-71 Гум 1 КоДЛ 34Ü ЬодСОрт О

ЗЛ-М КВАДРАТ 200 ГОСТ 4Б93 77 DlBtJ 200 0 LI 0 0 Hí 200 0 Дп р-р О О HJJ О ОООООП|)-Ш О КС12 ОЦУ110О

__СПЕЦИФИКАЦИЯ

25 Пр=КилиМ |К_

' С *J t n- , |üö"

58

59

60 СП инст

СТРОКИ {поеерьно^гги.} Сетка —'__1 _

41 Тех трьб ~ 42 Ф ступ D2 |000

|б151

57

|оо

66 №св-Дстр )ооч

43 Ф ступ D3 |ООООО ООО

44 [ООО 0000

45 100 0000

37 Ф ступ 04

38 L-Здл стОЗ

39 1-2дл ст02

40 52

J00

Назад Первая Последняя

F1 Инстр F3 Подск

F4 Нов стр i

F5 Копир

ÍJ ^ т п^ 1 n¡ uilllmiiil'l rri 1 о ,0 I (показать эскиз | F7 Удалить |

34 Калдет 0000 53 |_4дл ст04 000

35 54 К-воТОбр 000

36 Ф отвер d 0000 000 55 00 00 F8 Нов доп ст|).

О 00130 оас 56 00 00 Г9 Сорт по ТП [

47 Коммент

4В 14 84 00 СвйЗКЭ с СП ¡

49 00 0000 65 000 00 F2 Калькулятор,

50 00 0000 67 ЦДЛ цшЮ 00090 Спец Оснастка t

51 Ф ступ D1 085 00 68Ыдл ст01 060 00 F10 Выход твид

Рис 7 Диалоговое окно подсистемы «Ковка» для заполнения строки ведомости исходных данных (ВИД)

Ковка заготовки квадратного сечения на круглое с фланцем

Профиль до ковки Профиль после ковки

Для автоматического определения длины заготовки исходного прутка Ьзаг и др величин поковки

Указывать в гр 46 Э - диам большего цилид-

ра,

в гр 51 О] - диам Уступа, в гр 67 Ь — длина цилиндра, в гр 68 Ь) - длина уступа

Код 7603178 Тип III по ГОСТ 7829-70 Рис 8 Эскиз поковки для заполнения ВИД

о я -о

0 с

01

о о 6)

ГОСТ 3 1403-85 Форна 1 1

•Дувл Взая Подл.

-И -II

I+-I+-

"0 Я

о °

§ VO g1 я

ь Р

х -д о 3

« 5 § s

га я

я О s з

= Р

Разраб ГОШ ЛОВА Е А. Нормир

Проверил-ПАВЛОВА Е А Н Контр ПАТЯК В Г

.21.04 03 ОАО "ПРОШТАРСК CCÍC7603178

: ии завод"

+----------------------------

• винт

И 01.КВАДРАТ 200 ГОСТ 4693-77/40ХН ГОСТ 4543-71

Код ЕВ 1ВД ЕН .Н Расх:КИИ Код заготовки Профиль и размеры +------------+---+-------+----+------+----+-------------+-----------------------+---

И 02 6 33 ООО. 1-69 ООО. .7э- 7988 снЭ Квадрат S- 200 L- 200

Уковка 113 КП КИП 62 700

I+-А В А . Б •О . О ••О О ■ 'О

И 03 Поковка Угар 60 9 1. е •Ойлой ; Некратн • ;

А Цех Уч РИ Опер Код, наименование операции Обозначение докунента

Б Код наименование оборудования СН Проф Р. УТ KP КОИД ЕН • 1 ОП Кит Тпэ час Тшт час

1 г

3" 4 5. 6 7 • 3 9

О 10 А 11 Б 12

13

14 15.

11 "5 . Нагрев

Печь газовая 11 10 157 Ковка

Колот ковочный

-2т

19100.2 2 /0' 1 1 1 19700'3 г /О 1. 1 1

11 04

I: н К • 1200'С, С к к - 800'С, Сбить угли

2 Подготовить заготовку к осадке в кольце

3 Осадить в кольце

4 Поправить

11 15. 200 Технический контроль

Стол контрольный

2 1/0 1

ктп

ковки и горячей штамповки

ГОСТ Э 1103-84 «одоа 7

Дуб л. Взам Подл

Разрой. Нормир

Проверил

Н.Контр

ПАВЛОВА Е А ПАВЛОВА Е А

ПАТЯК В.Г.

21 01 08

ОАО

"ПРОЛЕТАРСКИМ ЗАВОД"

test7603178 42110 002 77

.10100

00277

ВИНТ

■

•Г» со JL Q 1 1 i .

Ll- 69±3 _ _ Ьд=-]023± 3

108±3^ '(V)- 90 "

А

(LnWOOO РАЗМЕРЫ В СКОБКАХ (¡-ЧИСТОВЫЕ

V з = 7988 00 смЗД КВАДРАТ] 200 Ох 200 мм,

Отношение Ьзаг/ Dsar = 200 / 200 0 = 1 00 (должно быть меньше 2,5, если - больше, то надо изменить сечение поковки в сторону увеличения)

М э = 62 700 кг. М п = 60 900 кг,

МАТЕРИАЛ 40ХН ГОСТ 4543-71

МАРКИРОВАТЬ МАРКУ СТАЛИ, № ЧЕРТЕЖА, КЛЕЙМО КУЗНЕЦА

Гр IV КП785 (80) ОСТ 5Р 9125-84 (НВ 293 331, d отп= 3,55 3,35),

СОБЛЮДАТЬ ТРЕБОВАНИЯ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ИНСТРУКЦИИ ШОП

кэ

КАРТА ЭСКИЗОВ

В четвертой главе разработаны

1 Автоматизированный способ подбора шестерен для настройки гитар деления и дифференциала зубофрезерных и зубодолбежных станков,

2 Компьютерная подсистема УСАРР2 для разработки карт настройки зубообрабатывающих станков

При обработке косозубых цилиндрических колес на зубофрезерных станках требуется настройка гитары деления в зависимости от числа нарезаемых зубьев, а также гитары дифференциала, которая позволяет дать дополнительное движение вращению стола для создания заданного по чертежу угла наклона зуба

Для каждой модели зубофрезерного станка, учитывая его кинематическую цепь, существует свой коэффициент передаточного отношения гитар деления и дифференциала Например, для гитары деления

Кдел = Сдел*пЛ; = А/В*С/0, (7)

где Сдел - постоянная гитара деления конкретного станка, п - число заходов фрезы (обычно 1 или 2, иногда 3), г - число зубьев обрабатываемого колеса, А, В, С, Э - числа зубьев ведущей, промежуточных и ведомой шестерен, а для гитары дифференциала

Кдиф = Сдиф *Б1пр / (п * ш) = М / N * Р / (3, (8)

где Сд„ф - постоянная гитара дифференциала конкретного станка, р - угол наклона зубьев обрабатываемого колеса, ш - модуль (нормальный) обрабатываемого колеса, М, М, Р, 0 - числа зубьев ведущей, промежуточных и ведомой шестерен

Точность приближенного равенства (знак =0 определяется допускаемой погрешностью 5 настройки станка, т е для гитары дифференциала

|М/М*Р/0-Кдиф|< 5 (9)

Обычно точность настройки гитары дифференциала зубофрезерных станков по полученному передаточному отношению может иметь ошибку только в 6-м знаке,те 6 <0,00000е

Точность настройки обеспечивается подбором сменных шестерен гитары дифференциала, имеющихся в комплекте станка, при этом также должны выполняться условия возможности сцепления этих шестерен в гитаре

При «ручном» традиционном способе подбора сменных шестерен существуют определенные недостатки

- большая трудоемкость,

- не всегда удается найти набор шестерен для настройки станка,

- невозможно контролировать погрешность настройки, т е нельзя найти самый точный набор сменных шестерен для существующего оборудования в силу большого числа вариантов расчета, которые надо к тому же сравнивать между собой

Чтобы решить эту задачу, разработана подсистема УСАРР для автоматизированного подбора зубчатых шестерен гитар деления и

Подсистема автоматизированного подбора сменных шестерен и формирования карт настройки зубообрабагывающих станков

дифференциала для всех зубофрезерных, зубодолбежных и шлицефрезерных станков конкретного предприятия Создана база данных оборудования предприятия, которая включает в себя модель станка, его инвентарный номер, максимальный нарезаемый модуль шмах, максимальный диаметр нарезаемого колеса, массивы чисел зубьев сменных шестерен гитар деления {2дел}, дифференциала {гдиф} и др

На рис 11 показана блок-схема алгоритма автоматизированного подбора сменных шестерен зубофрезерных станков, а на рис 12 - блок Б подбора сменных шестерен гитары дифференциала (более сложная задача).

Для дифференциала

Рис 11 Блок-схема алгоритма автоматизированного подбора сменных шестерен зубофрезерных станков (Ы - реальная погрешность настройки станка, б - количество зубофрезерных станков на предприятии)

Рис 12 Блок Б подбора сменных шестерен гитары дифференциала (g - количество сменных колес в наборе) Подсистема VCAPP написана на языке Visual Foxpro 9 0 Она работает самостоятельно или совместно с КСАПР ТП PROJECT TP При работе совместно с PROJECT TP, кроме своих баз данных подсистема использует промежуточные файлы, созданные в PROJECT TP fshpv dpf - заголовки ВИД, fstrvdbf - строки ВИД, sopdbf - строки операций, shopdbf - заголовки операций, instrum dbf - инструменты

На рис 13 и 14 представлены диалоговое окно подсистемы VCAPP и карта настройки зубофрезерного станка с указанием информационных единиц, переносимых из промежуточных файлов проектирования

УСАРР . Подбор шестерен - Зажаревский А.С, Фам Куок Хоанг(рНяЬоап$>@та11.ги)- Пролетарский 1авод

Число »убьев - 71

Угол наклона *убьев нарег. колеса - р »,.: к?

Модуль обрабатываемого колеса - т:

Число заходов фре*ы -п: 1 Ж Цех:

Допускаемая погрешность настройки: Деление:

<»•! о.иоо 01 О - 0.00« 0Л5 О- 0.ООО 007_

О" 00000001

Обор.: ОР 10 А 90 62 С м 40 20. Р

Ине.иоиер: 31773 В «а 40 0 N 90 82 О

Обор. : Р-900 А 84 42 С м 33 25. Р

Инв.ноиер: 31766 В аа 24 . О N 79 58- О

Обор.: 53Д80К А 90 80 с М 37 30 Р -

Инв.ноиер: 30535 В ; 100 48 о N 95 73 о -

Обор.: 5К 324Д А ; 90 80 с М 50 25 р

Инв.ноиер: 31766 В 1«! : 48 о N 89 78 о -

Дифференциал;

Коэф^К: Подщииость

-6

0.1083564 4.6x10 Выорагь

0.65 цш 0.1800569 4.5 х 10 Л Л ЦГЛ 0.1600507 6.9 хЮ^ -4.7« цт 6.4 х 10

С В«Ора1Ь

0.1800569

054 цт

СВыбрлгь

НЛарта

Расчет

Рис. 13. Диалоговое окно подсистемы УСАРР

Инструкция по безопасности труда № 33-4 Операционная карта на стройки Зубофрезерного станка ОАО Пролетарскгп! завод-

№ цеха >6 операции № I Наименование чертежа детали детали Наименование и марка материала детали Масса детали, кг Твердость материала

26 "0 ЛШСА721366.001 | Колесо зубчатое 45-2-БГОСГ1050-74 10.5

Модель станка, Приспособление, код или номер по чертежу Индекс режущего инструмента код или номер по чертежу Охлаждающая жидкость

Обор ОГ10 Фреза специальная (шлицевая) Сульфафрезол (цеховый)

Инв.номер 31 3

Исходные данные дня нфезки детали

Модуль, Ш Число зубьев, г Исходный контур, а Угол наклона зубь®, 6 Коэффициент смещения профиля, ? Длина общей нормали V/, мм Размер зуба, мм

по толщине Б на высоте Н

8 16 30 9 ° 15' 33 " 0.55 ^ОО^^ 1323 1418

Параметры настройки станка

Сменные шестерни гитар

Угол разворота суппорта зубофрезерного станка, У Деления А С В В Дифференциала М Р N * 0

22 02 40 20 90 х 82

Режимы обработки

Число проходе« Скорость резання м/мнв Подача, мм/об Глубина резаная за проход, к мм Длина обработки Ь, мм Бремя обработки на 1 Проход, МЕН Общая трудоемкость обработки, мин.

3 11.-8 1,4 18 183.25 142" 45.62

Рис. 14. Операционная карта настройки зубофрезерного станка, сформированная подсистемой УСАРР 19

Пятая глава посвящена анализу функциональной эффективности и оценке экономического эффекта от использования разработанных подсистем для проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах и изготовления цилиндрических зубчатых колес

Функциональная эффективность подсистем «Ковка» и VCAPP проявляется в улучшении условий труда технологов, повышении качества разрабатываемой документации, уменьшении количества ошибок и числа изменений, вносимых в документацию, повышении степени типизации принимаемых решений

Использование подсистемы «Ковка» сокращает время разработки технологических процессов свободной ковки на молотах в среднем в 2 раза

С учетом количества технологических процессов свободной ковки на молотах, разрабатываемых в течение года в ОАО «Пролетарский завод», ожидаемый экономический эффект от использования подсистемы «Ковка» составит около 50,0 тыс руб в год

Подсистема VCAPP обеспечивает подбор сменных шестерен для всех моделей зубообрабатывающих станков, используемых в условиях ОАО «Пролетарский завод», и сокращает время проектирования карт настройки станков с 2,5 - 3 часов до одной минуты

С учетом количества карт настройки зубофрезерных и зубодолбежных станков, разрабатываемых в течение года, ожидаемый экономический эффект от использования подсистемы VCAPP составит не менее 70,0 тыс руб в год

Опытно-промышленное использование разработанных автором подсистем «Ковка» и VCAPP подтверждено Актами внедрения

В шестой главе исследована возможность использования КСАПР ТП PROJECT TP в условиях Социалистической Республики Вьетнам Условия производства во Вьетнаме похожи на условия производства в России используются российские универсальные станки и ГОСТы На рис 15 показаны основные этапы адаптации системы PROJECT TP к условиям машиностроительных предприятий СРВ

Основные этапы адаптации системы PROJECT TP к тсловиям миннностронтельных предприятиях Вьетнама

Базы данных

СкятаЬ'- материалы Эш52у - оборудования Эггабу - переходы

приспособление 5т$2Ь-свед об операциях Зт87у-режущие инструменты Зтз71у-вспом Инструменты Згте8у-измеритепьный инстр Згтв23у-чалочные приспособ Згте24-фразы и тексты

Этап 1 Перевод содержания основной базы данных (знаний) системы на вьетнамский язык

Этап А Изменение программы печати

Служебные cwBi

№ На русском На вьетнамском

1 с припуском Voi do du la

2 выдерживая Dam bao

3 окончательно Ketthuc

4 предварительно tho

Ь шероховатость Do nham

В Установить на (3a dat len

1 Рабочее место Vitn

6 угол goc

117

Этап 2 Решение задачи замены служебных слов в текстах переходов

Этап 5 Создание интерфейса на вьетнамском языке

- маршрутные карты

- операционные карты

ЭтапЗ Создание форм карт технологических процессов на вьетнамском языке

Рис 15 Основные этапы адаптации КСАПР ТП PROJECT TP к условиям предприятий СРВ

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

Исследования, выполненные в настоящей работе, позволили получить следующие выводы

1 Перспективной комплексной САПР технологических процессов изготовления деталей судового машиностроения является система PROJECT TP, которая имеет в своем составе более 40 баз данных и знаний, ориентированных на предприятия судостроения и судового машиностроения, и которая, постоянно развиваясь, успешно используется на судостроительных и машиностроительных предприятиях в течение многих лет

2 Разработаны методики описания поковок на языке PROTP, а также базы данных и знаний, необходимые для автоматизированного проектирования ТП свободной ковки на молотах

3 Разработаны и программно реализованы алгоритмы проектирования маршрутных карт ТП и формирования операционных карт с автоматическим выбором операционных эскизов поковки и расчетом ее параметров

4 Разработанная подсистема «Ковка» в рамках КСАПР ТП PROJECT TP сокращает время на разработку ТП свободной ковки на молотах примерно в 2 раза

5 Разработаны и программно реализованы алгоритмы автоматизированного подбора сменных шестерён для настройки зубофрезерных и зубодолбежных станков при обработке прямозубых и косозубых цилиндрических колес Результат работы программы - заполненные карты настройки зубооб-рабатывающих станков Время, затрачиваемое на подбор сменных шестерён, сокращается с 2,5 - 3 часов до одной минуты

6 Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы при ТПП в ОАО «Пролетарский завод» составляет примерно 120,0 тыс рублей в год, что подтверждается соответствующими актами внедрения

7 Разработана методика адаптации системы PROJECT TP к условиям предприятий Социалистической Республики Вьетнам Программная реализация разработанной методики обеспечит автоматизированное проектирование ТП изготовления деталей машиностроения на вьетнамском языке

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

В изданиях, рекомендованных перечнем ВАК:

1 Фам Куок Хоанг. Системы автоматизированного проектирования и автоматизации производственных процессов САПР/АПП (Статья)// Морской Вестник Вып 1(4), СПб 2007 -С 111-112 - Автор-100%

2 Фам Куок Хоанг Опыт работы студенческого научно-производственного отряда по созданию баз данных, обеспечивающих возможность автоматизированной разработки технологических процессов изготовления изделий машиностроения (Статья)/ А.С Захаревский, В А Красиков, Фам Куок Хоанг, В Н Москалев //Морской Вестник Вып 1(4), СПб 2007 - С 107 -Автор - 50%

В других изданиях:

3 Фам Куок Хоанг Интегрирование автоматизированной системы ТПП «PROJECT-ТР» в корпоративную информационную сеть предприятия (Тезисы)/ А С Захаревский, Е А Касиков, В А Красиков, Фам Куок Хоанг// Тез Докл 7-й сессии Междунар. науч школы «Фридлендеровские чтения» - СПб 2005 С 81 - Автор 50%

4 Фам Куок Хоанг Решение задач управления производством с помощью комплексной системы автоматизированного проектирования технологических процессов PROJECT TP (Статья)/ А С Захаревский, В А Красиков, Фам Куок Хоанг// Сб докл Всеросс науч - практ конф «Проблемы управления качеством в машиностроении» - Дагестан, Махачкала, 2007 С 55-59 — Автор 50%

ИЦ СПбГМТУ, Лоцманская, 10 Подписано в печать 22 04 2008 Зак 3597 Тир 80 1,1 печ л

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ СУДОВОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Проблемы автоматизации проектирования технологических процессов и основная модель САПР ТП.

1.2. Сущность и возможности методов проектирования технологических процессов.

1.2.1. Проектирование ТП на основе заимствования технологии деталианалога.

1.2.2. Метод проектирования унифицированных технологических процессов

1.2.3. Метод синтеза в САПР технологических процессов.

1.3. Существующие САПР ТП машиностроительного производства.

1.4. Классификация САПР ТП.

1.4.1. Классификация по предметной области (видам обработки, технологическому переделу применения).

1.4.2. Классификация по методу проектирования.

1.4.3. Классификация в зависимости от распределения функций между человеком и ЭВМ.

1.5. Комплексная система автоматизированного проектирования технологических процессов и управления производством и ресурсами PROJECT TP.

1.5.1. Общее введение.

1.5.2. Методика кодирования деталей в PROJECT TP.

1.5.3. Метод проектирования, используемый в PROJECT TP.

1.6. Цель и задачи исследования.

ГЛАВА 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ОБЪЕКТОВ И СРЕДЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.

2.1. Принципы принятия решений при технологическом проектировании

2.2. Декомпозиция объекта производства.

2.3. Язык описания исходной информации.

2.4. Образование и использование базы знаний.

2.5. Схема устройства интегрированной универсальной САПР ТП судового машиностроения.

2.6. Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДИКИ ФОРМАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕДУР ЗАГОТОВИТЕЛЬНО-КОВ ОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ.

3.1. Проектирование технологических процессов ковки.

3.1.1. Характеристика заготовительного производства.

3.1.2. Особенности разработки технологических процессов ковки.

3.1.3. Основные понятия о разработке технологической документации для ковки.

3.1.4. Руководящие материалы, описывающие процесс ковки.

3.2. Информационная модель системы.

3.3. Доработка лингвистического обеспечения системы для формализации процесса ковки.

3.4. Разработка информационной модели САПР ТП «Ковка».

3.5. Разработка структуры файлов с нормативно-справочной информацией (НСИ) для описания процесса получения поковок.

3.6. Разработка алгоритма формирования эскиза поковки.

3.7. Описание разработанного программного продукта.

3.8. Проектируемая технологическая документация для описания процесса ручной ковки.

3.9. Выводы.

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ И МЕТОДИКИ ФОРМАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ И ПРОЦЕДУР НАСТРОЙКИ ЗУБООБРАБАТЫВАЮЩИХ СТАНКОВ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ.

4.1. Проблема настройки зубообрабатывающих станков.

4.1.1. Карты наладки для зубообрабатывающих станков.

4.1.2. Задача переноса данных из промежуточных файлов проектирования.

4.2. Подбор шестерен для настройки гитар зубообрабатывающих станков.

4.2.1. Подбор шестерен для настройки гитар зубофрезерных станков.

4.2.2. Подбор шестерен для настройки гитар зубодолбежных станков.

4.3. Описание разработанного программного продукта.

4.4. Выводы.;«.

ГЛАВА5. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ОТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РАЗРБО-ТАННЫХ ПОДСИСТЕМ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНОЙ КОВКИ НА МОЛОТАХ Й ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС.

5.1. Оценка экономического эффекта от использования подсистемы «Ковка»

5.2. Оценка экономического эффекта от использования подсистемы VCAPP.

5.3. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 6. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ АДАПТАЦИИ СИСТЕМЫ PROJECT TP К УСЛОВИЯМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА СОЦИАЛИСТИЧЕСКОЙ РЕСПУБЛИКИ ВЬЕТНАМ.

6.1. Проблема адаптации системы PROJECT TP к условиям машиностроительных предприятий Социалистической Республики Вьетнам.

6.2. Основные этапы адаптации системы PROJECT TP к условиям машиностроительных предприятий Вьетнама.

6.2.1. Перевод содержания основной базы данных (знаний) системы на вьетнамский язык.

6.2.2. Решение задачи замены служебных слов в текстах переходов.

6.2.3. Создание форм карт технологических процессов на вьетнамском языке.

6.3. Выводы.

Задача автоматизации технологической подготовки производства для современного машиностроения является чрезвычайно важной и актуальной. Её решение обеспечивает сокращение сроков внедрения в производство новых проектно-конструкторских разработок и повышение производительности труда технологов и качества технологической документации. Вместе с тем решение этой задачи связано с определенными трудностями. Это обусловлено как особенностями технологического проектирования, которое, без сомнения, является творческим процессом, так и возрастающими требованиями современного машиностроения к автоматизированным системам проектирования и производства [19, 45].

Машиностроительное производство судостроительной верфи является многономенклатурным, характеризуется частой сменой выпускаемых'изделий, их повышенной конструктивной сложностью, большим числом оригинальных и уникальных конструкторских и технологических решений, реализация которых сопровождается высокими требованиями к качеству и надежности изделий. Повышение конструктивной сложности, требований к качеству изделий, быстрое их обновление наблюдаются повсеместно во всех машиностроительных областях, что требует создания новых и развития существующих систем автоматизированного проектирования (САПР) различного назначения [98].

Осуществление этих требований возможно только на основе широкого применения средств вычислительной техники на всех этапах проектирования и производства. Особая роль отводится применению ЭВМ в системах автоматизированного проектирования. Эти системы все шире используют в различных отраслях промышленности [3], в том числе на предприятиях судостроения и судового машиностроения.

Разработка и широкомасштабное использование САПР в промышленности позволяет снизить затраты на создание и эксплуатацию проектируемых изделий, повысить производительность труда проектировщиков, конструкторов и технологов, обеспечить современный уровень документооборота на предприятии. Автоматизация проектирования позволяет сделать труд разработчиков творческим.

Существенным преимуществом автоматизированных систем технологической подготовки производства (ТПП) является выполнение рутинных процессов и подготовки информации с помощью средств электронной обработки данных. Специалист, работающий с автоматизированными системами ТПП, избавляется от монотонного, нетворческого труда. Кроме того, благодаря большому быстродействию средств электронной обработки данных появляется возможность анализа альтернативных решений.

Для успешного внедрения систем автоматизированного проектирования (конструкторского, технологического и «управленческого») необходима своевременная доработка этих систем с учётом возможностей современных технических средств и развития методического, математического и программного обеспечения, а также подготовка квалифицированных специалистов-разработчиков и пользователей САПР.

В первой главе рассмотрена проблема автоматизации проектирования технологических процессов, особенно в условиях судового машиностроения. В трудах ученых Г.К.Горанского, Н.М.Капустина, С.П.Митрофанова, В.В.Павлова, В.Д.Цветкова, Б.Ё.Челищева, А.С.Стареца, В.И.Аверченкова и других были заложены научные основы автоматизированного проектирования технологических процессов механической обработки. Изложены методы проектирования технологических процессов, наиболее часто использующиеся в системах автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). Сделан обзор существующих САПР на рынке программных продуктов. Проанализировано несколько вариантов САПР ТП и показано, что для судового машиностроения КСАПР ТП PROJECT TP 1 является лучшей, как универсальный программный продукт, в наибольшей степени соответствующий мелкосерийному производству с использованием универсальных станков. На основе выполненного анализа сформулированы цели и задачи исследования.

1 Комплексная система автоматизированного технологического проектирования

Во второй главе даны правила конструкторской декомпозиции объекта производства при автоматизации технологического проектирования. Изложены язык описания исходной информации, методика создания и использования базы знаний машиностроения в САПР ТП и структура интегрированной универсальной САПР ТП судового машиностроения.

В третьей главе исследованы задачи автоматизированного проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах. Разработаны информационная модель ковки и методика формирования операционных карт с эскизом поковки, созданы файлы нормативно-справочной информации. Разработана подпрограмма « Ковка»2.

В четвертой главе исследована задача автоматизированного проектирования операций изготовления зубчатых колес в КСАПР ТП PROJECT ТР. Разработаны методика, алгоритм и программа автоматизированного подбора шестерён для настройки гитар деления и дифференциала зубообрабатывающих станков и подсистема VCAPP3 для автоматизированного создания карт настройки зубообрабатывающих станков, которая интегрирована в КСАПР ТП PROJECT ТР.

В пятой главе оценены функциональная эффективность и экономический эффект от использования подсистем «Ковка» и VCAPP при проектировании технологических процессов ковки на молотах и обработки цилиндрических зубчатых колес.

В шестой главе исследована возможность использования КСАПР ТП PROJECT TP в условиях машиностроительного производства Социалистической Республики Вьетнам (СРВ).

В заключении сформированы основные результаты диссертационной работы. В приложениях приведены используемые в диссертации материалы, базы данных, программы и акты внедрения.

Цель и основные задачи исследования:

2 Автоматизированная подсистема проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах

3 Подсистема автоматизированного подбора сменных шестерен и формирования карт настройки зубообрабатывающих станков

Цель диссертации — разработка мероприятий, обеспечивающих расширение возможностей КСАПР ТП PROJECT TP для заготовительно-ковочного и зубообрабатывающего производств деталей судового машиностроения. Основными задачами диссертации являются:

• Провести анализ использующихся в настоящее время САПР ТП, показать соответствие КСАПР ТП PROJECT TP условиям судового машиностроения и необходимость её доработки для заготовительно-ковочного и зубообрабатывающего производств деталей судового машиностроения.

• Разработать методику описания исходной информации, образования и использования базы знаний машиностроения в САПР ТП.

• Разработать методику кодирования деталей заготовительно-ковочного производства, информационную модель формирования параметров поковки и проектирования операционной карты с эскизом.

• Разработать структуры баз данных, алгоритмы и программы проектирования технологических процессов (ТП) для заготовительно-ковочного производства, включая операционные карты с эскизом.

• Разработать алгоритмы, программы и структуры баз данных зубообрабатывающего производства для формирования карт настройки зубофрезерных и зубодолбежных операций и интегрировать их в общую систему КСАПР ТП PROJECT ТР.

• Внедрить полученные результаты в производство. Оценить экономический эффект от их внедрения.

• Разработать рекомендации по использованию системы PROJECT TP на предприятиях Социалистической Республики Вьетнам.

Методы исследования.

При выполнении диссертации использовались: современная методология создания автоматизированных систем технологической подготовки производства, основные положения технологии машиностроения, теория матриц, теория графов и теория логики.

Научная новизна полученных в работе результатов:

• Разработаны информационная модель процесса свободной ковки на молотах и методика кодирования поковок.

• Разработана методика получения эскизов поковки в операционной карте.

• Разработаны алгоритмы и подсистема автоматизированного проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах.

• Разработана методика решения задачи подбора шестерён для зубообра-батывающих станков.

• Разработаны рекомендации по адаптации КСАПР ТП PROJECT TP к условиям машиностроительных предприятий СРВ.

Практическая ценность и реализация работы:

• Разработанная подсистема «Ковка» обеспечивает проектирование ТП свободной ковки в КСАПР ТП PROJECT ТР.

• Подсистема VCAPP обеспечивает подбор сменных шестерён для всех моделей зубообрабатывающих станков, используемых в ОАО «Пролетарский завод», и сокращает время проектирования карт настройки станков многократно, то есть от нескольких часов до нескольких десятков секунд.

• Разработка комплексных карт настройки зубообрабатывающих станков в рамках подсистемы PROJECT TP повышает качество проектной документации операций зубообработки.

• Разработанные подсистемы позволяют повысить производительность труда технолога при проектировании технологических процессов свободной ковки и изготовления зубчатых колес.

Автор защищает:

• Методику кодирования деталей заготовительно-ковочного производства.

• Алгоритмы и подсистему автоматизированного проектирования технологических процессов свободной ковки на молотах.

• Методику и программу решения задачи подбора шестерен для зубообрабатывающих станков с любой точностью.

6.3. Выводы

1. Использование специального файла из базы знаний (SMS 88.dbf) позволяет служебные и дополнительные слова из модулей программ печати переводить на другие национальные языки.

2. Все текстовые решения из основных массивов базы данных (знаний) могут быть переведены на любой национальный язык мира.

3. Переработка форм печати отчетов для пользователей других стран возможна. Надо создать шаблоны форм, которые соотносятся со стандартами принятыми в конкретном государстве. Для условий СРВ — это TCVN (ГОСТы СРВ).

4. Адаптация системы PROJECT TP к условиям Вьетнама показывает способность будущего использования системы на отдельном портале ИНТЕРНЕТ с целью решения задач проектирования и документирования 11111 на промышленных предприятиях разных государств.

ОБЩИЕ ВЬГООДЫ ДИССЕРТАЦИИ

Исследования, выполненные в настоящей работе, позволили получить следующие выводы:

1. Перспективной комплексной САПР технологических процессов изготовления деталей судового машиностроения является система PROJECT TP, которая имеет в своём составе более 40 баз данных и знаний, ориентированных на предприятия судостроения и судового машиностроения, и которая, постоянно развиваясь* успешно используется на судостроительных и машиностроительных предприятиях в течение многих лет.

2. Разработаны методики описания поковок На языке PROTP, а также базы данных и знаний, необходимые для автоматизированного проектирования ТП свободной ковки на молотах.

3. Разработаны и программно реализованы алгоритмы проектирования маршрутных карт ТП и формирования операционных карт с автоматическим выбором операционных эскизов поковки и расчётом её параметров.

4. Разработанная подсистема «Ковка» в рамках КСАПР ТП PROJECT TP сокращает время на разработку ТП свободной ковки на молотах примерно в 2 раза.

5. Разработаны и программно реализованы алгоритмы автоматизированного подбора сменных шестерён для настройки зубофрезерных и зубодолбёжных станков при обработке прямозубых и косозубых цилиндрических колёс. Результат работы программы — заполненные карты настройки зубооб-рабатывающих станков. Время, затрачиваемое на подбор сменных шестерён, сокращается с 2,5 - 3 часов доодной минуты.

6. Ожидаемый экономический эффект от использования результатов работы при 11111 в ОАО «Пролетарский завод» составляет примерно 120,0 тыс. рублей в год,.что подтвёрадается-соотвётстаующиШ

7. Разработана методика адаптации системы PROJECT TP к условиям предприятий Социалистической Республики Вьетнам. Программная реализация разработанной методики обеспечит автоматизированное проектирование ТП изготовления деталей машиностроения на вьетнамском языке.

1. Аверченков В.И, Ю.М Казаков. Автоматизация проектирования технологических процессов: учеб. пособие для вузов БГТУ.2004 — 228с.

2. Аверченков В.И. Антонов B.C. и др. Автоматизация проектирования технологических процессов. Киев: УМКВО. 1989. 114с.

3. Аверченков В.И. Оптимизация технологических процессов в САПР ТП.-1987.-108

4. Аверченков, В.И. САПР технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов: учеб. пособие для вузов /В.И. Аверченков, И.А. Каштальян, А.П. Пархутик М. Высш. 1993.-288 с.

5. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении /В.С.Корсаков, Н.М .Капустин, К.Х. Темпельгоф и др. -М.: Машиностроение, 1985. -304 е., ил.

6. Автоматизированная система конструкторско-проектной и производственно-технологической подготовки производства (АС КПП ТПП) PROJECT: Руководство инженера-документалиста. С. Петербург 1997.273с.

7. Автоматизированная система проектирования технологических процессов механосборочного производства. Под. Ред. Н.М. Капустина. М: Машиностроение. 1979. 247с.

8. Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. /Г.К.Горанский, В.А.Кочуров, Р.П.Франковская и др. -М.: Машиностроение, 1976 -240 с.

9. Алехин М.Ю., Колобкова И.Е. Технико-экономическое обоснование мероприятий, внедряемых в промышленности: учеб. Пособие. СПб ГМТУ. — Спб.,2007 -115с.

10. Ю.Буевич Н,Г. Алгоритмы технологического проектирования механической обработки деталей. Известие АН СССР. Техническая кибернетика. 1974, N0 6. с. 140-152.

11. П.Буевич Н:Г. Математические основы автоматизации проектирования процессов механической обработки деталей. Известие АН СССР. Техническая кибернетика. 1978, № 1. с. 134-148.

12. Великанов К.М. Расчеты экономической эффективности новой техники: Справочник. Л.: Машиностроение, 1975-430с.

13. Волков С.А. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов: Учебное пособие — Рыбинск РГАТА, 2005 -108с.

14. Герасимов И.М., Кощеев. В.Д. Основы автоматизированного проектировавшая. Учебное пособие. С-Петербург, ООО «Творческий Центр «Победа», 2006 г. 68 е., 24 илл.

15. Горанский Г.К Автоматизированные системы технологической подготовки производства в машиностроении. М: Машиностроение, 1976. 240с.

16. Горанский Г.К. Алгоритм поиска решений при функциональных всюду определенных сюръективных соответствиях //Вычислительная техника в машиностроении: Научнр-технич: сб;/ИТК АН БССР,- Минск, 1966. -Вып. 10 С.25-49.

17. Горанский Г.К., Кочуров В. А. Теория и практика кодирования машиностроительной информации в автоматизированных системах проектирования // Материалы I Всесоюз ,Межвуз. науч.-технич.- Киев Донецк: Вйща шкода, 1976- С.3-8.

18. Горанский, Г.К. Технологическое проектирование в комплексных автоматизированных сйстемах подготовки производства / Г.К. Горанский, Э.И. Бендерева, 1981.-456 с.

19. Грувер М., Зиммерс Э. САПР и автоматизация производства: Пер. с англ. — М>: Мир, 1987. 528с., ил.

20. ГОСТ 7829-70- Поковки из углеродистой и легированной стали; изготовляемые ковкой на молотах. Припуски и допуски. •

21. ГОСТ 14.415-81 Автоматизированная система технологической подготовки производства. Язык для поисковых систем конструкторско-технологического назначения.

22. ГОСТ 34.003-90 Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.

23. ГОСТ 14.417-81. ЕСТПП: Проектирование автоматизированное; Входной язык для технологического проектирования. Язык описания детали;

24. ГОСТ 3.1407-86 Единая система технологической- документации. Формы и требования к заполнению и оформлению документов на технологические процессы (операции), специализированные по методам сборки.

25. ГОСТ 3.1403-85 Единая система технологической документации. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции ковки и штамповки.

26. ГОСТ 3.1702-79 Единая система технологической документации. Правила записи операций и переходов. Обработка резанием.

27. ГОСТ 3Л 706-83 Единая система технологической: документации. Правила записи операций и переходов. Ковка и горячая штамповка.

28. ГОСТ 3.1105-84. Единая система технологической документации: Формы и правила оформления документов общего назначения.

29. Диалоговое проектирование технологических процессов. Н.М. Капустин, В.В. Павлов. JLA. Козлов и др, М; Машиностроение, 1983. 254с,

30. Евгеньёв Г. Кузьмин Б. й др. САПР 21 века: Интеллектуальная автоматизация проектирования технологических процессов; САПР и Графики. №4. с.2000. 46с.

31. Игнатьев С. А., Основные принципы работы с САПР T-FLEX 8.0 2D. Саратов - 2005.67 с. , • '

32. Исследование особенностей и связей конструктивно-техноло гических элементов и разработки метода технологического проектирования с помощью ЭВМ: Дисс.канд.техн.наук/ Старец А,С. Л.: 1976. 231 с.

33. Капустин Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ -М. : Машиностроение, 1976 288с.

34. Капустин Н.М., Диланян Р. 3 и Волков О.Ю. Повышение эффективности авг томатизированного проектирования технологических процессов обработки, деталей в машиностроении. Вестник машиностроения. 1983, №б. с. 23-27.

35. Капустин Н:М. Развитие автоматизированных систем проектирования технологических процессов в машиностроении. Информационные технологии; 1995. N0 5 с. 13-15.

36. Капустин Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ- М. Машиностроение, 1976. -281с.

37. Капустин Н.М.,Дьяконова Н.П.,Кузнецов П.М. Автоматизация машино-строения:Учебник для вузов/Ред. Капустин Н.М.-М.;Высш.шк.,2002-222с.

38. Капустин, Н.М; Автоматизация конструкторского и технологического проектирования: учеб. пособие для вузов/ Н.М. Капустин, Г.Н. Васильев-под ред. И.П. Норенкова. М.: Высш. шк. 1986.- 191 с.

39. Капустин, Н;М. Диалоговое проектирование технологических процессов /Н.М. Капустин, В.В. Павлов и др.. — М. Машиностроение, 1981.- 287 с.

40. Компания АСКОН. КОМПАС-АВТОПРОЕКТ Руководство пользователя. Разные версии (2003-2007).

41. Кузьминцёв В.Н. Ковка на молотах и прессах. Профтехобразование. Куз-нечно-нггамповочное производство. М. Изд-во Высшая школа. 1979г. 254с. С илл.

42. Кузьминцев В.Н., Ковка на молотах и прессах. 1985. (Профессионально-техническое образование).

43. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE) СПб Питер» 2004 - 560с.

44. Локтев Д. А. Металлорежущие станки. М., «Машиностроение», 1968. 303с.

45. Лоскутов В. В. Зуборезные станки. М., «Машиностроение», 1967.108с.

46. М. В; Сайдаков; Таблицы для подбора шестерен. Справочник. М.: Машиностроение, 1982 559 с.

47. Малахов Я:А. Зубообрабатывающие и резьбофрезерные станки и их наладка. М. Высшаяшкола 1972-328с.

48. Маталин А. А. Технология машиностроения. Л: Машиностроение,. 1985; 496с.

49. Металлорежущие станки:: Сборник лабораторных работ для студентов специальности 1201 всех форм обучения: В 2 ч. ч.2 / Сост. Ю. В. Кирилин, Г. И. Киреев. - Ульяновск, 2003. —50с.

50. Митрофанов В.Г, Калачев О.Н, Схиртладзе А.Г и др. САПР в технологии машиностроения/ учеб; Нос. Ярославль: Яросл. Foe: Техн. 1995-298с.

51. Митрофанов С.П., Гульнов Ю.А., Куликов Д. Д., Падун Б.С. Применение ЭВМ в технологической подготовке производства. М.: Машиностроение. 1981,287с.

52. Митрофанов С.П;, Куликов Д.Д., Миляев 0;Н., Падун Б.С. Технологическая подготовка гибких производственных систем. — Л.: Машиностроение. Ле-нингр. отд., 1987.

53. Митрофанов СП. Научная организация серийного производства. М: Машиностроение, 1970-212 с,

54. Митрофанов СП., Гулънов Ю.А., Куликов Д.Д. Автоматизация технологической подготовки серийного производства. -Mi Машиностроение, 1974 360 с.

55. Митрофанов. С.Н. Прогрессивные методы технологической подготовки серийного производства. JI: Машиностроение, 1971. 304с.

56. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. -М.: Машиностроение, 1969 632 с.

57. Норенков, И. П. Разработка систем автоматизированного проектирования : Учеб. для вузов .— М. : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 1994 .- 204 с> Библиогр.: с.204.

58. Обработка металлов давлением в машиностроении/П.И.' Полухин, В.А. Тюрин, В.Й. Давидков, Д.Н. Витанов. М.: Машиностроение. 1983 279с.

59. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию САПР. Утверждены Постановлением ГКНТ от 2.06.1978г., № 230.-М.Статистика, 1980 46 с.

60. Павленко В.В., Кутана Н.Д. Автоматизация технологической подготовки в сборочно-сварочном производстве. Киев: Техника, 1983 -88 с.

61. Павлов В.В математическое обеспечение САПР в производстве летательных аппаратов. М: МФТИ, 1978. 68с.

62. Павлов. В;В Структурное моделирование производственных систем. М: Мосстанкин., 1978. 80с.

63. Павлов В,В, Иерархическая система математического моделирования производства. Материалы Всероссийской школы 1975 по автоматизации проектирования. Под ред. Чл.корр. АН СССР Н.Н. Моисеева М: МФТИ, 1976. с 88-94.

64. Пакет прикладных программ автоматизированного проектирования технологических процессов (ППП САПР Т). Руководство технолога, часть 1,2,3)4. \НПО "Кислородмаш' \ НИИТ Криогенмаш,Одесса: 1983 - 618 с.

65. Петрик И. И., Шишков В. А. Таблицы для подбора зубчатых колес — М: Машиностроение. 1964. — 257 с.

66. Петров Л.Н., В.Ф. Касатонов, И.З. Этин. Ковка на молотах и гидравлических прессах. 1980. (Библиотечка кузнеца-новатора) Л. Машиностроение. Ленингр. отд-ние. 1980-127с.

67. Пикус. Справочник наладчика зубообрабатываемых и резьбофрезерных станков. Вышэйшая школа: 1991.416с.

68. Повышение гибкости производства за счет автоматизации проектиро-вания/А.С.Старец, Ю.Липтуга, А.С.Кракиновский и др. МД985 - 37 с. (Об^ зорн.информ. /ЦИНТИ химнефтемаш. Сер. Автоматизированные системы управления и применения вычислительной техники.

69. Половинкин А.И. Оптимальное проектирование с автоматическим поиском схем инженерных конструкций. //Изв.АН СССР. Техническая кирнетика. -1971 -№5-С.29-38.

70. Поспелов F.C., Поспелов Д.А. Искусственный интелект прикладные системы. - М.: Знание, 1985 - 48с. (новое в жизне, науке, технике. Сер. Математика, кибернетика. № 9).

71. Применение ЭВМ в технологической подготовке серийного производства /С.П.Митрофанов, Ю.А. Гульнов, Д.Д.Куликов и др. -JL: Машиностроение, 1981 286 с.

72. Проектирование технологических процессов в машиностроении: Учеб. пособие для машиностроит. спец. вузов / И.П. Филонов, Г.Я. Беляев, Л.М. Ко-журо и др. ; Под общ. ред. И.П. Филонова .— Минск: Технопринт, 2003.— 909 с.

73. Рыбаков А.В. Обзор существующих CAD/CAE/CAM- систем для решения задач компьютерной подготовки производства. Информационные технологии, 1997, N0 3. с. 2-8

74. Рыжов, Э.В. Автоматизация технологических механической обработки Э.В. Рыжов, В.И. Аверченков Наук.-думка, 1989.— 192с.

75. САПР технологических процессов : учебник для студ. высш. учеб. заведений/А. И.Кондаков. -М.: Издательский центр «Академия», 2007. — 272 с.

76. САПР технологических процессов механообработки. 2001. (Система открытого образования)

77. САПР Тысячи программных продуктов, 1995, № 5-6. с. 120-133.

78. Системы автоматизированного проектирования технологических процессов, приспособлений и режущих инструментов / Под общ. ред. СИ. Корча-ка.- М.: Машиностроения 1988.-352 с.

79. Словарь русского языка. Под ред.С.И. Ожегова М.: Гос. изд-во иностр. и нац. языков - 1961 - 900 с.

80. Спиркин А.Г. Курс марксисткой философии. -M.I Мысль, 1966 -452 с.

81. Старец А.С., Александров А. Б., Рудой В.З» Представление массивов знаний в САПР. Одесса - 1984 - 3.с - (Информ. листок/Одесский ЦНТИ, JI 84-5).

82. T-FLEX CAD 10 ST, 2006. Москва; Топ Системы, 2006-электрон: опт. диск (CD-ROM)

83. Тетерин Г. П„ Полухин П. И. Основы оптимизации и автоматизации проектирования технологических процессов горячей объёмной штамповки. — М.: Машиностроение. 1979> —284 с, ил.

84. Технологический справочник по ковке и объемной штамповке. Под редакцией М.В.Строжева. М. Машгиз. 1959г. 966с.

85. Технология автоматизированного машиностроения: Специальная часть/А.А. Жлобов, ВТ. Высоцкий, В.А.Лукашенко и др.; Под ред. А.А. Жолобова. -Мн.: Дизайн ПРО, 1997. 384 с.

86. Технология процессов металлов давления/ Полухин П.И., Хензель А.(ГДР), Полухин В.П., и дрУПод ред. Полухин П.И. — М.: Металугрия, 1988. 408с.

87. ТехноПро. Система автоматизации технологического проектирования. Руководство пользователя. Разные версии (2002-2007).

88. Типовые проекты организации труда кузнеца ручной ковки и кузнеца на молоте с массой падающих частей 150 кг в ремонтно-механической мастерской геологоразведочной экспедиции : Утв. Мингео СССР 19.10.84. М.: ВИЭМС, 1985. - 39 с.+ 20 см.

89. Типовые нормы времени на разработку технологической документации. НИИ труда, Москва, 1978.

90. Фам Куок Хоанг. Системы автоматизированного проектирования и автоматизации производственных процессов САПР/АПП. Морской Вестник. Вып. 1 (4), СПб.: Мор Вест. 2007

91. Цветков В.Д. и Злитрович А.И. Табличные алгоритмы выбора решения. Вычислительная техника в машиностроении, ИТК АН БССР. 1967, N04. 60с.

92. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования технологических процессов. М,; Машиностроение, 1972. - 240 с.

93. Цветков В.Д. Методы автоматизации проектирования процессов.//ЭВМ в проектировании и производстве. Л.: Машиностроение, 1983. - С. 159-164.

94. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация проектирования технологических процессов — Минск Наука и техника, 1979. 264 с

95. Челищев, Б.Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении / Б.Е. Челищев, И.В. Боброва, А. Гонсалес Саботер. — М.: Машиностроение, 1987. 264 с.

96. Шавлюга Н.И. Расчет и примеры наладок зубофрезерных и зубодолбеж-ных станков. Библиотечка зуборезчика. Выпуск 5. Под ред. Е.Г. Гинзбурга. Л., Машиностроение, 1978г. 163 е., илл., табл.

97. Advanced CAD/CAM systems : state-of-the-art and future trends in feature technology. London : Chapman & Hall, 1995

98. Amirouche, M.L. A Computer- Aided Design and Manufacturing, Co.Prentice Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1993.

99. Cornelius T. Leondes, B.S. Computer-Aided Design, Engineering, and Manufacturing: Systems Techniques and Applications, 7 vol. CRC Press Boca Raton London New York Washington, D.C.2001

100. Coticchia, M, E. Crawford, G, W. - Preston, E, J. CAD/CAM/CAE systems; justification, implementation, productivity measurement. - ;2.ed.riv. - New York : Marcel Dekker, 1997

101. H. B. Marri, A. Gunasekaran and R. J. Grieve. Computer-Aided Process Planning: A State of Art. Department of Manufacturing and Engineering Systems, Brunei University, Uxbridge, UK 1998.

102. Przybysz, E. & Pijanowski, M. Some aspects variant computer aided process planning system. University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering , pp.111-116. POLAND 2002.

103. Stroka, R. & Helis, A. INTEGRATION OF CAPP AND CAD/CAM SYSTEMS, "Object oriented approach for design of process plan theoretical basis for building of intelligent CAPPsystem" NO 1-2002.