автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА НА ОСНОВЕ КРОМОЧНОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

МАСЯГИН Василий Борисович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА НА ОСНОВЕ КРОМОЧНОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

05.02.08 - Технология машиностроения

2 Р ДПР 2012

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

0мск-2012

005019601

005019601

МАСЯГИН Василий Борисович

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА НА ОСНОВЕ КРОМОЧНОЙ МОДЕЛИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

05.02.08 - Технология машиностроения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

0мск-2012

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет»

Научный консультант: МОРГУНОВ Анатолий Павлович,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: КОШИН Анатолий Александрович,

доктор технических наук, профессор, ЮУрГУ(НИУ), профессор кафедры «Технология машиностроения»

ВОЛКОВ Владимир Яковлевич, доктор технических наук, профессор, СибАДИ, заведующий кафедрой «Начертательная геометрия, инженерная и машинная графика»

ГЛУХОВ Владимир Иванович, доктор технических наук, доцент, ОмГГУ, заведующий кафедрой «Метрология и приборостроение»

Ведущая организация: ПО «Полет», филиал ФГУП ГКНПЦ

им. М. В. Хруничева, г. Омск

Защита состоится 18 мая 2012 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.178.05 при ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет» по адресу: 644050, г. Омск, проспект Мира, 11, ауд. 6-340.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Омский государственный технический университет».

Автореферат разослан апреля 2012 г.

И. о. ученого секретаря

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор

В. С. Калекин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Требования к качеству, надежности, экономичности машиностроительной продукции и самого машиностроительного производства, его технологии постоянно повышаются. Вследствие этого повышаются требования к качеству конструкторско-технологической подготовки производства, которая включает в качестве своей основы размерный анализ. Размерный анализ — это большой комплекс расчетно-аналитических действий, осуществляемых при разработке и анализе конструкций и технологических процессов: построение специальных размерных схем конструкций и технологических процессов, выявление и фиксация взаимосвязей всех размерных параметров, выявление размерных цепей, проверка и установление рациональных способов простановки размеров в чертежах, назначение достаточного и необходимого числа технических требований, назначение обоснованных допусков, минимальных припусков, проверочный расчет возможности обеспечения чертежных размеров и технических требований, расчет средних припусков, определение номинальных значений и отклонений операционных размеров, определение трлщины покрытий, глубины азотирования и других характеристик.

Среди изделий машиностроения значительную часть составляют узлы, агрегаты и машины осесимметричной формы: насосы, газотурбинные двигатели, турбодетандеры, и т.п. Основные детали подобных изделий имеют форму тел вращения, ограниченную цилиндрическими, плоскими, коническими, сферическими и другими (фасонными) поверхностями вращения. К таким деталям относятся детали классов валов, втулок, дисков. Размерный анализ конструкций из таких деталей и технологических процессов данных классов деталей предусматривает расчет трех типов параметров: 1) продольных размеров; 2) диаметральных размеров; 3) отклонений расположения (отклонений от параллельности торцов и осей, отклонений от перпендикулярности).

Практика размерного анализа конструкций из деталей типа тел вращения и технологических процессов данных классов деталей выявила следующие проблемы:

- расчет линейных конструкторских и технологических размеров, диаметральных размеров, отклонений расположения выполняется раздельно, без учета взаимного влияния отклонений от перпендикулярности торцов и цилиндрических поверхностей, и отклонений от соосности цилиндрических поверхностей;

— расчет точности сборки изделия также выполняется раздельно для размеров и отклонений расположения, не учитывается влияние отклонений расположения отдельных деталей на точность сборки;

—, проблемы самого расчета - неполная автоматизация, необходимость построения изображений размерных схем, неопределенность направлений звеньев размерной цепи при расчете технологических размеров.

Возникновение данных практических проблем обусловлено-проблемамн=; в теории размерного анализа, связанными с ограничениями, которые наклады-

вает использование теоретического представления о сборочной единице, детали, исходной и обрабатываемой заготовке, как совокупности поверхностей, осей, линий и точек, связанных размерными связями. Все методики размерного анализа технологических процессов и конструкций деталей типа тел вращения в настоящее время основаны на принятии и описании поверхностей и осей в качестве основных взаимосвязанных элементов деталей. Данные представления позволяют учесть смещение параллельных осей (отклонение от соосности) как расстояние между осями, перекос поверхностей или осей (отклонение от параллельности, перпендикулярности) как угол между поверхностями или осями. Для этих двух видов отклонений могут быть составлены размерные цепи расстояний и углов, которые решаются отдельно. Однако не учитывается тот факт, что отклонение от параллельности поверхностей или перекос осей влияет на расстояние между поверхностями или осями в пределах детали, а смещение оси, например, одного центрового отверстия, приводит к перекосу общей оси двух центровых отверстий. Кроме того, существуют проблемы при аналитическом математическом описании поверхностей и осей. Объекты - плоскость, цилиндрическая поверхность, ось могут быть достаточно просто описаны уравнением, но это будет уравнение бесконечной плоскости, цилиндрической поверхности или оси. Для размерного «анализа важно описать участок поверхности (оси), являющийся элементом детали, причем необходимо учесть в математической модели детали погрешности изготовления, характерные для реальных деталей.

Таким образом, актуальной является проблема совершенствования теории размерного анализа как основы его дальнейшего развития и расширения возможностей с точки зрения повышения достоверности получаемых результатов и производительности расчетов.

Необходимо применить новые теоретические представления об объектах размерного анализа и на этой основе обеспечить его дальнейшее совершенствование в направлении создания более адекватных моделей и соответствующих методов расчета, строгого теоретического обоснования существующих методов, замены ручных методов подготовки, обработки информации и принятия решений на автоматизированные и автоматические, создания предпосылок более полного использования результатов размерного анализа в инженерном анализе при конструировании и проектировании технологических процессов механической обработки и сборки.

Диссертационная работа связана с выполнением госбюджетной НИР по тематическому плану фундаментальных исследований Минобрнауки РФ «Исследование динамических1 процессов и прочности механических систем с учетом особенностей реальных связей» (2004-2005гг.), и с конструкторско-технологическим обеспечением реализации проекта по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006-2008гг.), проект «Рабочие процессы поршневых пневмодвигателей и пневмодвигатель-компрессорных агрегатов».

Целью работы является совершенствование теории размерного анализа технологических процессов и конструкций на основе синтеза наиболее совершенных существующих понятий и методов с их модернизацией путем разработки математических моделей, учитывающих взаимное влияние размерных параметров и отклонений от расположения поверхностей, и применения методов математического и компьютерного моделирования. Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- проанализировать существующие понятия, модели, методы размерного анализа с целью выявления системы допущений, лежащих в их основе;

- разработать математическую модель детали типа тел вращения, позволяющую объединить расчет линейных, диаметральных размеров, параметров отклонений от расположения поверхностей, более точно отразить погрешности изготовления;

- разработать теоретические схемы, позволяющих более полно отразить структуру размерных связей, а также обеспечить визуализацию объектов размерного анализа;

- разработать математическую модель детали, позволяющую теоретически решить задачу определения взаимного расположения деталей после их соединения при сборке с учетом точности соединяемых деталей;

- разработать метод расчета технологических размеров и отклонений расположения, позволяющий выполнить расчет линейных технологических размеров, диаметральных технологических размеров, отклонений расположения совместно, с учетом взаимного влияния отклонений от перпендикулярности и отклонений от соосности;

- разработать метод расчета технологических размеров и отклонений расположения, позволяющий полностью автоматизировать подготовку и обработку информации при размерном анализе;

- разработать программное обеспечение для размерного анализа технологических процессов и конструкций на основе усовершенствованных методов расчета.

Методы исследований. В качестве общей основы использованы положения технологии машиностроения, связанные с понятием точности и ее обеспечением.

Теоретические исследования проводились на базе основных положений и методов размерного анализа, теории размерных цепей. Для разработки математических моделей использовались: теория графов, аналитическая и вычислительная геометрия, методы формализации, алгоритмизации, математического и компьютерного моделирования.

Широко использовались возможности современных ПЭВМ.

Научная новизна выполненной диссертационной работы заключается в следующем.

1. Введение в число объектов размерного анализа новых элементов формы деталей - кромок.

2. Описание формы деталей типа тел вращения кромочной моделью, охватывающей большее число отклонений взаимного расположения поверхностей за счет описания отклонений расположения кромок.

3. Система взаимосвязанных теоретических и измеряемых параметров кромочной модели детали типа тела вращения.

4. Структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки на основе кромок.

5. Метод решения задач размерного анализа на основе применения кромочной модели детали с использованием матричного представления графа линейных размеров, позволяющий учесть взаимное влияние перекосов и радиальных смещений поверхностей детали при расчете отклонений расположения.

6. Метод информационной связи кромочной модели и модели на основе понятия - поверхность.

7. Метод расчета технологических размеров и отклонений расположения на основе матричного представления графа в случае наложения поверхностей на размерной схеме и в случае заранее неизвестных направлений звеньев размерных цепей.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Результаты научных исследований вносят вклад в технологию машиностроения, дополняя расчетные методики учетом взаимосвязи размерных параметров и отклонений от расположения поверхностей и их взаимного влияния. Дня руководства и использования в инженерной деятельности разработаны:

- рекомендации по применению усовершенствованных методик размерного анализа с использованием результатов в автоматизированных системах проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа.

- методика применения комплекса программ размерного анализа технологических процессов и конструкций; осуществлена опытная эксплуатация программ на ФГУП «ОМО им. П.И. Баранова» и ОАО ОмПО «Радиозавод им. А. С. Попова» (РЕЛЕРО).

Результаты исследований используются в учебном процессе при преподавании дисциплин «Математическое моделирование процессов в машиностроении», «Основы выбора и принятия технологических решений», «Информационная технология», в курсовом и дипломном проектировании на кафедре «Технология машиностроения» Машиностроительного института ОмГТУ при подготовке дипломированных специалистов по специальности 151001 «Технология машиностроения» и по другим машиностроительным специальностям.

На защиту выносятся:

- математическая модель деталей типа тел вращения на основе понятия кромки с соответствующим аппаратом теоретических и измеряемых параметров и их преобразования и метод ее применения для решения технологических задач обеспечения точности деталей и сборочных единиц;

- структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки, являющиеся аналогами размерных схем,

отражающих положение объектов - поверхностей - и связанных с ними кромок при размерном анализе, позволяющие связать между собой кромочную модель и модель на основе поверхностей, а также обеспечить визуализацию изображений деталей, сборочных единиц, операционных эскизов, схем обработки;

- методика определения размеров детали на основе матричного представления графа конструкторских размеров и её применение для расчета линейных, радиальных, диаметральных технологических размеров, отклонений расположения, ожидаемых погрешностей, координат кромок при визуализации;

- комплекс программного обеспечения, реализующий методы аппарата кромок, расчета конструкторских и технологических размеров, отклонений расположения, визуализации изображений деталей, операционных эскизов, схем обработки и сборочных единиц.

Апробация работы. Результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на: науч.-практ. семинаре «Программные системы в автоматизации проектирования изделий машиностроения», Ижевск, мех. ин-т, Ижевск, 1988; Всесоюз. науч.-техн. конф «Конструктивно-технологические методы повышения надежности и их стандартизация», Тульск. политехи, ин-т, Тула, 1988; научно-техн. конф. «Проблемы машиностроения и металлообработки», Омск, политехи, ин-т., Омск, 1992; III, IV, V, VI VII междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин», ОмГТУ, Омск, 1999-2009; междунар. науч.-техн. конф. «Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств», Омский гос. унив. путей сообщения, Омск, 2000; I Всеросс. науч. internet-конф. «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках» ТГУ им. Г.Р. Державина, Тамбов, 2001; науч.-метод. конф. «Совершенствование форм и методов управления качеством учебного процесса», ОмГТУ, Омск, 2001; междунар. науч.-техн. конф., посвящ. памяти ген. конструктора аэрокосм, техники акад. Н.Д. Кузнецова. СГАУ им. С.П. Королева, Самара, 2001; науч.-техн. конф «Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе», Омск. гос. университет, Омск, 2003; 43-й межд. науч.-техн. конф. Ассоциации автомоб. инж. «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера», СибАДИ, Омск, 2004; I, II, III регион., IV всерос. науч. конф., посвящ. памяти главн. констр. ПО «Полет» A.C. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники», ОмГТУ, Омск, 2004-2009; всеросс. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Рубцовский индустриальный институт, Рубцовск, 2004; III междунар. технолог, конгр. «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения», ОмГУ, Омск, 2005; III межд. науч.-техн. конф. «Новые материалы, неразру-шающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении», ТюмГНГУ, Тюмень, 2005; междунар. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии в

машиностроении», Брянская гос. инж.-технолог. акад., Брянск, 2006; IV меж-дунар. технолог, конгр. «Военная техника, вооружение и современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения», ОмГТУ, Омск, 2007; II съезде инженеров Сибири, г. Омск, 2008; I Всеросс. науч.-техн. конф «Россия молодая: передовые технологии — в промышленность», Омск, 2008; междунар. науч.-практ. конф «Инновационные технологии в машино- и приборостроении», ОмГТУ, Омск, 2010; I междунар. науч.-техн. интернет-конф. молодых ученых «Автоматизация, мехатроника, информационные технологии», ОмГТУ, Омск, 2010; VI междунар. науч.-техн. конф. «Современные проблемы машиностроения», ТПУ, Томск, 2011; всеросс. науч.-образ. конф. «Машиностроение - традиции и инновации» (МТИ-2011), МГТУ «СТАНКИН», Москва, 2011; семинарах кафедры «Технология машиностроения» и научных конференциях ОмГТУ; расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» ОмГТУ; на научном семинаре кафедры «Общая технология машиностроения» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, г. Барнаул; на научном семинаре кафедры «Технология машиностроения» Южно-Уральского государственного университета, г. Челябинск.

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 51 печатной работе, в том числе в 15 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ, зарегистрированы 5 программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы из 225 наименований, приложений.

Диссертация изложена на 350 страницах, содержит 52 таблицы, 141 рисунок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы, положения, выносимые на защиту.

В первой главе выполнен обзор состояния проблемы совершенствования теории размерного анализа технологических процессов и конструкций.

Размерный анализ конструкций основывается на понятии точности деталей и машин, и на аппарате размерных цепей.

Понятие точности деталей и машин связано с параметрами точности поверхностей, осей, их размеров, формы, взаимного расположения, определяемыми в процессе измерений. Параметры точности разделяются на две группы -комплексные и аналитические. Комплексные параметры, характеризующие точность детали с помощью одного значения и допуска на это значение, рассмотрены в работах Балакшина Б.С., Корсакова В.С., Соколовского А.П. и других ученых. Аналитические параметры точности входят в аналитические уравнения поверхности детали или сечения. Аналитические параметры исследованы в работах Кравцова В.И., Ляндона Ю.Н. и других ученых.

Проблема построения математических моделей машины является одной из составных частей проблемы исследования точности машины. Данная проблема рассматривается в трудах Базрова Б.М., Балакшина Б.С., Безъязычного Б.Ф., Дальского A.M., Жигалова Б.К., Журавлева А.Н.,' Косова М.Г., Медаря A.B., Митрофанова В.Г., Мордвинова Б.С., Непомилуева В.В., Семенова А.И., Соломенцева Ю.М., Суслова А.Г., Тимирязева В.А. и других ученых. Сформулированы принципы построения математических моделей машины: рассмотрение всех этапов изготовления машины; построение геометрических структур качественной модели по исходной информации, которой являются чертеж и технология; использование представления о координатных системах, связанных с деталями для количественной оценки положения соединенных между собой деталей.

Метод размерных цепей, являющийся теоретической основой размерного анализа, разрабатывали Балакшин Б.С., Пузанова В.П., Брук С.И., Лившиц Б.И., Базров Б.М., Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Иващенко И.А. и другие ученые. Выявлены возможности, которые представляют метод размерных цепей при рассмотрении конструкции машин - размерные цепи позволяют: проверить взаимозаменяемость деталей, узлов и изделий в целом; проверить обеспеченность нормальных условий работы механизма; определить степень точности функционирования данного механизма; определить величины допусков и отклонений размеров при замене одной базовой поверхности другой; в некоторых случаях рационализировать конструкцию машины, обеспечить достижение требуемой точности. В отношении технологии изготовления размерные цепи позволяют: установить числовые данные сборочных размеров для технических условий контроля, сборки и приемки узлов и изделий; установить возможные причины дефектов при сборке и испытании объектов; произвести увязку межоперационных базовых поверхностей обрабатываемых деталей; установить оптимальные значения межоперационных припусков; установить допуски и согласовать их с технологией сборки и обработки машины; найти определяющие точность исходные данные для разработки технологии изготовления машины. Размерный анализ технологических процессов основывается на теории размерных цепей Балакшина Б.С. и оригинальных методах расчета технологических размеров, разработанных Матвеевым В.В., Тверским М.М., Бойковым Ф.И., Свиридовым Ю.Н., Блюменкранцем Д.Л., Иващенко И.А., Пакидовым П.А., Мордвиновым Б.С., Сметаниным Ю.М., Ситниковым A.A. и другими учеными.

В результате изучения известных методов размерного анализа выявлены следующие затруднения: 1) установление размерных связей осуществляется путем построения линейных размерных цепей и цепей относительных поворотов, оба подвида размерных связей строятся как независимые, без учета их взаимной связи, что в некоторых случаях приводит к значительным ошибкам; 2) для расчета допусков на несколько соответствующих звеньев размерной цепи имеется лишь одно уравнение и в дальнейшем производится корректировка допусков с учетом технологии изготовления, организационных условий и экономических соображений, причем эта корректировка допусков осуществляется

в большинстве случаев без серьезного анализа и изучения особенностей конструкции деталей; 3) размерный анализ, расчет размерных цепей машины отличается высокой трудоемкостью из-за многочисленности размерных цепей.

Для решения проблемы большой трудоемкости размерного анализа конструкций и технологических процессов применяются автоматизированные методы размерного анализа конструкций, разработанные Аввакумовым В.Д., Скворцовым A.B., Шаминым В.Ю. и другими учеными, и автоматизированные методы размерного анализа технологических процессов, разработанные Матвеевым В.В., Иващенко И.А., Мордвиновым Б.С., Сметаниным Ю.М., Калачевым О.Н., Шаминым В.Ю., Рахимовым Э.Г. и другими учеными, модуль «Расчет размерных технологических цепей» в КОМПАС-АВТОПРОЕКТ.

За рубежом размерный анализ представлен работами Bryan Ngoi, Ping Ji, Shah, Villeneuve, Wade, Zhang и многих других ученых.

В ходе анализа различных методов расчета технологических размеров был выявлены трудности: 1) большая трудоемкость предварительной подготовки исходных данных перед вводом в ЭВМ, обусловленная необходимостью учета и упорядочивания большого количества как цифровых, так и графических данных; 2) при подготовке данных технолог вынужден самостоятельно определять ориентировочные технологические размеры, назначать, используя справочную литературу квалитет, допуски на технологические размеры и припуски на обработку; 3) расчет диаметральных размеров проводится по отдельной методике, хотя его теоретической основой являются линейные размерные цепи, поэтому для расчета линейных размеров, диаметральных размеров и отклонений расположения созданы отдельные алгоритмы, хотя возможно применение единого алгоритма.

Мордвинов Б.С. в своей методике в центр расчета пространственных отклонений ставит уравнение прямой в пространстве и предлагает несколько способов расчета отклонений через графический метод (построение эпюр) и аналитический (расчетные формулы) с отображением на графе. Расчеты отклонений по данной методике затрудняет то, что необходимо вручную строить множество размерных эпюр даже для несложных деталей. При появлении нескольких общих осей, то есть при переустановке деталей, выполнять расчеты очень затруднительно, так как появляются последовательные, параллельные связи и их комбинации.

Таким образом, выполненный анализ существующих понятий, моделей, методов размерного анализа и связанного с ним понятия точности деталей и сборочных единиц позволил выявить дальнейшие направления исследований:

- уточнение и модернизация существующих понятий, моделей и методов размерного анализа технологических процессов деталей типа тел вращения и размерного анализа конструкций;

- разработка усовершенствованных методик теоретического исследования и практического решения задач размерного анализа;

- экспериментальная проверка разработанных моделей и методов размерного анализа;

- разработка рекомендаций по использованию результатов исследований в автоматизированных системах проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа.

Вторая глава содержит разработку и теоретические исследования математического аппарата кромок.

Проанализирована информация чертежа детали, технологического процесса мехничексой обработки, сборочной единицы с точки зрения математического моделирования.

Выявлено, что наряду с поверхностями на детали типа тела вращения имеются еще другие элементы - кромки - линии пересечения торцов и цилиндрических поверхностей (рис. 1). Кромки - идеальные, абстрактные элементы, поскольку реально на детали в местах пересечения поверхностей имеются фаски или радиусы.

Кромки

Рис. 1. Поверхности и кромки

Несмотря на идеальный характер кромок, они отражают свойства реальных объектов, так как все измерения поверхностей интерпретируются как измерения кромок. При измерении кромок измеряются одновременно торцы и цилиндрические поверхности (рис. 2), т. е. кромка - предельный случай, когда места измерений торцов и цилиндрических поверхностей совпадают.

Рис. 2. Схема измерения кромок

Существует связь кромок с поверхностями - каждой поверхности можно поставить в соответствие одну и более кромок.

Важное свойство кромки в том, что кромка — теоретически применимый элемент с точки зрения обеспечения определенности положения детали в пространстве, то есть, с точки зрения лишения детали шести степеней свободы.

При подходе, основывающемся на рассмотрении поверхностей, для этого необходимо сочетание, например, цилиндрической поверхности, которая лишает деталь четырех степеней свободы, и плоскости, которая лишает деталь одной степени свободы. Или сочетание двух шеек, которые лишают деталь каждая по две степени свободы, и торца, лишающего деталь одной степени свободы. Или сочетание торца, который лишает деталь трёх степеней свободы, и одной шейки, лишающей деталь двух степеней свободы. Вращательная степень лишается за счет трения или дополнительного крепления. При подходе, основывающемся на рассмотрении кромок, следует отметить, что кромка, с одной стороны, -часть цилиндрической поверхности, - с другой стороны — часть плоскости. Как элемент плоской поверхности кромка лишает деталь одной или трёх степеней свободы. Как элемент цилиндрической поверхности кромка лишает деталь двух или четырех степеней свободы; одна вращательная степень свободы лишается дополнительными средствами. Таким образом, кромка или сочетание кромок лишает деталь шести степеней свободы.

Отсюда следует, что если определить взаимное положение кромок детали математически строго точными соотношениями, то по известному положению в пространстве одной кромки детали однозначно определяется положение любой другой кромки. И не только кромки готовой детали, но и любой кромки заготовки на любой операции механической обработки или в сборочной единице, поскольку при установке базовая кромка лишает заготовку шести степеней свободы, то есть фиксирует положение кромок обрабатываемых поверхностей относительно кромок необрабатываемых поверхностей, или положение кромок присоединяемой детали относительно кромок деталей сборочной единицы.

В качестве объектов, у которых рассматриваются кромки, принимаются: а) собранная машина; б) узлы и детали машины в процессе сборки; в) отдельные готовые детали машины; г) заготовки и детали машины в процессе механической обработки.

Указанные объекты различаются с точки зрения рассматриваемых кромок. Для собранной машины - это кромки, посредством которых детали контактируют друг с другом и кромки, взаимное расположение которых задано конструктором и необходимо для нормальной работы машины. На сборочном чертеже рассматриваются все кромки и соприкосновения кромок, хотя это могут быть не явные кромки, а окружности на цилиндрической или плоской поверхности. Для технологического процесса сборки к кромкам собранной машины добавляются кромки базовые, те, которыми детали контактируют со сборочными приспособлениями. Для отдельных готовых деталей рассматриваются все кромки этих деталей. Для технологического процесса механической обработки к кромкам деталей добавляются кромки заготовки и кромки маршрута обработки, возникающие и исчезающие в процессе обработки, причем некоторые из них служат базовыми кромками в процессе механической обработки.

Для описания положения кромок друг относительно друга необходимо построить структурное изображение объектов, содержащих кромки. На этом

изображении показываются кромки в виде точек на сечении, проходящем через ось машины, детали.

На схеме машины (рис. 3) проводятся линии, связанные с плоскими поверхностями (базовыми при сборке и входящими в сопряжения между деталями) - вертикальные; и горизонтальные линии, связанные с аналогичными цилиндрическими поверхностями.

Рис. 3. Схематичное изображение машины на основе кромок

Нумерация этих линий производится раздельно. Рядом с номерами линий ставится число, показывающее количество поверхностей, входящих в сопряжение в сечении, отмеченном линией.

Строится структурное изображения машины (рис. 4). Проводятся вертикальные и горизонтальные линии так, чтобы они образовали координатную сетку или поле.

9.1 г

¡М 7.3

У

V \

I'-1 \

6 3

ви /

6.1 !

62

|Я.1 к / а

4.1

32

31 /

Л IX —

1.3

1.2

1.1

01 1)

сч £ со 5 £ 5 оч со гч со 2 2 5|5|

0 12 3 4567 8 9 10-Ц Рис. 4. Структурное изображение машины

Количество линий на схеме координатного поля определяется числом линий на схеме машины в соответствии с числами, проставленными рядом с номерами линий. На координатном поле отмечаются все кромки деталей маленькими кружками, и соединяются отрезками кромки, относящиеся к отдельным деталям и входящими в сопряжение, тем самым получается структурное изображение машины. Структурное изображение дополняется табличным описанием связей между кромками.

Описание технологического процесса в виде структурного изображения также осуществляется аналогично (рис. 5,6).

Оп. 1 Отрезная

2(1}

1(1)

1Д Оп. 2 Токарная 13(2)2(2)

2(1)

Оп. 3 Токарная

4(2)

1(1) Ш)

-4с

И

3 Оп.4 Токарная

1

2(1)

1(1)

Оп. 5 Токарная 12(1) 1(1)

2(1)

Оп. 6 Отделочная

1(1)

N

т

**

т

N м "1

«V

Рис. 5. Схематичное изображение операционных эскизов

(ЯI

11234 2123

см

3

Зизл

(г)

Е ¡Ss.lt 41 5 А 7

V УУ у

'/У Ъ 1.2-2.21 < — «Й &

V/, 2 2.1-А 1 " 5 ш

ег.1 № Т\ £ 71 ¿ У/А

К ж

ЕМ* Я з ■■ 14

3 3.1.1

гд ш N 111 1.11

0.1

1.1 1.2 1.3 1.4

2.1 2.2 2.3

3.1 3.2 3.3 3.4

т

а) б)

Рис. 6. Схематичное изображение схемы припусков (а) и структурное изображения технологического процесса механической обработки (б)

Кромку теоретически можно охарактеризовать радиусом Л, (рис. 7), расположение кромки / относительно данной оси вращения ДО- наклоном фД и эксцентриситетом яД и углами их направления <ру? и <ре?. Взаимное расположение двух кромок г и} характеризуется расстоянием вдоль оси вращения Б,/.

Рис. 7. Теоретические и измеряемые параметры кромок

На рисунке 7 показаны: 01 - центр кромки г; С, - точка пересечения плоскости кромки и оси //(индекс N означает номер оси вращения); Е? - эксцентриситет кромки г по отношению к оси вращения N (считается одинаковым по малости наклонов кромки); <реС — угловое положение отрезка, характеризующего эксцентриситет, отсчитываемое против часовой стрелки; фД - угол наклона плоскости кромки I к оси вращения /V, определяется между прямыми, перпендикулярными линии пересечения плоскости кромки /7, и плоскости />Д перпендикулярной оси вращения N и проходящей через точку пересечения плоскости кромки /7г и оси Л*, причем одна из прямых, между которыми определяется угол фД принадлежит плоскости /7„ а другая - плоскости лД <ру?- угловое положение прямых, между которыми определяется угол фД отсчитываемое против часовой стрелки; — расстояние между точками пересечения оси N и плоскостей Я„ /7, кромок / и у (считается одинаковым при любых осях вращения по малости эксцентриситетов и наклонов кромок).

Связь теоретических параметров кромок с результатами измерений кромок обеспечивается тем, что должны быть измерены все необходимые измеряемые параметры кромок, в общем случае, за несколько установок, например, для кромки 1 - радиальные смещения //Д(<р) и торцовые 5,ы{ср) смещения на диаметре измерения 0В1 (рис. 7), и их максимальные и минимальные значения и соответствующие углы, измеренные относительно нулевой метки; диаметр Д и расстояние до кромки / вдоль оси Ьу измеренное в сечении нулевой метки. Результаты измерений смещений записываются- с индексом, обозначающим

номер установки или оси. Установка с наибольшим количеством измеренных кромок считается главной. Для обеспечения связи измерений на разных установках хотя бы одна кромка должна измеряться на каждой из двух установок.

Взаимная связь теоретических и измеряемых параметров кромок определяется следующими зависимостями:

Л,= Д(0)/2; (1)

Е?={А? тах-А?тМ (2)

<ре,"= <р(А/'к',„„х); (3)

(в радианах) (4)

_(5)

У = ^¡(0) ~ Цо,(0)/2 + А?(0)У(а,.(0)/2 + Л," (О))]2 + />,"(0)-В;(0). (6)

На основе теоретических параметров кромок составляются уравнения кромок. С учетом формы деталей - тел вращения - вводится цилиндрическая система координат, в которой ось г совмещена с осью И, плоскость <¡9 = 0 совмещена с плоскостью начала отсчета углов <ре1м и <ру1ы отмеченной меткой на детали, плоскость г = 0 совмещена с плоскостью Р/, связанной с одной из кромок, принятой за базовую. Положение точек кромки г в данной системе координат определяется двумя уравнениями, в которые войдут теоретические параметры кромок:

П=М<Р), (7)

(8)

В случае Ф? = 0, когда кромка / перпендикулярна оси 2 и имеются парата N N • „

метры t¡ и ф,,, , а положение кромки г вдоль оси г определяется величинои где} - базовая кромка, уравнения кромки / будут:

П = Е," соз(<р+ №-{Е?)г(1-соа2(9-9%)), (9)

2 = (10) В случае Е" = 0, когда кромка / не имеет эксцентриситета и имеются параметры наклона Ф,л, и параметр Siу", уравнения кромки г будут:

П = (П)

«»($>-?#). (12) Если все теоретические параметры кромки г имеют значения, отличные от нуля, то, по малости величин Ф," и ЕД можно записать общие уравнения кромки:

п = Е:' со5(^+ , (13)

г, = ^ + СО (14)

Если известны уравнения двух кромок г ито уравнения размерных связей (расстояний) между кромками определяются как разности уравнений кромок

ПГП-г„ (15)

г^гу-г,. (16)

Уравнения расстояний между кромками содержат информацию о величинах зазоров, положении точек контакта кромок, если рассматриваются кром-

. N

ки различных деталей в собранной машине, или о припусках, если рассматриваются кромки обрабатываемых заготовок. Например, условие, означающее точку контакта кромок или нулевой припуск, имеет вид:

Основные задачи, связанные с размерным анализом конструкций и технологических процессов, и решаемые с помощью аппарата кромок, следующие.

1. Задача контроля деталей, исходной и обработанных заготовок, сборочных единиц.

Задача контроля связана с тем, что невозможно определить параметры всех кромок детали за одну установку при измерениях, и для некоторых кромок теоретические параметры будут определены относительно одной оси, а для других - относительно другой или даже третьей оси. В то время как для оценки взаимного расположения всех кромок требуется, чтобы все их теоретические параметры были определены относительно одной оси.

Пусть ось, к которой будут приводиться теоретические параметры всех кромок, является осью при измерениях на 1 установке. Для кромки / определены параметры Е1, <ре1, фД (ру,1. На А-ой установке были измерены параметры двух кромок {,] и определены параметры <ре-, фД гру1\ £}*, «реД ф/, ^Д 5/. Требуется найти параметры кромки у" относительно оси на 1 установке - ЕД <Ре-, Фу', (РуУ,

Общий подход к определению искомых величин следующий: нужно так мысленно двигать деталь в пространстве, чтобы сначала параметр Е* стал равным нулю, а затем равным Е? при <"/>„' и неизменных фД (параллельный перенос детали, рис. 8а); затем, чтобы параметр ф/ стал равным нулю и, далее, стал равным Ф1 при <ру' и при неизменных Е-, ср1Ч] (поворот детали, рис. 8б и рис. 9). В процессе этих движений будут изменяться значения Е/, <ре/, ф/, в результате получаются £}', сре)Д Ф-, <ру]\ Д

(17)

(18)

,!Р-0

б)

Рис. 8. Параллельный перенос (а) детали и поворот (б) детали

Рис. 9. Движение нормали к плоскости кромки при повороте детали

Предполагается совмещение начала отсчета углов ср = 0 для начального и конечного положений детали, то есть деталь не испытывает поворота вокруг оси при пересчете параметров. Предполагается также равенство расстояний между кромками / и у при преобразованиях - Бу = Бу"= 5у"п =5,/ вследствие малости величин Еч Ф.

Расчет параметров кромки _/ выполняется на основе векторных уравнений:

2. Задача анализа ^точности сборки при соединении деталей. Известны теоретические параметры кромок деталей, которые соединяются. Необходимо найти новые теоретические параметры кромок после соединения и найти положения точек контакта между кромками.

При соединении 2-х деталей предполагается, что теоретические параметры кромок 2-х деталей известны. Одна из деталей принимается за базовую и считается неподвижной, закрепленной в таком положении, что реализуются теоретические параметры, известные ранее. Вторая деталь присоединяется к первой детали, при этом теоретические параметры второй детали изменяются.

Е>т = 5/ -ФД E;l = s¡Jk■Ф^,

(19)

(20) (21)

. Деталь перемещается,

а ось чертит на плоскостях кромки _/' (22) отрезки Е""' и Е/

\

(23)

(24)

Для упрощения решения, можно предварительно повернуть обе детали так, чтобы эксцентриситеты контактирующих кромок / и к этих деталей стали равны нулю. Тогда возможные смещения кромок у и к для второй детали будут ограничены величинами зазоров между кромками у и ¿деталей (рис. 10а).

Рис. 10. Схема зазора между кромками к иу в радиальном направлении (а), и схема, показывающая положение концов единичных векторов, перпендикулярных плоскостям кромок (б)

Деталь 2 может повернуться на угол Ф2 в любом направлении (ру.

Ф2= ((Л„-«2,) + (Лц. - М2к)) / . (25)

Можно построить схему, показывающую положение концов единичных векторов, перпендикулярных плоскостям кромок у (рис 106).

Для простоты можно показать координатную плоскость Г (рис. 11а), на которой лежат концы единичных векторов Фч и Фу. Возможность наклона второй детали в любом направлении на угол Ф2 означает, что вершина вектора <2>,у может дополнительно быть смещена в плоскости на расстояние Ф2, т.е. лежит в пределах круга радиуса Ф2 с вершиной У2/.

Рис. ¡1. Координатная плоскость с векторами наклона кромок двух деталей:

я-при невозможности совпадения плоскостей кромок; б—при возможности совпадения плоскостей кромок

Плоскости кромок у 1-й и 2-й деталей могут совпасть (стать параллельными) только в том случае, если Фу= Фц и ср\у1 = т.е. когда совпадут начала векторов Фи и Ф,(. на координатной плоскости. Это может случиться, если начало вектора Фу — точка - попадет в область круга IV (рис. 116). При этом деталь 2 испытает наклон на угол Ф{ под углом (р'гу. Проверка попадания в круг может состоять в определении разности векторов ф'2=ф,.~ф2.. Если |ф1|<ф,, то кромки у 1-й и 2-й деталей могут соприкоснуться по всей длине в осевом направлении и одна из кромок] или к по точке в радиальном направлении. Равенство = сГ»,означает, что соприкасаются кромки} по всей длине (по

оси), и одновременно кромки у и к по точкам в радиальном направлении.

После наклона и соприкосновения 2-я деталь может скользить кромкой / по 1-й детали в плоскости кромки у. Можно принять, что скольжение происходит в направлении поворота (рис. 12а). Причем то, с какой кромкой произойдет касание, зависит от того, какой из зазоров меньше. Будем предполагать, что устраняется наименьший из зазоров. Тогда параметры кромок 2-й детали примут следующие значения: для кромки, у которой зазор с кромкой 1-й детали наименьший в радиальном направлении, касание будет при (¡>±= <ргу+п или <Р2екН - ЧЬ.у (новые параметры помечены индексом «Я»). Значение эксцентриситета Ег" (Е2к") будет равно зазору между кромками - для кромки, по которой будут происходить касание. Так как расстояние между кромками у деталей равно нулю, то 5о|/ = Боу.

Рис. 12. Положение векторов наклона при совпадении (а) и несовпадении (б) плоскостей кромок

Если ¡Ф^хР,, то при любом положении 2-й детали, касание кромок у

вдоль оси происходит в точке, при одновременном касании по точкам кромок у и А: в радиальном направлении, т. е. плоскости кромок не совпадают. Можно принять, что угол между плоскостями кромок деталей принимает наименьшее из возможных значений (рис. 126). Деталь поворачивается на угол Ф2, допускаемый кромками] и к в направлении <р\у.

Это означает, что параметры кромок j и к в радиальном направлении примут значения:

Еун = R>j-Ry, qhj1 = <р'2у, (26)

E2tH = R\k- Rib W = Фгу +я. (27)

Положение точки касания кромок j вдоль оси определяется углом Известны параметры кромок j 1-й детали Фу, q>ly. Параметры кромок j 2-й детали определяются из векторного уравнения Ф2" - Ф2. = Ф2 (рис. 126). Уравнения кромок будут (по малости углов принято tgФ=Ф):

Z\}= Smj + Яуфусоь (<р - <рХу]), (28)

Z2j= S20j + Ryfy"cos (q> - (fhylH). (29)

При q> = (fhy эти значения равны, откуда

Sioj = S0\j+ Луфу cos <piyi) - Л2;Ф2/ cos (<fhj- (fhyjH). (30) Таким образом, найдены выражения для параметры S20j, Ф2у", (fhj1, Е2/, (fhej1, (Eik', <PiekH)y по которым можно определить значения теоретических параметров остальные кромок 2-й детали после соединения.

3. Задача расчета технологических параметров (размеров, эксцентриситетов и наклонов кромок) при механической обработке.

Во многих случаях в единичном и мелкосерийном производстве на этапе базирования и закрепления детали производится выверка положения заготовки. Однако обычная выверка может обеспечить нулевые отклонения доступных для выверки поверхности детали, и практически непригодна для обеспечения нулевых или заданных отклонений недоступных для выверки поверхностей детали. В этом случае может быть применена выверка на основе применения кромочной модели деталей.

С теоретической точки зрения задача выверки сводится к приведению теоретических параметров кромок детали к новой оси, если заданы новые требуемые параметры одной или нескольких кромок. Например, заданы для /-й и j-й кромки параметры Е„ (pei Ej, (pej (эксцентриситеты кромок и их углы) или параметры Eh cpei Фу, (pyj (эксцентриситет и наклон кромки и их углы). В этом случае положение новой оси определено однозначно. Наиболее важным является вариант, при котором требуется обеспечить Д=0 и £¡=0, то есть поверхность, на которой лежат кромки i и j не должна иметь отклонения относительно оси. Обычно это условие Ej=0, Ц=0, необходимо выполнить при выверке обрабатываемых деталей, а величины углов <ре в этом случае не имеют значения. Рассмотрим решение задачи математического моделирования выверки по варианту Ej=Ei2зд, Ej=Ej22a, частным случаем которого является вариант Ец=0, Ец= 0. Известны для всех кромок значения теоретических параметров, среди которых: Ц1, q>J, Ej\ <ре/, Ек, срек, Фк[, <рук, SiJy Sik. Известны требуемые новые значения Д, q>et, Ej, (peJ. Нужно найти величины Ек, <рек, Фк, срук, по которым будет осуществляться выверка. Значения Sy, Sik не изменяются при переходе к новой оси. Здесь i,j — номера кромок, ограничивающих выверяемую поверхность, к — но-

мер кромки, по которой производится выверка. Верхний индекс 1 обозначает параметры кромок до выверки.

Подход к определению искомых величин аналогичен тому, который используется при решении задачи перехода к новой оси: нужно так мысленно двигать деталь в пространстве, чтобы сначала параметр Д1 стал равным нулю, а затем равным £} при (р,,, при неизменных ф} и (ру} (параллельный перенос детали) при этом изменятся (ре/~ станут Б/п, затем, чтобы параметр Е}п стал равным нулю и, далее, стал равным Ь) при <реи при неизменных Е}, (ре] (поворот детали). В процессе этих движений будут изменяться значения Ек, (рек, 4>к, (рук, так что в результате получим требуемые значения Ек, срек, Фк, <рук, при реализации которых путем выверки, будут обеспечены параметры /-й и/-й кромок.

Разработаны программы: 1) Пересчет теоретических параметров кромок детали при изменении положения оси, относительно которой определяются теоретические параметры кромок. 2) Преобразование теоретических параметров кромок одной детали, если заданы новые требуемые параметры одной кромки или разные параметры нескольких кромок. 3) Определение теоретических параметров крмок детали, если заданы новые требуемые параметры одной кромки.

На основе кромочной модели решается задача учета взаимного влияния перекоса и радиального смещения поверхностей детали при расчете технологических размеров. Решение данной задачи изложено в третьей главе работы.

4. Задача построения изображений деталей, сборочных единиц, заготовок. операционных эскизов, схем припусков.

Одной из важнейших задач технологии машиностроения является расчет технологических размеров и обоснование требований взаимного расположения поверхностей. Вспомогательной задачей расчета является визуализация или формирование с помощью ЭВМ исходных данных и результатов — изображений деталей, заготовок и операционных эскизов на всех этапах процесса обработки, схем припусков, сборочных единиц, в частности, с целью проверки правильности данных. В случае деталей типа тел вращения данная задача решается на основе применения структурных изображений через описание кромок деталей, обрабатываемых заготовок, сборочных единиц. При построении математической модели используется не вся информация о детали, а только часть, связанная с теми задачами, которые необходимо решить путем моделирования. В соответствии с этим особенностью предлагаемого подхода является то, что строится изображение не конкретного рабочего чертежа детали, эскиза обрабатываемой заготовки, чертежа сборочной единицы, а их геометрических моделей.

Геометрическая модель детали представляет собой эскиз детали, на котором показаны контуры ее с указанием только торцов и цилиндрических поверхностей, имеющих общую ось, с простановкой всех линейных конструкторских размеров, соединяющих торцы детали. Эскиз дополняется номерами всех поверхностей, указываемых в возрастающем порядке при обходе всего контура

детали по часовой стрелке, и сопровождается таблицами, содержащими следующую исходную информацию: а) о количестве участков замкнутого контура детали и номерах поверхностей, образующих участки контура; б) о линейных и диаметральных конструкторских размерах составляющих геометрическую модель детали; в) о границах размеров. Для описания модели заготовки и технологического процесса дополнительно задаются номера поверхностей заготовки, базовых и обрабатываемых поверхностей, границ операционных размеров. Для описания модели сборочной единицы дополнительно к моделям составляющих деталей задается информация о контактах и замыкающих звеньях. При этом все модели информационно связаны путем применения сквозной нумерации поверхностей, единой для всех моделей.

Построение изображения контура детали, заготовки, операционных эскизов

® ОмГТУ када.Тежочогив нашнностроэния* Месчгин 0.Б, Ш? г.

Имя файла исхолиьм данных' |рз

Операция: 390

Ы

Расчет

Деталь

Операции

?№ 1Р

jfLO.se

Рис. 13. Интерфейс программы для построения изображений деталей, заготовок, операционных эскизов

Разработка программы изображения контура детали (рис. 13) включает, во-первых, преобразование данной конкретной информации к виду, который является исходным для изображения контуров деталей, технологических операционных эскизов других графических элементов, во-вторых, собственно построение изображения по преобразованной информации. При изображении детали — выявление количества кромок, количества вертикалей и горизонталей (торцов и цилиндрических поверхностей); определение, на каких горизонталях и вертикалях расположены кромки; определение координат вертикалей и горизонталей; определение последовательности обхода кромок. При изображении заготовки - определение количества кромок, последовательности поверхностей заготовки, количества горизонталей и вертикалей и их координат. При изобра-

жении операционного эскиза - добавление к поверхностям заготовки обрабатываемых поверхностей; выделение обрабатываемых поверхностей и изображение на базовых поверхностях значков баз; добавление на каждой операции обработки новых обрабатываемых поверхностей к уже имеющимся поверхностям; оформление операционных эскизов и схемы припусков. При изображении сборочной единицы - выявление размерных связей между деталями.

В результате проведенных теоретических исследований получены следующие новые научные результаты:

- совершенствование теоретических основ размерного анализа объектов машиностроения путем введения в число объектов размерного анализа новых элементов формы деталей - кромок;

- описание формы деталей типа тел вращения кромочной моделью, охватывающей большее число возможных отклонений взаимного расположения поверхностей за счет описания отклонений расположения кромок;

- математическая модель точности деталей типа тел вращения на основе понятия кромки с соответствующим аппаратом теоретических и измеряемых параметров и их преобразования и метод его применения для решения технологических задач обеспечения точности деталей и сборочных единиц;

- предложены методы решения задач размерного анализа на основе применения кромочной модели детали с использованием геометрических моделей объектов размерного анализа.

Третья глава содержит описание разработки усовершенствованных методик размерного анализа технологических процессов и конструкций.

Основная идея метода расчета технологических размеров следующая: если заданы средние конструкторские размеры и припуски, то однозначно и сразу имеются средние технологические размеры, связывающие то же множество поверхностей, что и конструкторские размеры и припуски.

Для решения задачи разработано информационно связанное представление исходных данных для компьютерного расчета линейных технологических размеров и в общем случае, выполнена постановка задачи расчета линейных технологических размеров, включая выявление всех поверхностей, возникающих в процессе обработки и упорядочение границ размеров по возрастанию расстояний до левого торца.

Решение задачи расчета линейных технологических размеров предлагается осуществлять на основе использования матрицы смежности графа, в отличие от известных методов, использующих матричное представление уравнений размерных цепей.

Известна задача расчета расстояний между двумя любыми торцами деталей, если заданы все необходимые линейные конструкторские размеры (рис. 14). Расчет производится по средним размерам.

Расчет расстояний между торцами предлагается выполнять следующим образом. Геометрической модели детали соответствует граф-дерево линейных конструкторских размеров (рис. 15) и, соответственно, взвешенная матрица смежности графа (рис. 16). Если дополнить матрицу отсутствующими элементами, то получим все возможные расстояния между любыми поверхностями детали.

Рис. 14. Геометрические модели деталей: а — при расчете линейных технологических размеров, б - при полном расчете всех параметров

Рас. ¡5. Граф-дерево линейных конструкторских размеров

Данная задача аналогична задаче построения полного графа размеров по графу-дереву. Последовательность решения: 1)дополнить матрицу смежности до кососимметричности, 2) путем расчета заполнить 1 строку матрицы смежности величинами расстояний всех поверхностей (границ размеров) до крайнего левого торца; 3) выполнить анализ 1 строки матрицы смежности - определить, действительно ли расстояния до крайнего левого торца положительны и возрастают, то есть все поверхности идут строго по порядку слева направо; в противном случае выполнить перестановку границ размеров; 4) определить все остальные элементы матрицы смежности по 1 строке.

Если будут известны средние конструкторские размеры и припуски, то можно аналогично рассчитать расстояния между любыми связываемыми ими поверхностями, а, следовательно, и все средние технологические размеры, причем, становится возможным однозначное определение порядка следования поверхностей, что позволяет решить задачу при наложении поверхностей и при заранее неизвестных направлениях звеньев размерной цепи, что связано с неопределенностью величин средних припусков до окончательной корректировки (округления) технологических размеров.

1 0

2 0 Й7 88 Я* в,

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

10 0

11 0

Рис. 16. Матрица смежности графа-дерева (матрица расстояний)

Следует учесть, что в матрице должны разместиться средние конструкторские размеры и припуски, а в исходных данных для припусков даются минимальные припуски. Поэтому необходимо найти средние размеры припусков путем анализа допусков на технологические размеры. Анализ допусков можно проводить также с помощью матрицы смежности технологических допусков, и в результате получить ожидаемые погрешности конструкторских размеров и припусков, и определяются средние припуски. При этом известными величинами будут допуски технологических размеров, а расчет ожидаемых погрешностей осуществляется путем суммирования абсолютных величин технологических допусков, причем определение каждой новой ожидаемой погрешности должно вестись по преобразованной матрице, первая строка которой должна соответствовать левой границе конструкторского размера или припуска.

Последовательность расчета линейных технологических размеров на основе применения матрицы смежности графа следующая.

1. Подготовка данных.

1.1. Формирование обозначений торцов - границ конструкторских размеров и припусков и линейных технологических размеров по геометрической модели детали и технологического процесса.

1.2. Определение ориентировочной величины линейных технологических размеров путем построения полной матрицы смежности средних конструкторских размеров.

1.3. Назначение допусков линейных технологических размеров по ориентировочной величине линейных технологических размеров и заданной точности обработки.

1.4. Назначение минимальных припусков в зависимости от ступени обработки поверхности.

2. Расчет линейных технологических размеров.

2.1. Определение ожидаемых погрешностей конструкторских размеров и припусков путем построения полной матрицы смежности допусков линейных технологических размеров.

2.2. Проверка обеспечения точности конструкторских размеров; при необходимости ужесточение технологических допусков или изменение структуры линейных технологических размеров.

2.3. Определение средних величин припусков по минимальным припускам и ожидаемой погрешности припусков.

2.4. Определение средних линейных технологических размеров путем построения упорядоченной по первой строке полной матрицы смежности средних конструкторских размеров и припусков.

2.5. Определение номинальных линейных технологических размеров и их корректировка с повторением п.п. 2.4, 2.5.

Предлагаемый метод расчета линейных технологических размеров с применением матрицы смежности не противоречит существующим методам расчета и отличается более полным раскрытием возможностей, которые дает применение графов при расчете линейных технологических размеров, а в некоторых случаях является единственно применимым. На основе расчета полной матрицы смежности средних конструкторских размеров и припусков в сочетании с использованием геометрических моделей детали и технологического процесса механической обработки осуществляется машинное построение схемы припусков технологического процесса, что обеспечивает полное устранение ошибок при подготовке исходных данных, особенно в сложных случаях совпадения поверхностей на размерной схеме технологического процесса.

На основе совместного применения матрицы смежности графа и кромок при проведении размерного анализа технологических процессов, с использованием соответствующей геометрической модели (рис. 14 б), решается и задача совместного расчета линейных и диаметральных технологических размеров с учетом всех видов отклонений расположения поверхностей (отклонений от соосности, от параллельности, от перпендикулярности) и их взаимного влияния.

При решении задачи принимается допущение, что возникновение отклонений расположения поверхностей готовой детали связано только с погрешностями исходной заготовки и погрешностями установки на операциях механической обработки.

Относительно заготовки принято допущение, что она имеет две части, полученные в двух половинах штампа или литейной формы. Тогда погрешности расположения поверхностей заготовки связаны с погрешностями радиального смещения и перекоса поверхностей второй части заготовки относительно поверхностей первой части. При этом отклонения расположения поверхностей, входящих в одну часть заготовки, принимаются равными нулю.

Погрешность установки включает три составляющие - погрешность радиального смещения (ег), погрешность перекоса детали (с,.) относительно оси вращения шпинделя и погрешность осевого положения детали (ег) относительно приспособления.

Погрешность осевого положения детали (ег), т.е. смещения вдоль оси, учитывается в допуске на линейный технологический размер, связывающий плоские поверхности. В этом же допуске учитываются и погрешности обработки (е„) — на-

стройки инструмента на размер, деформаций технологической системы, износа инструмента и др. Погрешность настройки влияет на диаметр цилиндрической поверхности, что также учитывается в допуске на диаметральный технологический размер.

Таким образом, для обеспечения определенности базирования на каждой операции технологического процесса необходимо указывать всегда три базовые поверхности, исключающие: 1 ) радиальное смещение детали; 2) перекос детали; 3) осевое смещение детали. При принятом допущении о видах поверхностей детали - плоских и цилиндрических - возможны три схемы базирования: а) поверхность для исключения радиального смещения - цилиндрическая поверхность, перекоса - та же цилиндрическая поверхность, осевого смещения - торец (рис. 17а); б) поверхности для исключения радиального смещения и перекоса-две различные цилиндрические поверхности, осевого смещения - торец (рис. 176); в) поверхность для исключения радиального смещения - цилиндрическая поверхность, перекоса и осевого смещения - торец (рис. 17в).

-3ZL

И

HDHEp

2, 2, 1

>

а)

юизр

1, 2,3

1>

номэр

2, 1, 1

в)

Рис. 17. Обозначение базовых поверхностей при различных схемах базирования

Схема базирования по двум цилиндрическим поверхностям необходима для имитации базирования по центровым отверстиям, поскольку в модели детали могут использоваться только плоские и цилиндрические поверхности. С базовыми поверхностями связаны базовые кромки детали, выделенные на рисунке 17 кружками.

Аналогично при описании конструкторских требований к отклонениям расположения поверхностей необходимо уточнить схему базирования при контроле и также указывать три базовые поверхности для каждого требования отклонения расположения, а не одну, как это обычно делается в конструкторской и технологической документации.

Минимальный припуск (7,ш„) (рис. 18) определяется не только величиной шероховатости глубиной дефектного слоя от предшествующей обработ-

ки (Л/), величиной радиального смещения (е,), как это принято в существующих методиках размерных расчетов, но и величиной погрешности отклонения расположения от предшествующей обработки на выполняемой операции - вели-

чиной перекоса плоской поверхности (рт,) или цилиндрической поверхности (рц,), как это делается в расчетно-аналитическом методе расчета припусков. С использованием понятия кромки минимальный припуск определяется значением параметра эксцентриситета кромки; связанной с цилиндрической поверхностью (кромка «ц»), или значением параметра наклона соответствующей кромки, связанной с торцом (кромка «т»).

В результате расчета линейных и диаметральных технологических размеров могут быть получены значения параметров расстояний между кромками и радиусы всех кромок схемы припусков как без учета влияния отклонений расположения, так и с учетом отклонений расположения, если минимальные припуски включают составляющие от эксцентриситета и наклона кромок.

Расчет технологических отклонений расположения включает в себя следующие действия: 1) формирование матрицы структурной схемы кромок, содержащей параметры кромок; 2) задание начального отклонения положения кромок второй части заготовки, равного погрешности исходной заготовки, относительно кромок первой части, имеющих нулевые отклонения; 3) последовательное, на каждой операции, придание кромкам, связанным с базовыми поверхностями обрабатываемой заготовки, смещений и перекосов, равных заданным погрешностям установки, и определение параметров всех кромок обрабатываемой заготовки с обнулением параметров эксцентриситета и наклона кромок, связанных с обрабатываемыми поверхностями; 4) сравнение полученных параметров кромок готовой детали с параметрами, соответствующими заданным конструкторским требованиям отклонений расположения, при этом для каждого требования деталь приводится в идеальное положение относительно кромок, связанных с базовыми поверхностями при контроле требованиями определяются параметры кромок, связанных с поверхностями, для которых задано требование отклонения расположения. В результате определяются выполняемые и невыполняемые требования отклонений расположения.

ч

Рис. 18. Схема определения минимального припуска

Обеспечение невыполняемых требований отклонений расположения осуществляется на основе определения передаточных отношений между значениями погрешностей установки на всех операциях и каждым требованием отклонения расположения методом изменения, с последующим заданием для расчета соответствующих ужесточенных погрешностей установки.

Определение составляющих припуска, вызванных наличием отклонений расположения, осуществляется на основе вычисления значений параметров эксцентриситета и наклона кромок, связанных с обработанными и обрабатываемыми поверхностями для каждого припуска.

Необходимой составной частью метода расчета отклонений расположения с применением кромок является структурная кромочная модель. Данная модель применяется также при автоматическом представлении исходных данных и результатов расчета в графической форме.

Методика автоматизированного размерного анализа технологических процессов с учетом отклонений расположения поверхностей с применением разработанной программы (рис. 19) включает следующие этапы.

1. Подготовка исходных данных в виде геометрических моделей детали, заготовки и технологического процесса механической обработки с представлением исходных данных в графической форме в автоматическом режиме.

2. Расчет технологических размеров без учета влияния отклонений расположения.

3. Расчет технологических отклонений расположения, проверка выполнения конструкторских требований к отклонениям расположения и их обеспечение, определение составляющих минимального припуска от отклонений расположения.

4. Расчет технологических размеров с учетом отклонений расположения путем включения в состав минимальных припусков составляющих от отклонений расположения.

5. Представление результатов расчета в графической форме в автоматическом режиме

С целью проведения размерного анализа конструкций была разработана методика, обеспечивающая автоматическое выявление размерных цепей осе-симметричных конструкций. Методика основана на использовании аналогии в подходах с одной стороны, к расчету технологических размеров с применением матрицы смежности графа и, с другой стороны, в подходах к размерному анализу конструкций. Аналогия заключается в том, что операционные технологические размеры и допуски составляют граф и матрицу смежности технологических размеров и допусков, а конструкторские размеры и допуски деталей сборочной единицы объединяются в общую размерную структуру - граф и матрицу смежности конструкторских размеров и допусков сборочной единицы. Для обеспечения простоты кодирования информация о сборочной единице и деталях представляется в виде геометрических моделей, имеющих только плоские и цилиндрические поверхности, с табличным описанием. Для визуализации сборочной единицы в разработанной программе (рис. 20) применяется ме-

тод построения изображений на основе данных, содержащихся в геометрических моделях деталей и сборочной единицы.

Y-NORMAL.:': * .¡-: г.'-•'•'• . *''■ "'■ ' .■ ■■■:."■

Размерный анализ и-хноломческих процессов ос*симмегрнчиых дегалей "К01ША1,"

Масйгин В Б '

® Госуеерственноеобро.зсветепьио5учреждение еыещегд лрофесеиона«у1орог© образований : ••;■,■■■ "Омский государственный тетаический университет* 2008 ' *

Имя файла исходных данных: -1 п 1

Операция: 470

txt

Вспомогательный файл:

СозмтЦпервзапись) | Не пераззлиеыеата |

Отклонения технологических попусков

. • "а твл0> I ±№ I

Расчет

?Шр 1 jftSose

Рис. 19. Интерфейс программы «NORMAL»

Размерный анялот осесиммиричных колегрукций "UNION".

МасягииЗБ. "

а ГйЕударйта®Икое оЁраэавегёяьноеучреждаииа алшьгго гроф? (хиинйиь*

"Омаий государственной тонический университет*. ?0в?

Имя файла исходных данных: сб5

1С

| JW

[ Расчет "]

J лМ

Рис. 20. Интерфейс программы «UNION» 31

В четвертой главе представлены результаты численных исследований программного обеспечения размерного анализа технологических процессов и конструкций.

Размерный анализ конструкций с применением программных средств представляет собой процесс последовательных приближений, начиная от укрупненных данных, к полностью проработанной конструкции, каждый размер которой тщательно выверен и строго обоснован.

На практическом примере показано, что при проведении размерного анализа с применением программы «UNION» (рис. 19) возможно на этапе конструирования оперативно устранить фактически все размерные и точностные ошибки и несоответствия, которые могут возникнуть при разработке конструкции, то есть обеспечить достижение высокого качества конструкции на начальном этапе ее создания. Тем самым исключаются затраты на устранение ошибок на последующих этапах технологической подготовки производства и этапе самого производства, когда затраты на устранение ошибок увеличиваются на порядок или даже несколько порядков.

Автоматизированная методика размерного анализа конструкций по своей форме сводится к диалогу конструктора с ЭВМ, при котором компьютер выступает в качестве эксперта, выявляющего допущенные ошибки, помогающего их исключить и оценивающего каждое принимаемое решение на соответствие основным положениям теории размерных цепей и размерного анализа, чем достигается эффект обучения размерному анализу конструкций.

Рассмотрен пример размерного анализа технологического процесса с применением разработанной на основе изложенного подхода компьютерной программы «NORMAL» (рис. 20), обеспечивающей автоматическое выявление погрешности базирования, назначение технологических допусков, минимальных припусков и погрешностей установки, а также расчет до 200 технологических размеров и более.

Основные результаты — это технологические размеры с допусками до и после корректировки. Технологические размеры после корректировки являются теми данными, которые в последующем переносятся на чертеж заготовки и на операционные эскизы.

Программа определяет значения поправок к минимальным припускам от радиальных смещений и перекосов заготовки при установке (рис. 21) и с учетом этих поправок выдает минимальное значение глубины резания, при которой отсутствует чернота и обеспечиваются минимальные припуски и колебание глубины резания при удалении припусков (рис. 22).

Время проведения размерного анализа с применением разработанной программы «NORMAL» составляет от 1-3 часов для простых деталей (20 конструкторских и 40 технологических размеров) до 3-6 часов для сложных деталей (50 конструкторских и 100 технологических размеров).

Для расчета только линейных технологических размеров разработана программа для ЭВМ «Расчет линейных технологических размеров и допусков «DIAMOND».

2,5 ММ

Поправка от радиальных смещений

.....Поправка от перекосов

- Поправка от радиальных смещений и псрскосоо

Индекс припуска О - радиальный А - торцовый

Рис. 21. Поправки к минимальным припускам

Рис. 22. Минимальные значения и колебания припусков после корректировки размеров

В пятой главе представлены направления практического применения результатов исследований в обрасти размерного анализа технологических процессов и конструкций:

- рекомендации по применению усовершенствованных методик размерного анализа с использованием результатов в автоматизированных системах проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа;

- методика применения комплекса программ размерного анализа конструкций и технологических процессов, осуществлена опытная эксплуатация программ;

- рекомендации по методике использования результатов исследований в учебном процессе при преподавании ряда дисциплин, в курсовом и дипломном проектировании по специальности 151001 «Технология машиностроения», другим машиностроительным специальностям.

Основные выводы и результаты работы

1. Выявлена система допущений, лежащих в основе существующих методов размерного анализа, заключающаяся в применении понятий поверхности и оси в качестве основных объектов размерного анализа и применении комплексных и аналитических параметров точности.

2. Разработанная кромочная модель деталей типа тел вращения с теоретическими и измеряемыми параметрами кромок, уравнениями кромок и расстояний между кромками, и соответствующий аппарат преобразования теоретических параметров, позволяют объединить расчет линейных, диаметральных размеров, параметров отклонений от расположения поверхностей, более точно отразить погрешности изготовления, и в то же время связать новую модель с существующей моделью детали, использующей основное понятие — поверхность.

3. Разработанные структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки являются аналогами размерных схем, отражающих положение объектов - поверхностей и связанных с ними кромок при размерном анализе и позволяют связать между собой кромочную модель и модель на основе поверхностей, а также обеспечивают визуализацию объектов размерного анализа.

4. Разработанная кромочная модель деталей позволяет теоретически решить задачу определения взаимного расположения деталей типа тел вращения после их сборки при известных теоретических параметрах кромок соединяемых деталей, а также определить расстояния между кромками деталей сборочной единицы.

5. Разработанный метод расчета технологических размеров и отклонений расположения на основе матричного представления графа позволяет выполнить размерный анализ в случае наложения поверхностей на размерной схеме и в случае заранее неизвестных направлений звеньев размерных цепей, а также

позволяет учесть взаимное влияние радиальных смешений и перекосов при размерном анализе.

6. Разработанные методы расчета технологических размеров и отклонений расположения, основанные на объединении моделей объектов на основе кромок, метода расчета на основе матричного представления графа, метода визуализации и метода обеспечения информационной связи всех моделей позволяют полностью автоматизировать подготовку и обработку информации при размерном анализе.

7. Созданное математическое и программное обеспечение для размерного анализа конструкций и технологических процессов, а также правильность полученных результатов исследований и теоретических разработок подтверждена экспериментальной проверкой и опытной эксплуатацией на машиностроительных предприятиях.

Основные результаты диссертационной работы отражены в следующих публикациях:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК:

1. Масягин В.Б., Выговский В.Ф. Совместное изображение конструкции машины и технологического процесса ее изготовления при осесимметричной форме деталей // Изв. вузов. Машиностроение. 1987. №8. С.116-119.

2. Масягин В.Б., Выговский В.Ф. Структурное изображение конструкции машины (при осесимметричной форме деталей) и технологии ее изготовления // Изв. вузов. Машиностроение. 1988. №1. С.146-148.

3. Масягин В.Б., Выговский В.Ф. Размерный анализ конструкции машины (при осесимметричной форме деталей) и технологии ее изготовления // Изв. вузов. Машиностроение. 1988. №3. С.102-106.

4. Масягин В.Б., Головченко С.Г. Определение расстояний между поверхностями детали по линейным конструкторским размерам с применением ЭВМ // Омский научный вестник. 2003. №3. С. 75-78.

5. Масягин В.Б., Головченко С.Г. Совершенствование расчета линейных технологических размеров с помощью ЭВМ // СТИН. 2004. №2. С. 29-31.

6. Масягин В.Б. Метод расчета линейных технологических размеров на основе матричного представления графа // Технология машиностроения. 2004. №2. С. 35—40.

7. Моргунов А.П., Беккер А., Масягин В.Б. Разработка автоматизированной системы инженерного анализа технологии механической обработки деталей типа тел вращения // Омский научный вестник. 2006. №3(36). С. 98-100.

8. Оськин Д. А., Масягин В.Б. Совершенствование расчета технологических размеров на основе выявления обратных связей между допусками и условиями обработки // Технология машиностроения. 2007. №8. С. 18-23.

' 9. Масягин В.Б., Сенченко О.В. Применение информационно связанных моделей детали, заготовки и технологического процесса механической обработки при визуализации исходных данных технологических размерных расчетов // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2007. №2(56). С. 119-121.

10. Масягин В.Б. Автоматизация размерного анализа осесимметричных конструкций // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2008. №2(68). С. 25-28.

11. Масягин В.Б. Автоматизация размерного анализа технологических процессов механической обработки деталей типа тел вращения // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2008. №3(70). С. 40-44.

12. Масягин В.Б. Размерный анализ технологических процессов деталей типа тел вращения с учетом отклонений расположения на основе применения кромочной модели деталей // Справочник. Инженерный журнал. 2009. №2. С. 20-25.

13. Масягин В.Б. Развитие размерного анализа на основе применения кромочной модели деталей типа тел вращения // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2009. №3(83). С. 52-56.

14. Бартоломей В.А., Масягин В.Б. Методика расчёта линейных технологических размеров на основе размерных и точностных данных о заготовке II Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2011. № 1(97). С. 41-45.

15. Бушков И.А., Масягин В.Б. Подготовка исходных данных для автоматизированного анализа технологических процессов при наличии у деталей конусных поверхностей // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2011. № 1 (97). С. 46 -50.

Публикации в других изданиях:

16. Масягин В.Б. Совместный анализ конструкции машины (при осесим-метричной форме деталей) и технологии ее изготовления на основе математических моделей // Программные системы в автоматизации проектирования изделий машиностроения: Тез. докл. науч.-практ. семин. / Ур. отд. АН СССР, Физ.-техн. ин-т, Ижевск, мех. ин-т, Дом техники НТО. Ижевск, 1988. С. 90-91.

17. Масягин В.Б., Выговский В.Ф. Размерный анализ конструкции машины и технологии ее изготовления при осесимметричной форме деталей // Конструктивно-технологические методы повышения надежности и их стандартизация: Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф. / АН СССР, ГКНТ СССР, ГК по стандартам, Тульск. политехи, ин-т, Тула, 1988. 4.2. С.60.

18. Масягин В.Б. Преобразование теоретических параметров ребер осесимметричных деталей и заготовок при измерениях, выверке и сборке / М.: МВТУ им. Н.Э. Баумана, 1988. 24 с. Деп. в ВНИИТЭМР 17.06.88, № 223-мш88(рус).

19. Масягин В.Б. Технологическое обеспечение точности узлов из осесимметричных деталей с учетом тепловых и других эксплуатационных деформаций // Проблемы машиностроения и металлообработки: сб. науч. тр. / Мин. науки, высш. шк. и техн. политики России, Омский политехи, ин-т: Омск, 1992. С. 92-94.

20. Масягин В.Б. Формирование изображений геометрических моделей деталей, заготовок, операционных эскизов и сборочных единиц с помощью ЭВМ // Механика процессов и машин: сб. науч.тр./ ОмГТУ. Омск:, 2000. С.192-196.

21. Масягин В.Б. Математическое моделирование геометрической формы деталей типа "тел вращения" с учетом погрешностей изготовления // Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках: матер. I Всеросс. науч. internet-конф. / ТГУ им. Г.Р.Державина. - Тамбов, 2001 - Вып.2. - С.78.

22. Масягин В.Б. Обеспечение геометрической точности осесимметричных деталей и узлов на основе кромочной математической модели // Тез. докл. меж-дунар. науч.-техн. конф., посвящ. памяти ген. конструктора аэрокосм, техники акад. Н.Д. Кузнецова / СГАУ им. С.П. Королева. Самара, 2001. 4.2. С.41-43.

23. Масягин В.Б. Применение геометрической модели детали и модели технологического процесса при расчете технологических размеров // Динамика систем, механизмов и машин: матер. IV междунар науч.-техн. конф / ОмГТУ Омск, 2002. С. 84-87.

24. Масягин В.Б., Головченко С.Г. Построение схемы обработки для расчета линейных технологических размеров при совпадении расположения обрабатываемых поверхностей // Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе: матер, науч.-техн. конф / Омск. гос. университет Омск 2003.4. 1.С.53-55.

25. Масягин В.Б. Совершенствование контроля точности деталей машин на основе компьютерного моделирования // Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе: сб. матер. II междунар. тех-нол. конгр. / ОмГТУ. Омск, Изд-во, 2003. Ч. 3. С.200-203.

26. Масягин В.Б., Головченко С.Г. Расчет линейных технологических размеров с применением геометрических моделей // Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера: матер.43-й межд. науч.-техн. конф. Ассоциации ав-томоб. инж./ СибАДИ. Омск: Издательство "ЛЕО", 2004. С. 81-82.

27. Масягин В.Б., Головченко С.Г., Артюх Р.Л., Осьхин Д.А. Совершенствование методики назначения технологических допусков // Динамика систем, механизмов и машин: матер. V междунар науч.-техн. конф. / ОмГТУ Омск 2004. С. 159-161.

28. Масягин В.Б., Беккер А., Артюх Р.Л., Волгина Н.В. Определение количества ступеней обработки поверхности при проектировании плана технологического процесса механической обработки // Военная техника, вооружение и технологии двойного применения: матер. III междунар. технолог, конгр / Ом-ГУ. Омск, 2005. Ч. 1. С.161-163.

29. Масягин В.Б,, Пеннер В.А. Применение выверки при исследовании собираемости деталей // Военная техника, вооружение и технологии двойного применения: матер. III междунар. технолог, конгр. / ОмГУ. Омск, 2005 Ч 1 С.164—166.

30. Моргунов А.П., Пеннер В.А., Масягин В.Б. Определение допустимых отклонений относительного положения собираемых деталей при автоматической сборке // Военная техника, вооружение и технологии двойного применения: матер. III междунар. технолог, конгр. / ОмГУ. Омск, 2005. Ч. 1. С.171-173.

31. Масягин В.Б., Беккер А. Визуализация исходных данных и результатов при технологических размерных расчетах // Новые материалы, неразру-

шающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении: матер. III межд. науч.-техн. конф. / ТюмГНГУ. Тюмень: Феликс, 2005. С. 252-253.

32. Масягин В.Б., Головченко С.Г., Беккер А. Расчет линейных, диаметральных и радиальных технологических размеров с применением программ "DIAMOND" и "RADIAL" // Анализ и синтез механических систем: сб. науч. тр. / ОмГТУ. Омск, 2005. С. 13-23.

33. Масягин В.Б. Проблемы технологического размерного анализа // Новые материалы и технологии в машиностроении. Сборник научных трудов по итогам междунар. науч.-техн. конф. Выпуск 6. Брянск: БГИТА, 2006. С.48-51.

34. Масягин В.Б. Анализ понятия точности детали // Анализ и синтез механических систем. Сборник научных трудов под ред. В.В. Евстифеева. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2006. С.66-71.

35. Масягин В.Б. Упорядочение размерных и выносных линий с применением матрицы инцидентности графа при визуализации модели детали // Нефть и газ Западной Сибири: Матер, всеросс. науч.-техн. конф. Т.2. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2007. С. 124-127.

36. Масягин В.Б., Волгина Н.В. Анализ методов размерного анализа при рассмотрении отклонений от расположения поверхностей деталей // Нефть и газ Западной Сибири: Матер, всеросс. науч.-техн. конф. Т.2. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2007. С. 162-166.

37. Масягин В.Б. Применение фундаментальных знаний при решении конкретных инженерных проблем технологии машиностроения // Новые материалы и технологии в машиностроении: Сб. науч. тр. по итогам межд. науч.-техн. конф. Вып. 7. Брянск: БГИТА, 2007. С. 107-111.

38. Масягин В.Б., Волгина Н.В., Кокшарова Ю.В. Развитие размерного анализа в технологии машиностроения // Динамика систем, механизмов и машин: Матер. VI междунар науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2007. Кн.2. С. 236-240.

39. Масягин В.Б. Обоснование методики совместного использования аналитических и комплексных параметров точности при конструкторском и технологическом проектировании // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. Всеросс. науч.-техн. конф. Кн.1. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. С. 93-97.

40. Масягин В.Б. Автоматизация размерного анализа конструкций и технологических процессов: учеб. пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. 232 с.

41. Масягин В.Б. Повышение качества и производительности разработки осесимметричных конструкций на основе автоматизации размерного анализа // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники: Матер. IV всеросс. науч. конф., посвященной 80-летию главного конструктора ПО "Полет" A.C. Клинышкова. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. С. 171-174.

42. Масягин В.Б. Повышение качества и производительности проектирования технологических процессов механической обработки осесимметричных деталей на основе автоматизированного размерного анализа // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техни-

ки: Матер. IV всеросе. науч. конф., посвященной 80-летию главного конструктора ПО "Полет" A.C. Клинышкова. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. С. 175-179.

43. Масягин В.Б. Объединение комплекса методов решения задач инженерного анализа при технологическом проектировании в рамках САЕ-системы // Россия молодая: передовые технологии - в промышленность: матер. II Все-рос. молодежи, науч.-техн. конф. Кн.1. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009. С. 73-78.

44. Масягин В.Б., Бушков И.А. Проблемы размерного анализа технологических процессов деталей сложной формы // Динамика систем, механизмов и машин: Материалы VII междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ 2009. Кн.2. С. 255-258.

45. Масягин В.Б., Волгина Н.В., Седых М.А., Слишанова Е.А., Васильев И.А. Визуализация исходных данных и результатов конструкторско-технологических размерных расчетов // Динамика систем, механизмов и машин: Материалы VII междунар. науч.-техн. конф. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2009 Кн.2. С. 258-262.

46. Масягин В.Б. Совершенствование методики подготовки исходных данных при размерном анализе технологических процессов деталей типа тел вращения // Проведение научных исследований в области машиностроения: сб. матер, всеросс. науч.-техн. конф. с элементами науч. школы для молодежи Тольятти: ТГУ, 2009. Ч. 1. С. 291-297.

47. Бушков И.А., Бартоломей В.А., Масягин В.Б. Подготовка исходных данных для размерного анализа при наличии у детали конусных поверхностей. Омск: ОмГТУ, 2010. 18 с. Деп. в ВИНИТИ 11.05.10, № 269-В2010.

48. Бушков И.А., Бартоломей В.А., Масягин В.Б. Информационная модель детали при наличии конусных поверхностей // Инновационные технологии в машино- и приборостроении: материалы междунар. науч.-пракгг. конф Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. С. 9-12.

49. Масягин В.Б., Бартоломей В.А., Бушков И.А. Особенности автоматизированного расчета технологических размеров с учетом отклонений расположения поверхностей для деталей типа тел вращения // Автоматизация, меха-троника, информационные технологии: материалы I междунар. науч.-техн. ин-тернет-конф. молодых ученых. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. С. 172-175.

50. Масягин В.Б. Повышение эффективности размерного анализа технологических процессов деталей типа тел вращения // Современные проблемы машиностроения: труды VI международной научно-технической конференции. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 201 L С. 282-286.

51. Масягин В. Б. Автоматизация размерного анализа с элементами инноваций при осесимметричной форме деталей // Материалы всероссийской научно-образовательной конференции «Машиностроение - традиции и инновации» (МТИ-2011). Сборник докладов. - М.: МГТУ «СТАНКИН», 2011. - С. 206-211.

Свидетельства о регистрации программ для ЭВМ:

52. Размерный анализ осесимметричных конструкций «UNION»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610111 / В.Б. Масягин. № 2007614274; заявл. 29.10.2007; зарегистрировано 09.01.2008.

53. Размерный анализ технологических процессов осесимметричных деталей «NORMAL»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614062 / В.Б. Масягин. Кй 2008613121; заявл. 07.07.2008; зарегистрировано 26.08.2008.

54. Расчет линейных технологических размеров и допусков «DIAMOND»: свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ№ 2004612665 / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, Р. Л. Артюх, Д. А. Оськин. № 2004612037; заявл. 04.10.2004; зарегистрировано 10.12.2004.

55. Расчет линейных технологических размеров с оптимизацией допусков «OPTIMAL»: свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613684 / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, P. JI. Артюх, Д. А. Оськин, А. Н. Жараспаев, Ю. А. Гомзикова. № 206612905; заявл. 24.08.2006; зарегистрировано 24.10.2006.

56. Расчет радиальных технологических размеров и допусков «RADIAL»: свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005611811 / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, P. JI. Артюх, Д. А. Оськин, А. Беккер, И. В. Ивлева. № 2005611182; заявл. 24.05.2005; зарегистрировано 22.07.2005.

Печатается в авторской редакции

Компьютерная верстка - Т. А. Бурдель

Подписано в печать 04.04.2012. Формат 60*84 'Л6. Бумага офсетная. Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 2,5. Уч.-изд. л. 2,5. Тираж 100 экз. Заказ 229.

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр. Мира, 11; т. 23-02-12 Типография ОмГТУ

1. ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ТЕОРИИ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И КОНСТРУКЦИЙ.

1.1. Размерный анализ конструкций.

1.1.1. Точность деталей и машин.

1.1.2. Размерные цепи и их классификация.

1.1.3. Задачи размерных расчетов.

1.1.4. Теоретические схемы размерных цепей.

1.1.5. Учет деформаций деталей в задачах размерных расчетов

1.1.6. Размерные цепи: возможности, трудности, недостатки.

1.2. Размерный анализ технологических процессов.

1.2.1. Методы расчета технологических размеров.

1.2.2. Методы расчета технологических отклонений расположения

1.3. Автоматизация размерного анализа конструкций и технологических процессов.

1.3.1. Методы автоматизации размерного анализа конструкций.

1.3.2. Методы автоматизации размерного анализа технологических процессов.

1.4. Размерный анализ за рубежом.

1.5. Выводы.

2. РАЗРАБОТКА И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО АППАРАТА КРОМОК.

2.1. Обоснование необходимости и возможности перехода от поверхностей к кромкам.

2.1.1. Проблемы размерного анализа при обеспечении точности изделий из деталей типа тел вращения.

2.1.2. Обозначение поверхностей и связей поверхностей и деталей в узле при математическом моделировании конструкции сборочной единицы.

2.1.3. Возникновение представления о кромках при математическом моделировании технологического процесса механической обработки.

2.1.4. Необходимость и возможность перехода к кромкам при размерном анализе.

2.2. Разработка основных вопросов математического аппарата кромок.

2.2.1. Исходные положения математического моделирования на основе кромок.

2.2.2. Определения, связанные с понятием кромки.

2.2.3. Описание взаиморасположения деталей в машине и схемы припусков с помощью кромок.

2.2.4. Допущения, принимаемые при переходе к кромкам.

2.2.5. Количественное описание отклонений взаимного расположения поверхностей на основе кромок.

2.2.6. Полная информация о детали на основе кромок.

2.2.7. Описание технологического процесса механической обработки на основе кромок.

2.2.8. Описание конструкции машины с информацией о технологии сборки на основе кромок.

2.2.9. Проблемы, связанные с точной постановкой задачи о кромках.

2.3. Задачи, решаемые на основе применения аппарата кромок.

2.3.1. Классификация задач.

2.3.2. Пересчет теоретических параметров кромок детали при изменении положения оси, относительно которой определяются теоретические параметры кромок.

2.3.3. Преобразование теоретических параметров кромок одной детали, если заданы новые требуемые параметры одной кромки или разные параметры нескольких кромок.

2.3.4. Определение теоретических параметров кромок двух деталей после сборки.

2.3.5. Взаимозаменяемость блоков и деталей машины.

2.3.6. Определение расстояний между деталями при вращении одной из деталей.

2.3.7. Учет изменений теоретических параметров кромок при силовых и тепловых деформациях.

2.3.8. Предискажения кромок и их расположения.

2.3.9. Построение изображений конструкции и технологии механической обработки.

2.3.10. Программы для ЭВМ преобразования теоретических параметров кромок.

2.4. Выводы.

3. РАЗРАБОТКА УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ МЕТОДИК РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И

КОНСТРУКЦИЙ.

3.1. Задача совершенствования расчета технологических размеров

3.1.1. Предварительный анализ задачи.

3.1.2. Исходные данные для компьютерного расчета линейных технологических размеров.

3.1.3. Общее представление исходных данных для расчета технологических размеров.

3.2. Постановка и решение задачи расчета линейных технологических размеров.

3.2.1. Выявление всех поверхностей, возникающих в процессе обработки.

3.2.2. Упорядочивание границ размеров по возрастанию расстояний до левого торца.

3.2.3. Определение технологических допусков и припусков.

3.2.4. Определение ожидаемых погрешностей конструкторских размеров и припусков.

3.2.5. Определение средних размеров конструкторских размеров и припусков и расчет средних технологических размеров.

3.2.6. Определение номинальных технологических размеров и их корректировка за счет припусков.

3.3. Усовершенствованные методики размерного анализа технологических процессов и конструкций.

3.3.1. Линейные технологические размеры.

3.3.2. Радиальные технологические размеры.

3.3.3. Отклонения расположения.

3.3.4. Размерный анализ конструкций.

3.4. Алгоритмизация размерного анализа технологических процессов и конструкций.

3.4.1. Разработка алгоритма расчета линейных технологических размеров с помощью ЭВМ.

3.4.2. Формализация расчета диаметральных и радиальных технологических размеров.

3.4.3. Формализация и алгоритмизация расчета отклонений расположения.

3.4.4. Размерный анализ конструкций с помощью ЭВМ.

3.5. Выводы.

4. РАЗМЕРНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И КОНСТРУКЦИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ разработанных алгоритмов и программ.

4.1. Размерный анализ технологических процессов.

4.1.1. Совместный расчет линейных, диаметральных технологических размеров и отклонений расположения.

4.1.2 Расчет линейных технологических размеров.

4.2. Программное обеспечение для размерного анализа конструкций

4.3. Выводы.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ РАЗМЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ И КОНСТРУКЦИЙ.

5.1. Развитие размерного анализа в технологии машиностроения.

5.2. Объединение комплекса методов решения задач инженерного анализа при технологическом проектировании в рамках CAE-системы на основе размерного анализа технологических процессов и конструкций.

5.3. Применение фундаментальных знаний при решении конкретных инженерных проблем технологии машиностроения на основе размерного анализа.

5.4. Выводы.

Требования к качеству, надежности, экономичности машиностроительной продукции и самого машиностроительного производства, его технологии постоянно повышаются. Вследствие этого повышаются требования к качеству конструкторско-технологической подготовки производства, которая включает в качестве своей основы размерный анализ. Размерный анализ - это большой комплекс расчетно-аналитических действий, осуществляемых при разработке и анализе конструкций и технологических процессов: построение специальных размерных схем конструкций и технологических процессов, выявление и фиксация взаимосвязей всех размерных параметров, выявление размерных цепей, проверка и установление рациональных способов простановки размеров в чертежах, назначение достаточного и необходимого числа технических требований, назначение обоснованных допусков, минимальных припусков, проверочный расчет возможности обеспечения чертежных размеров и технических требований, расчет средних припусков, определение номинальных значений и отклонений операционных размеров, определение толщины покрытий, глубины азотирования и других характеристик.

Среди изделий машиностроения значительную часть составляют узлы, агрегаты и машины осесимметричной формы: насосы, газотурбинные двигатели, турбодетандеры, и т.п. Основные детали подобных изделий имеют форму тел вращения, ограниченную цилиндрическими, плоскими, коническими, сферическими и другими (фасонными) поверхностями вращения. К таким деталям относятся детали классов валов, втулок, дисков. Размерный анализ конструкций из таких деталей и технологических процессов данных классов деталей предусматривает расчет трех типов параметров: 1) продольных размеров; 2) диаметральных размеров; 3) отклонений расположения (отклонений от параллельности торцов и осей, отклонений от перпендикулярности).

Практика размерного анализа конструкций из деталей типа тел вращения и технологических процессов данных классов деталей выявила следующие трудности:

- расчет линейных конструкторских и технологических размеров, диаметральных размеров, отклонений расположения выполняется раздельно, без учета взаимного влияния отклонений от перпендикулярности торцов и цилиндрических поверхностей, и отклонений от соосности цилиндрических поверхностей;

- расчет точности сборки изделия также выполняется раздельно для размеров и отклонений расположения, не учитывается влияние отклонений расположения отдельных деталей на точность сборки;

- проблемы самого расчета - неполная автоматизация, необходимость построения изображений размерных схем, неопределенность направлений звеньев размерной цепи при расчете технологических размеров.

Возникновение данных практических проблем обусловлено проблемами в теории размерного анализа, связанными с ограничениями, которые накладывает использование теоретического представления о сборочной единице, детали, исходной и обрабатываемой заготовке, как совокупности поверхностей, осей, линий и точек, связанных размерными связями. Все методики размерного анализа технологических процессов и конструкций деталей типа тел вращения в настоящее время основаны на принятии и описании поверхностей и осей в качестве основных взаимосвязанных элементов деталей. Данные представления позволяют учесть смещение параллельных осей (отклонение от соосности) как расстояние между осями, перекос поверхностей или осей (отклонение от параллельности, перпендикулярности) как угол между поверхностями или осями. Для этих двух видов отклонений могут быть составлены размерные цепи расстояний и углов, которые решаются отдельно. Однако не учитывается тот факт, что отклонение от параллельности поверхностей или перекос осей влияет на расстояние между поверхностями или осями в пределах детали, а смещение оси, например, одного центрового отверстия, приводит к перекосу общей оси двух центровых отверстий. Кроме того, существуют проблемы при аналитическом математическом описании поверхностей и осей. Объекты - плоскость, цилиндрическая поверхность, ось могут быть достаточно просто описаны уравнением, но это будет уравнение бесконечной плоскости, цилиндрической поверхности или оси. Для размерного анализа важно описать участок поверхности (оси), являющийся элементом детали, причем необходимо учесть в математической модели детали погрешности изготовления, характерные для реальных деталей.

Таким образом, актуальной является проблема совершенствования теории размерного анализа как основы его дальнейшего развития и расширения возможностей с точки зрения повышения достоверности получаемых результатов и производительности расчетов.

Необходимо применить новые теоретические представления об объектах размерного анализа и на этой основе обеспечить его дальнейшее совершенствование в направлении создания более адекватных моделей и соответствующих методов расчета, строгого теоретического обоснования существующих методов, замены ручных методов подготовки, обработки информации и принятия решений на автоматизированные и автоматические, создания предпосылок более полного использования результатов размерного анализа в инженерном анализе при конструировании и проектировании технологических процессов механической обработки и сборки.

Диссертационная работа связана с выполнением госбюджетной НИР по тематическому плану фундаментальных исследований Минобрнауки РФ «Исследование динамических процессов и прочности механических систем с учетом особенностей реальных связей» (2004-2005 гг.), и с конструкторско-технологическим обеспечением реализации проекта по аналитической ведомственной целевой программе «Развитие научного потенциала высшей школы» (2006-2008 гг.), проект «Рабочие процессы поршневых пневмодви-гателей и пневмодвигатель-компрессорных агрегатов».

Целью работы является совершенствование теории размерного анализа технологических процессов и конструкций на основе синтеза наиболее совершенных существующих понятий и методов с их модернизацией путем разработки математических моделей, учитывающих взаимное влияние размерных параметров и отклонений от расположения поверхностей, и применения методов математического и компьютерного моделирования. Для решения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

- проанализировать существующие понятия, модели, методы размерного анализа с целью выявления системы допущений, лежащих в их основе;

- разработать математическую модель детали типа тел вращения, позволяющую объединить расчет линейных, диаметральных размеров, параметров отклонений от расположения поверхностей, более точно отразить погрешности изготовления;

- разработать теоретические схемы, позволяющих более полно отразить структуру размерных связей, а также обеспечить визуализацию объектов размерного анализа;

- разработать математическую модель детали, позволяющую теоретически решить задачу определения взаимного расположения деталей после их соединения при сборке с учетом точности соединяемых деталей;

- разработать метод расчета технологических размеров и отклонений расположения, позволяющий выполнить расчет линейных технологических размеров, диаметральных технологических размеров, отклонений расположения совместно, с учетом взаимного влияния отклонений от перпендикулярности и отклонений от соосности;

- разработать метод расчета технологических размеров и отклонений расположения, позволяющий полностью автоматизировать подготовку и обработку информации при размерном анализе;

- разработать программное обеспечение для размерного анализа технологических процессов и конструкций на основе усовершенствованных методов расчета.

В качестве общей основы использованы положения технологии машиностроения, связанные с понятием точности и ее обеспечением.

Теоретические исследования проводились на базе основных положений и методов размерного анализа, теории размерных цепей. Для разработки математических моделей использовались: теория графов, аналитическая и вычислительная геометрия, методы формализации, алгоритмизации, математического и компьютерного моделирования.

Широко использовались возможности современных ПЭВМ.

Научная новизна выполненной диссертационной работы заключается в следующем.

1. Введение в число объектов размерного анализа новых элементов формы деталей - кромок.

2. Описание формы деталей типа тел вращения кромочной моделью, охватывающей большее число отклонений взаимного расположения поверхностей за счет описания отклонений расположения кромок.

3. Система взаимосвязанных теоретических и измеряемых параметров кромочной модели детали типа тела вращения.

4. Структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки на основе кромок.

5. Метод решения задач размерного анализа на основе применения кромочной модели детали с использованием матричного представления графа линейных размеров, позволяющий учесть взаимное влияние перекосов и радиальных смещений поверхностей детали при расчете отклонений расположения.

6. Метод информационной связи кромочной модели и модели на основе понятия - поверхность.

7. Метод расчета технологических размеров и отклонений расположения на основе матричного представления графа в случае наложения поверхностей на размерной схеме и в случае заранее неизвестных направлений звеньев размерных цепей.

Результаты научных исследований вносят вклад в технологию машиностроения, дополняя расчетные методики учетом взаимосвязи размерных параметров и отклонений от расположения поверхностей и их взаимного влияния. Для руководства и использования в инженерной деятельности разработаны:

- рекомендации по применению усовершенствованных методик размерного анализа с использованием результатов в автоматизированных системах проектирования, технологической подготовки производства и инженерного анализа.

- методика применения комплекса программ размерного анализа технологических процессов и конструкций; осуществлена опытная эксплуатация программ на ФГУП «ОМО им. П.И. Баранова» и ОАО ОмПО «Радиозавод им. A.C. Попова» (РЕЛЕРО).

Результаты исследований используются в учебном процессе при преподавании дисциплин «Математическое моделирование процессов в машиностроении», «Основы выбора и принятия технологических решений», «Информационная технология», в курсовом и дипломном проектировании на кафедре «Технология машиностроения» Машиностроительного института ОмГТУ при подготовке дипломированных специалистов по специальности

151001 «Технология машиностроения» и по другим машиностроительным специальностям.

На защиту выносятся:

- математическая модель деталей типа тел вращения на основе понятия кромки с соответствующим аппаратом теоретических и измеряемых параметров и их преобразования и метод ее применения для решения технологических задач обеспечения точности деталей и сборочных единиц;

- структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки, являющиеся аналогами размерных схем, отражающих положение объектов - поверхностей - и связанных с ними кромок при размерном анализе, позволяющие связать между собой кромочную модель и модель на основе поверхностей, а также обеспечить визуализацию изображений деталей, сборочных единиц, операционных эскизов, схем обработки;

- методика определения размеров детали на основе матричного представления графа конструкторских размеров и её применение для расчета линейных, радиальных, диаметральных технологических размеров, отклонений расположения, ожидаемых погрешностей, координат кромок при визуализации;

- комплекс программного обеспечения, реализующий методы аппарата кромок, расчета конструкторских и технологических размеров, отклонений расположения, визуализации изображений деталей, операционных эскизов, схем обработки и сборочных единиц.

Результаты выполненной работы докладывались и обсуждались на: науч.-практ. семинаре «Программные системы в автоматизации проектирования изделий машиностроения», Ижевск, мех. ин-т, Ижевск, 1988; Всесоюз. науч.-техн. конф «Конструктивно-технологические методы повышения надежности и их стандартизация», Тульск. политехи, ин-т, Тула, 1988; научно-техн. конф. «Проблемы машиностроения и металлообработки», Омск, политехи. ин-т., Омск, 1992; III, IV, V, VI VII междунар. науч.-техн. конф. «Динамика систем, механизмов и машин», ОмГТУ, Омск, 1999-2009; междунар. науч.-техн. конф. «Новые технологии - железнодорожному транспорту: подготовка специалистов, организация перевозочного процесса, эксплуатация технических средств», Омский гос. унив. путей сообщения, Омск, 2000; I Всеросс. науч. internet-конф. «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках» ТГУ им. Г.Р. Державина, Тамбов, 2001; науч.-метод. конф. «Совершенствование форм и методов управления качеством учебного процесса», ОмГТУ, Омск, 2001; междунар. науч.-техн. конф., посвящ. памяти ген. конструктора аэрокосм, техники акад. Н.Д. Кузнецова. СГАУ им. С.П. Королева, Самара, 2001; науч.-техн. конф «Развитие оборонно-промышленного комплекса на современном этапе», Омск. гос. университет, Омск, 2003; 43-й межд. науч.-техн. конф. Ассоциации автомоб. инж. «Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера», СибАДИ, Омск, 2004; I, II, III регион., IV всерос. науч. конф., посвящ. памяти главн. констр. ПО «Полет» A.C. Клинышкова «Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники», ОмГТУ, Омск, 2004-2009; всеросс. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Рубцовский индустриальный институт, Рубцовск, 2004; III междунар. технолог, конгр. «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения», ОмГУ, Омск, 2005; III межд. науч.-техн. конф. «Новые материалы, неразрушающий контроль и наукоемкие технологии в машиностроении», ТюмГНГУ, Тюмень, 2005; междунар. науч.-техн. конф. «Новые материалы и технологии в машиностроении», Брянская гос. инж.-технолог. акад., Брянск, 2006; IV междунар. технолог, конгр. «Военная техника, вооружение и современные технологии при создании продукции военного и гражданского назначения», ОмГТУ, Омск, 2007; II съезде инженеров Сибири, г. Омск, 2008; I Всеросс. науч.-техн. конф «Россия молодая: передовые технологии - в промышленность», Омск, 2008; междунар. науч.-практ. конф «Инновационные технологии в машино- и приборостроении», ОмГТУ, Омск, 2010; I междунар. науч.-техн. интернет-конф. молодых ученых «Автоматизация, мехатроника, информационные технологии», ОмГТУ, Омск, 2010; VI междунар. науч.-техн. конф. «Современные проблемы машиностроения», ТПУ, Томск, 2011; всеросс. науч.-образ. конф. «Машиностроение - традиции и инновации» (МТИ-2011), МГТУ «СТАНКИН», Москва, 2011; семинарах кафедры «Технология машиностроения» и научных конференциях ОмГТУ; расширенном заседании кафедры «Технология машиностроения» ОмГТУ; на научном семинаре кафедры «Общая технология машиностроения» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, г. Барнаул; на научном семинаре кафедры «Технология машиностроения» Южно-Уральского государственного университета, г. Челябинск.

Основное содержание работы опубликовано в 51 печатной работе, в том числе в 15 статьях в журналах, рекомендованных ВАК РФ, зарегистрированы 5 программ для ЭВМ.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, списка литературы из 225 наименований, приложений.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлена система допущений, лежащих в основе существующих методов размерного анализа, заключающаяся в применении понятий поверхности и оси в качестве основных объектов размерного анализа и применении комплексных и аналитических параметров точности.

2. Разработанная кромочная модель деталей типа тел вращения с теоретическими и измеряемыми параметрами кромок, уравнениями кромок и расстояний между кромками, и соответствующий аппарат преобразования теоретических параметров позволяют более точно отразить погрешности изготовления и в то же время связать новую модель с существующей моделью детали, использующей основное понятие - поверхность.

3. Разработанные структурные изображения сборочной единицы и технологического процесса механической обработки являются аналогами размерных схем, отражающих положение объектов - поверхностей и связанных с ними кромок при размерном анализе и позволяют связать между собой кромочную модель и модель на основе поверхностей, а также обеспечивают визуализацию объектов размерного анализа.

4. Разработанная кромочная модель деталей позволяет решить задачу определения взаимного расположения деталей после их соединения при сборке при известных теоретических параметрах кромок соединяемых деталей, а также определить расстояния между кромками деталей.

5. Разработанный метод расчета технологических размеров и отклонений расположения на основе матричного представления графа позволяет выполнить размерный анализ в случае наложения поверхностей на размерной схеме и в случае заранее неизвестных направлений звеньев размерных цепей, а также позволяет учесть взаимное влияние радиальных смешений и перекосов при размерном анализе.

6. Разработанные методы расчета технологических размеров и отклонений расположения, основанные на объединении моделей объектов на основе кромок, метода расчета на основе матричного представления графа, метода визуализации и метода обеспечения информационной связи всех моделей позволяют полностью автоматизировать подготовку и обработку информации при размерном анализе.

7. Созданное математическое и программное обеспечение для размерного анализа конструкций и технологических процессов, а также правильность полученных результатов исследований и теоретических разработок подтверждена экспериментальной проверкой и опытной эксплуатацией на машиностроительных предприятиях.

1. Абрамов, К. Н. К вопросу использования методов вероятностного моделирования при расчете размерных цепей Текст. / К. Н. Абрамов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. - № 7. - С. 6-8.

2. Абрамов, К. Н. Вопросы обеспечения точности изделий вспомогательного производства на основе анализа сборочных размерных цепей Текст. / К. Н. Абрамов // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2008.-№5.-С. 7-9.

3. Аввакумов, В. Д. Методы расчета массово-геометрических характеристик ЗБ-мерных объектов с учетом разброса размеров в поле допуска Текст. / В. Д. Аввакумов // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2008.-№ 5.-С. 12-16.

4. Аввакумов, В. Д. Расчет сборочных размерных цепей на ЭВМ Текст. / В. Д. Аввакумов // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2006. -№ 10.-С. 9-13.

5. Аввакумов, В. Д. Система автоматизированного расчета массово-геометрических характеристик объектов Текст. / В. Д. Аввакумов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. - № 11. - С. 38-41.

6. Адаптивное управление станками Текст. / Под ред. Б.С. Балакши-на. М.: Машиностроение, 1973. - 688 с.

7. Антипина, JI. А. Метод автоматизированного проектирования станочных приспособлений на основе интегрированных моделей элементов технологической системы Текст.: автореферат. . канд. техн. наук: 05.03.01, 05.13.12/Л. А. Антипина.-Уфа, 2002. 16 с.

8. Ашихмин, В. Н. Размерный анализ при технологическом проектировании Текст.: учеб. пособие для вузов / В. Н. Ашихмин, В. В. Закураев. -Новоуральск: Изд-во НГТУ, 2004. 98 с.

9. Ашихмин, В. Н. Совершенствование методики размерного анализа технологических процессов Текст. / В. Н. Ашихмин, В. В. Закураев // Справочник. Инженерный журнал. 2009. - № 1. - С. 12-15.

10. Базров, Б. М. Построение размерных цепей изделия с помощью графа модулей поверхностей Текст. / Б. М. Базров // Вестник машиностроения. 2008. - № 7. - С.26-33.

11. Базров, Б. М. Расчет точности машин на ЭВМ Текст. / Б. М. Базров. М.: Машиностроение, 1984. - 296 с.

12. Балакшин, Б. С. Теория и практика технологии машиностроения Текст. Избр. тр. в 2 кн. Кн. 2. Основы технологии машиностроения / Б. С. Балакшин. М.: Машиностроение, 1982. - 387 с.

13. Барков, И. А. Семантический анализ и синтез размерных цепей Текст. / И. А. Барков, В. Г. Осетров // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2007. - № 8. - С. 6-11.

14. Бартоломей В. А. Методика расчёта линейных технологических размеров на основе размерных и точностных данных о заготовке Текст. / В.

15. A. Бартоломей, В. Б. Масягин // Омский научный вестник. Серия Приборы, машины и технологии. 2011. - № 1(97). - С. 41-45.

16. Батуев В. А. Размерно-точностное проектирование последовательности операций обработки пространственно-сложных поверхностей Текст. /

17. B. А. Батуев, В. В. Батуев // Прогрессивные технологии в машиностроении: тематич. сб. науч. тр. / Юж.-Урал. гос. ун-т. Челябинск, 2002. - С. 28-31.

18. Безъязычный, Б. Ф. Обеспечение качества при изготовлении деталей и сборке машин Текст. / В. Ф. Безъязычный // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. 2008. - № 4. - С. 13-19.

19. Безъязычный, Б. Ф. Некоторые проблемы современного сборочного производства и перспективы их преодоления Текст. / В. Ф. Безъязычный, В. В. Непомилуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2009.-№ 8.-С. 18-25.

20. Белкин, И. М. Справочник по допускам и посадкам для рабочего-машиностроителя Текст. / И. М. Белкин. М.: Машиностроение, 1985. - 320 с.

21. Бондаренко, С. Г. Размерный анализ конструкций Текст.: справочник / С.Г. Бондаренко, О.Н. Чередников, В.П. Губий, Т.М. Игнатцев; под общ. ред. С. Г. Бондаренко. Киев: Тэхника, 1989. - 150 с.

22. Брук, С. И. Размерные расчеты в специальном машиностроении Текст. / С. И. Брук, Б. И. Лившиц. -Л.: Машгиз, 1946. 196 с.

23. Васильев, А. С. Направленное формирование свойств изделий машиностроения Текст. / А. С. Васильев, А. М. Дальский, Ю. М. Золотарев-ский, А. И. Кондаков; под. ред. А. И. Кондакова. М.: Машиностроение, 2005.-352 с.

24. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении Текст. / Б. С. Балакшин, С. С. Волосов, И. В. Дунин-Барковский, А. Н. Журавлев, В. П. Коротков, А. Я. Ростовок, Б. А. Тайц, О. Ф. Тищенко, А. И. Якушев. М.: Машиностроение, 1972. - 616 с.

25. Волков, С. А. Автоматизированное проектирование технологических процессов с учетом эксплуатационных показателей деталей и их соединений Текст. / С. А. Волков, А. Н. Рябов // Справочник. Инженерный журнал. 2008. - № 8. - С. 56-62.

26. Волков, С. А. Расчет операционных размеров с использованием пакета программ «Техкард» Текст. / С. А. Волков, А. Н. Рябов // СТИН. -2008.-№3.-С. 20-23.

27. Воронин, А. В. Механизация и автоматизация сборки / А. В. Воронин, А. И. Гречухин, А. С. Калашников, В. В. Косилов, В. И. Чаннов, А. С. Зенкин. М.: Машиностроение, 1985. - 272 с.

28. Воронин, А. В. Размерные цепи агрегатов в процессе сборки и эксплуатации Текст. / А. В. Воронин // Автомобильная промышленность. -1977.-№5.-С. 32-34.

29. Гвоздев, В. Д. Размерные цепи: расчет размеров компенсаторов Текст. / В. Д. Гвоздев // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2007.-№8.-С. 17-22.

30. Гелийкман, А. И. Исследование точности соединения с различным взаимным положением деталей Текст. / А. И. Гелийкман, Е. И. Матов // Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении. Вып. 6. -Л.: Машиностроение, 1972. С. 133-136.

31. Глухов, В. И. Метрологическое обеспечение технической документации Текст.: учеб. пособие / В. И. Глухов. Омск: Изд-во ОмПИ, 1988. -83 с.

32. Горленко, О. А. Размерный анализ технологических процессов механической обработки Текст. / О. А. Горленко // Справочник: Инженерный журнал, 1997.-№ 8. - С. 58-61.

33. Гончаров, Г. И. Составление и чтение чертежей в машиностроении Текст. / Г. И. Гончаров. M.-JL: Машиностроение, 1966. - 212 с.

34. ГОСТ 24642-81. (СТ СЭВ 301-88). Допуски формы и расположения поверхностей. Основные термины и определения Текст. Введ. 198101-07. -М.: Изд-во стандартов, 1990. - 68 с.

35. Давыдов, А. Б. Расчет и конструирование турбодетандеров Текст. / А. Б. Давыдов, А. Ш. Кобулашвили, А. Н. Шерстюк. М.: Машиностроение, 1987.-232 с.

36. Деев, О. M Конструкторские и технологические размеры в машиностроении / О. М. Деев, Е. Ф. Никадимов // Технология металлообработки. 1998.-№4. с. 29-35.

37. Мягков, В. Д. Допуски и посадки Текст.: Справ. / В. Д. Мягков, М. А. Палей, А. Б. Романов, В. А. Брагинский. Л.: Машиностроение: Ле-нингр. отд-ние, 1983. - Ч. 2. - 448 с.

38. Дальский, А. М. Сборка высокоточных соединений в машиностроении Текст. / А. М. Дальский, 3. Г. Кулешова. М.: Машиностроение, 1988. -304 с.

39. Дальский, А. М. Характерные погрешности, возникающие при сборке прецизионных соединений Текст. / А. М. Дальский // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2002. - № 5. - С. 26-30.

40. Дука, А. Н. Расчеты размерных цепей машин и механизмов Текст. / А. Н. Дука. Киев: Тэхника, 1969. - 122 с.

41. Дунаев, П. Ф. Размерные цепи Текст. / П. Ф. Дунаев. М.: Машгиз, 1963.-308 с.

42. Дунаев, П. Ф. Расчет допусков размеров Текст. / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. М.: Машиностроение, 1992 .- 240 с.

43. Евстигнеев, В. А. Применение теории графов в программировании Текст. / В. А. Евстигнеев. М.: Наука, 1985. - 352 с

44. Жигалов, Б. К. Применение графов в размерных расчетах Текст.: учебное пособие / Б. К. Жигалов, Е. Г. Лещинер. Томск: Изд-во ТПИ, 1978. -80 с.

45. Журавлев, А. Н. Анализ технологических связей структурно упорядоченной сборки резьбосварных соединений Текст. / А. Н. Журавлев // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. - № 7. - С. 9-11.

46. Захаров, Б. В. Толковый словарь по машиностроению. Основные термины Текст. / Б. В. Захаров, В. С. Киреев, Д. JI. Юдин; под ред. А. М. Дальского. М.: Рус. яз., 1987. - 304 с.

47. Зубов, В. С. Справочник программиста. Базовые методы решения графовых задач и сортировки Текст. / В. С. Зубов. М.: Информационно-издательский Дом «Филинъ», 1999. - 256 с.

48. Иванов, В. В. Практика расчета размерных цепей в машиностроении Текст. / В. В. Иванов. Москва-Киев: Машгиз, 1960. - 93 с.

49. Иващенко, И. А. Технологические размерные расчеты и способы их автоматизации Текст. / И. А. Иващенко. М.: Машиностроение, 1975. -222 с.

50. Иващенко, И. А. Технологические размерные расчеты и их автоматизация с использованием ЭВМ Текст.: учеб. пособие для вузов / И. А. Иващенко, И. М. Трухман. Куйбышев: Изд-во КуАИ, 1985. - 98 с.

51. Иващенко, И. А. Расчеты размерно-точностных параметров механической обработки заготовок и их автоматизация на базе ЭВМ Текст.: учеб. пособие / И. А. Иващенко, И. М. Трухман. Куйбышев: Изд-во КуАИ, 1989.-98 с.

52. Иващенко, И. А. Расчеты размерно-точностных параметров механической обработки заготовок Текст.: учеб. пособие / И. А. Иващенко, И. М. Трухман. Самара: Изд-во Самар. аэрокосм, ун-та, 1993. - 99 с.

53. Иващенко, И. А. Автоматизированное проектирование технологических процессов изготовления деталей двигателей летательных аппаратов Текст.: учеб. пособие для втузов/ И. А. Иващенко, Г. В. Иванов, В. А. Мартынов. М.: Машиностроение, 1992. -С.336.

54. Илюхин, А. Ю. Специфика сборки соединений с избыточными связями Текст. / А. Ю. Илюхин, А. С. Ямников // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. - № 4. - С. 27-29.

55. Калачев, О. И. Интерактивное моделирование размерных изменений заготовки при проектировании технологического процесса механообработки Текст. / О. Н. Калачев // Информационные технологии. 2001. - № 2. - С.10-14.

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

57. Кован, В. М. Расчет припусков на обработку в машиностроении: справочное пособие Текст. / В. С. Кован. М.: Машгиз, 1953. - 208 с.

58. Коганов, И. А. Расчет припусков на механическую обработку Текст. / И. А. Коганов, А. А. Станкеев. Тула: ИБТИ, 1963.- 107 с.

59. Колесов, И. М. Служебное назначение и основы создания машин Текст.: учеб. пособие / И. М. Колесов. М: Лаборатория технической документации Мосстанкина, - 1973. - Ч. 2. - 121 с.

60. Колчков, В. И. Точностные метрические модели на основе графов Текст. / В. И. Колчков, А. В. Скворцов // Машиноведение. 1987. - № 6. -С. 10-14.

61. Колыбенко, Е. Н. Определение структуры размерной цепи связей в технологической системе Текст. / Е. Н. Колыбенко // СТИН. 2007. - № 8. -С. 31-35.

62. Корсаков, В. С. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении Текст. / В. С. Корсаков, Н. М. Капустин, К. -X. Темпельгоф, X. Лихтенберг; под общ. ред. Н. М. Капустина. М.: Машиностроение, 1985. - 304 с.

63. Корсаков, В. С. Точность механической обработки Текст. / В. С. Корсаков. М.: Машгиз, 1961. - 380 с.

64. Кравцов, В. И. Расчет точности размеров в машиностроении Текст. / В. И. Кравцов. Фрунзе: Киргизстан, 1967. - 119 с.

65. Кубарев, А. И. Линейные и угловые размерные цепи. Расчет Текст. / А. И. Кубарев // Справочник. Инженерный журнал. 1998. - № 7. -С. 4-8. - 1998. - № 8. -С. 2-6. - 1998. - № 11. - С. 2-7.

66. Кузнецов, О. П. Дискретная математика для инженера Текст. / О. П. Кузнецов, Г. М. Адельсон-Вельский. М.: Энергия, 1980. - 344 с.

67. Кузьмин, В. В. Математическое моделирование технологических процессов сборки и механической обработки изделий машиностроения

68. Текст.: учеб. пособие для вузов / В. В. Кузьмин, А. Г. Схиртладзе. М.: Высш. шк., 2008. - 279 с.

69. Куликов, Д. Д. Расчет операционных размеров в системах автоматизированного проектирования технологических процессов Текст. / Д. Д. Куликов, И. Ю. Блаер // Изв. вузов. Приборостроение. 1997. - Т. 40. - № 4. - С. 64, 69, 74.

70. Куликов, Д. Д. Проектирование операционных заготовок с использованием трехмерных САО-систем Текст. / Д. Д. Куликов, Е. И. Яблочников // Изв. вузов. Приборостроение. 2002. - Т. 45. - № 3. - С. 65 - 70.

71. Курганович, В. О. Методические указания к курсовому проектированию по «Технологии машиностроения» Текст. / В. О. Курганович. -Омск: Изд-во ОмПИ, 1991. 28 с.

72. Ляндон, Ю. Н. Функциональная взаимозаменяемость в машиностроении Текст. / Ю. Н. Ляндон. М.: Машиностроение, 1967. - 219 с.

73. Малахов, А. Д. Организация селективной сборки при неравенстве групповых допусков Текст. / А. Д. Малахов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2005. - № 5. - С. 11-13.

74. Масягин, В. Б. Совместное изображение конструкции машины и технологического процесса ее изготовления при осесимметричной форме деталей Текст. / В. Б. Масягин, В. Ф. Выговский // Изв. вузов. Машиностроение. 1987. - № 8. - С. 116-119.

75. Масягин, В. Б. Структурное изображение конструкции машины (при осесимметричной форме деталей) и технологии ее изготовления Текст. / В. Б. Масягин, В. Ф. Выговский // Изв. вузов. Машиностроение. 1988. - № 1. - С.146-148.

76. Масягин, В. Б. Размерный анализ конструкции машины (при осесимметричной форме деталей) и технологии ее изготовления Текст. / В. Б. Масягин, В. Ф. Выговский // Изв. вузов. Машиностроение. 1988. - № 3. -С.102-106.

77. Масягин, В. Б. Определение расстояний между поверхностями детали по линейным конструкторским размерам с применением ЭВМ Текст. /

78. B. Б. Масягин, С. Г. Головченко // Омский научный вестник. 2003. - № 3.1. C. 75-78.

79. Масягин, В. Б. Совершенствование расчета линейных технологических размеров с помощью ЭВМ Текст. / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко // СТИН. 2004. - № 2. - С. 29-31.

80. Масягин, В. Б. Метод расчета линейных технологических размеров на основе матричного представления графа Текст. / В. Б. Масягин // Технология машиностроения. 2004. - № 2. - С. 35-40.

81. Масягин, В. Б. Автоматизация размерного анализа осесимметрич-ных конструкций Текст. / В. Б. Масягин // Омский научный вестник: Приборы, машины и технологии. 2008. - № 2(68). - С. 25-28.

82. Масягин, В. Б. Автоматизация размерного анализа технологических процессов механической обработки деталей типа тел вращения Текст. / В. Б. Масягин // Омский научный вестник: Приборы, машины и технологии. 2008. - № 3(70). - С. 40-44.

83. Масягин, В. Б. Размерный анализ технологических процессов деталей типа тел вращения с учетом отклонений расположения на основе применения кромочной модели деталей Текст. / В. Б. Масягин // Справочник. Инженерный журнал. 2009. - № 2. - С. 20-25.

84. Масягин, В. Б. Проблемы технологического размерного анализа Текст. / В. Б. Масягин // Новые материалы и технологии в машиностроении: сб. науч. тр. по итогам междунар. науч.-техн. конф. Вып. 6. / БГИТА -Брянск, 2006. -С.48-51.

85. Масягин, В. Б. Автоматизация размерного анализа конструкций и технологических процессов Текст.: учеб. пособие / В. Б. Масягин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2008. - 232 с.

86. Масягин, В. Б. Основы математического моделирования и управления технологическими процессами Текст.: методические указания / В. Б. Масягин. Омск: Изд-во ОмГТУ, 1996. - 35 с.

87. Матвеев, В. В. Проектирование экономичных технологических процессов в машиностроении Текст. / В. В Матвеев, Ф. И. Бойков, Ю. Н. Свиридов. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1979. - 111 с.

88. Матвеев, В. В. Расчет операционных допусков и припусков при проектировании технологических процессов Текст.: учеб. пособие для вузов / В. В. Матвеев, Ф. И. Бойков. Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1977. - 48 с.

89. Матвеев, В. В. Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин Текст.: учеб. пособие для вузов / В. В. Матвеев, Ф. И. Бойков, Ю. Н. Свиридов. Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1977. - 47 с.

90. Матвеев, В. В. Размерный анализ технологических процессов Текст. / В. В. Матвеев, М. М. Тверской, Ф. И. Бойков. М.: Машиностроение, 1982.-264с.

91. Матвеев, В. В. Расчет припусков, технологических размеров и размеров исходной заготовки на ЭВМ Текст.: учеб. пособие / В. В. Матвеев, Ю. Н. Свиридов, Л. Л. Зайончик. Челябинск: Изд-во ЧПИ, 1989. - 57 с.

92. Медарь, А. В. Размерный анализ вариантов технологического процесса Текст. / А. В. Медарь // Технология машиностроения. 2006. - № 11.- С.37-40.

93. Медарь, А. В. Точностной анализ в технологическом проектировании сборочных процессов Текст./ А. В. Медарь // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2009. - № 1. - С. 37-42. - 2009. - № 2. - С. 33-42.

94. Микиша, А. М. Толковый математический словарь. Основные термины Текст. / А. М. Микиша, В. Б. Орлов. М.: Рус. яз., 1989. - 244 с.

95. Моргунов, А. П. Разработка автоматизированной системы инженерного анализа технологии механической обработки деталей типа тел вращения Текст. / А. П. Моргунов, А. Беккер, В. Б. Масягин // Омский научный вестник. 2006. - № 3(36). - С. 98-100.

96. Мордвинов, Б. С. Исследование геометрических структур с применением методов теории графов Текст. / Б. С. Мордвинов // Известия вузов. Машиностроение. 1965. - № 3. - С. 111-118.

97. Мордвинов, Б.С. Оптимизация допусков на технологические размеры Текст. / Б. С. Мордвинов // Сб. тр. мех-техно л. ф-та / Омский политехи. ин-т. Омск: Зап.-Сиб. кн. изд-во, 1972. - С. 139 - 151.

98. Мордвинов, Б. С. Расчет диаметральных технологических размеров при сложной установке заготовок Текст.: метод, указания / Б. С. Мордвинов. Омск, 1990. -31с.

99. Мордвинов, Б. С. Расчет линейных технологических размеров и допусков при проектировании технологического процесса механической обработки Текст. / Б. С. Мордвинов, J1. Е. Яценко, В. Е. Васильев. Иркутск: Иркутский госуниверситет, 1980. - 104с.

100. Мордвинов, Б. С. Расчет диаметральных технологических размеров при проектировании технологических процессов механической обработки Текст.: метод, указания / Б. С. Мордвинов, В.О. Курганович. Омск: Изд-во ОмПИ, 1988. - 31 с.

101. Мордвинов, Б. С. Расчет технологических размеров и допусков при проектировании технологических процессов механической обработки Текст.: учеб. пособие / Б. С. Мордвинов, Е. С. Огурцов. Омск: Изд-во ОмПИ, 1975.- 160 с.

102. Научно-технический прогресс Текст.: Словарь / сост.: В.Г. Горохов, В.Ф. Халипов. М.: Политиздат, 1987. - 366 с.

103. Непомилуев, В. В. Исследование возможностей повышения качества продукции путем обеспечения управляемости процесса сборки Текст. / В. В. Непомилуев // Справочник. Инженерный журнал. 2008. - № 11. - С. 35-38.

104. Непомилуев, В. В. Возможные пути повышения качества сборки роторов ГТД Текст. / В. В. Непомилуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 11. - С. 5-7.

105. Непомилуев, В. В. Система обеспечения качества сборки путем .индивидуального подбора деталей Текст. / В. В. Непомилуев, Е. В. Кононова // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 11. - С. 1011.

106. Нике, Дж. Бейсик: решение производственных задач Текст.: [пер. с англ.] / Дж. Нике. М.: Машиностроение, 1987. -248 с.

107. Норенков, И. П. Основы автоматизированного проектирования Текст.: учеб. для вузов / И. П. Норенков. М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. - 336 с.

108. Оськин, Д. А. Совершенствование расчета технологических размеров на основе выявления обратных связей между допусками и условиями обработки / Д. А. Оськин, В. Б. Масягин // Технология машиностроения. -2007.-№8. -С. 18-23.

109. Пакидов, П. А. Новая методика расчета технологических размеров и допусков при механической обработке деталей Текст. / П. А. Пакидов. М.-Свердловск: Машгиз, 1956. - 44 с.

110. Пузанова, В. П. Анализ размерных связей механизма как основание для простановки размеров в рабочих чертежах Текст.: автореф. . канд. техн. наук. / В. П. Пузанова. -JL, 1953. 16 с.

111. Пузанова, В. П. Простановка размеров длины в чертежах деталей Текст. / В. П. Пузанова. М.: Машиностроение, 1964. - 104 с.

112. Пузанова, В. П. Размерный анализ и простановка размеров в чертежах Текст. / В. П. Пузанова. M.-JL: Машгиз, 1958. - 196 с.

113. Радкевич, Я. М. Расчет припусков и межпереходных размеров в технологии машиностроения Текст.: учеб. пособие / Я. М. Радкевич [и др.]. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2000. - 340 с.

114. Размерный анализ осесимметричных конструкций «UNION»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008610111 / В.Б. Масягин. № 2007614274; заявл. 29.10.2007; зарегистрировано 09.01.2008.

115. Размерный анализ технологических процессов осесимметричных деталей «NORMAL»: свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2008614062 / В.Б. Масягин. № 2008613121; заявл. 07.07.2008; зарегистрировано 26.08.2008.

116. Расторгуев, Г. А. Расчет и анализ сборочной размерной цепи Текст. / Г. А. Расторгуев // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2008. -№ 11.-С. 43-46.

117. Расчет линейных технологических размеров с оптимизацией допусков «OPTIMAL»: свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2006613684 / В. Б. Масягин, С. Г. Головченко, Р. Л. Артюх, Д. А.

118. Оськин, А. Н. Жараспаев, Ю. А. Гомзикова. № 206612905; заявл. 24.08.2006; зарегистрировано 24.10.2006.

119. Рахимов, Э. Г. Анализ размерных связей при автоматизированном проектировании технологических процессов механической обработки деталей авиационных двигателей Текст.: автореферат . канд. техн. наук: 05.07.04. / Э. Г. Рахимов. Уфа, 1975. - 24 с.

120. Свиридов, Ю. Н. Расчет на ЭВМ размерных цепей с компенсирующимися погрешностями Текст. / Ю. Н. Свиридов, А. Е. Шевелев, Л. Л.

121. Зайончик // Прогрессивная технология чистовой и отделочной обработки: темат. сб. науч. тр. № 249 / Челябинск, политехи, ин-т. Челябинск, - 1980. -С. 70-72.

122. Семенов, А. Н. Влияние закономерностей базирования деталей на функциональное качество и надежность машин Текст. /А. Н. Семенов // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2008. - № 12. - С. 3-8.

123. Ситников, А. А. Технологические основы обеспечения точности изготовления деталей с плазменными покрытиями Текст.: автореф. . докт. техн. наук: 05.02.08 / A.A. Ситников. Барнаул, 2002. - 32 с.

124. Скворцов, А. В. Автоматизированная система комплексного размерного анализа в среде CALS/ИПИ-технологий Текст. / А. В. Скворцов // Вестник машиностроения. 2007. - № 5. - С. 36-42.

125. Скворцов, А. В. Параллельный инжиниринг при обратном проектировании технологических операций механообработки в интегрированной CAD/CAM/CAPP-среде Текст. / А. В. Скворцов // Вестник машиностроения. 2005. - № 12.-С. 47-50.

126. Скворцов, А. В. Статистическое моделирование векторных и ска-лярно-векторных размерных цепей Текст. / А. В. Скворцов, Д. А. Скворцо-ва, Д. А. Чмырь // Изв. Вузов. Машиностроение. 2007. - № 7. - С. 41-48.

127. Скворцов, А. В. Угловые координатные преобразования при комплексном размерном анализе деталей и сборочных единиц в среде

128. САЬ8/ИПИ-технологий Текст. / А. В. Скворцов // Проблемы машиностроения и точности машин. 2007. - № 6. - С. 85-90.

129. Скворцова, Д. А. Принципы создания гибких производственных систем автоматизированной сборки Текст. / Д. А. Скворцова, А. В. Скворцов // Проблемы машиностроения и точности машин. 2006. - № 1. - С. 5259.

130. Сметанин, Ю. М. Методические указания для проведения размерного анализа техпроцессов с использованием графов Текст. / Ю. М. Сметанин, А. В. Трухачев. Устинов: Изд-во Устиновск. мех. ин-та, 1987. -43 с.

131. Соколовский, А. П. Курс технологий машиностроения Текст. В 2 ч. Ч. 1. Общие вопросы технологии механической обработки / А. П. Соколовский. М.-Л.: Машгиз, 1947. - 435 с.

132. Соловьев, В. К. Размерный анализ технологических процессов при обработке поверхностей вращения Текст. / В. К. Соловьев // Технология машиностроения. 2005. - № 1. - С. 16-19.

133. Соломенцев, Ю. М. Адаптивное управление технологическими процессами Текст. / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, С. П. Протопопов, И. М. Рыбкин, В. А. Тимирязев. М.: Машиностроение, 1980. - 536 с.

134. Соломенцев, Ю. М. Моделирование точности при проектировании процессов механической обработки Текст.: обзор / Ю. М. Соломенцев, М. Г. Косов, В. Г. Митрофанов. М.: НИИмаш, 1984. - 56 с.

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

136. Справочник технолога-машиностроителя Текст. В 2 т. Т. 1. / Под ред. А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985 -656 с.

137. Стрелец, А. А. Размерные расчеты в задачах оптимизации кон-структорско-технологических решений Текст. / А. А. Стрелец, В. А. Фир-сов. М.: Машиностроение, 1988. - 120 с.

138. Суслов, А. Г. Технологическое обеспечение качества деталей машин и их соединений Текст. / А. Г. Суслов // Справочник. Инженерный журнал. Приложение. 2008. - № 4. - С. 19-22.

139. Тимофеев, В. Н. Расчет линейных операционных размеров и их рациональная простановка Текст.: учеб. пособие для вузов / В. Н. Тимофеев. -Горький: Изд-во Горьковского гос. ун-та им. Н. И. Лобачевского, 1978. 90 с.

140. Тимофеева, Е. В. Исследование влияния параметров качества изготовления деталей на качество сборки ротора ГТД Текст. / Е. В. Тимофеева // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2003. - № 11. - С. 7-9.

141. Титов, В. С. Моделирование динамики размерных связей деталей класса валов генераторов в процессе механической обработки / В. С. Титов, А. В. Беседин, М. В. Бобырь // Изв. Курск, гос. техн. ун-та. 2001. - № 6. - С. 23-33.

142. Точность производства в машиностроении и приборостроении Текст. / Н. А. Бородачев, Р. М. Абдрашитов, И. М. Веселова, А. Н. Гаврилов [и др.]; под ред. А. Н. Гаврилова. М.: Машиностроение, 1973. - 567 с.

143. Филлипс, Э. Как написать и защитить диссертацию Текст.: практическое руководство: [пер. с англ.] / Э. Филлипс, Д. Пью. Челябинск: Урал LTD, 1999.-286 с.

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

145. Фридлендер, И. Г. Размерный анализ технологических процессов обработки Текст. / И. Г. Фридлендер, В. А. Иванов, М. Ф. Барсуков, В. А. Слуцкер; под общ. ред. И. Г. Фридлендера. JL: Машиностроение: Ленингр. отд-ние, 1987. - 141 с.

146. Хармац, И. Компас-Автопроект: точный контроль над технологической информацией. Новые модули и новые возможности системы Текст. / И. Хармац // САПР и графика. 2004. - июнь. - С. 17 - 19.

147. Цепи размерные. Основные понятия. Методы расчета угловых и линейных размерных цепей Текст.: методические указания: РД 50-635-87. -Введ. 1987-01-07. М.: Изд-во стандартов, 1987. - II, 44 с.

148. Цепи размерные. Расчет допусков с учетом условий контакта сопряженных деталей Текст.: методические рекомендации: МР 36-82 / И. А. Коганов [и др.]. М.: ВНИИНмаш, 1982. - 61 с.

149. Челищев, Б. Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении Текст. / Б. Е. Челищев, И. В. Боброва, А. Гонсалес-Сабатер; под. ред. акад. Н. Г. Бруевича. М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.

150. Черневский, Л. В. Технологическое обеспечение точности сборки прецизионных изделий Текст. / Л. В. Черневский. М.: Машиностроение, 1984.- 176 с.

151. Шимохина, Т. Я. Исследование пространственных размерных связей деталей в машине, базируемых по «плоским» поверхностям Текст.: автореф. . канд. техн. наук: 05.02.08 / Т. Я. Шимохина. М., 1979. - 25 с.

152. Якушев, А. И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения Текст.: учеб. для вузов / А. И. Якушев, JI. Н. Воронцов, Н. М. Федотов. М.: Машиностроение, 1986. - 352 с.

153. Britton, G.A. A Matrix Method for Calculating Working Dimensions and Offsets for Tolerance Charting / G.A Britton, G. Thimm // Int. J. of Adv. Manuf. Technol. 2002. - Vol. 20. - P. 448 - 453.

154. Ji, P. A digraphic approach for dimensional chain identification in design and manufacturing / P. Ji, J. Y. H. Fuh, R. S. Ahluwalia // Trans. ASME. J. Manuf. Sci. and Eng. 1996. - 118, 4. - P. 539-544.

155. Ji, P. CCATA a computer-aided angular tolerance charting system / Ping Ji, Jianbin Xue // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers; June 2006; 220, B6; ProQuest Technology Collection, pg. 883-892.

156. Ngoi, B.K.A. A Matrix Approach to Tolerance Charting / B.K.A. Ngoi, C.C. Kai // Int. J. of Adv. Manuf. Technol. 1993. - Vol. 8. - P. 175 - 181.

157. Ngoi, B.K.A. Tolerance Control for Dimensional and Geometrical Specifications / B.K.A. Ngoi, M.S. Scow // Int. J. of Adv. Manuf. Technol. -1996.-Vol. 11.-P. 34-42.

158. Zhang, H.-C. Operational dimensioning and tolerancing in process planning setup planning / H.-C. Zhang, S. H. Huang, J. Mei // Int. J. Prod. Res., -1996, -vol. 34, -no. 7, P. 1841-1858.