Диссертация (Формирование планов механической обработки поверхностей деталей при технологической подготовке производства)

На правах рукописиТюлина Наталья ВалерьевнаФОРМИРОВАНИЕ ПЛАНОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙПОДГОТОВКЕ ПРОИЗВОДСТВА05.02.08 - Технология машиностроенияАвтореферат диссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2012Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Российскийуниверситет нефти и газа имени И.М. Губкина».государственныйНаучный руководитель:Хостикоев Михаил Заурбековичкандидат технических наук, доцент,доцент кафедры «Стандартизация,сертификация и управление качествомпроизводства нефтегазового оборудования»ФГБОУ ВПО «Российский государственныйуниверситет нефти и газаимени И.М.

Губкина»Официальные оппоненты:Феофанов Александр Николаевичдоктор технических наук, профессор,профессор кафедры«Информационные технологиии вычислительные системы»ФГБОУ ВПО «Московский государственныйтехнологический университет «СТАНКИН»Новиков Владимир Юрьевичкандидат технических наук, профессор,профессор кафедры«Технология машиностроения»ФГБОУ ВПО «Московский государственныйтехнологический университет «СТАНКИН»Ведущая организация:ФГБОУ ВПО «Московский государственныйтехнический университет «МАМИ»Защита состоится « 9 » октября 2012 г. в 14 часов на заседанииДиссертационного совета Д 212.200.01 при Российском государственномуниверситете нефти и газа имени И.М. Губкина по адресу: 119991, г. Москва,ГСП-1, Ленинский проспект, д.

65, аудитория 1137.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.Автореферат разослан « __ » сентября 2012 г.Ученый секретарьдиссертационного совета,кандидат технических наукЧернова Т.А.3Общая характеристика работыАктуальность темы исследования. Существенной возможностью повышения производительности проектных работ в технологической подготовкепроизводства (ТПП) при формировании планов механической обработки поверхностей деталей является развитие и улучшение автоматизированных решений.

Необходимость и целесообразность автоматизации планов обработки связана с большой трудоемкостью работ по подбору требуемой справочной информации, повторяемостью работ, развитием вычислительной техники, ужесточением требований к продолжительности проектирования и др.В настоящее время автоматизированное проектирование технологическихпроцессов (ТП) непрерывно совершенствуется и развивается. В ряде систем автоматизированного проектирования (САПР) выполнена автоматизация отдельных действий при составлении планов механической обработки поверхностейдеталей, но комплексного подхода к автоматизации планов механической обработки поверхностей деталей до настоящего времени не предложено, не существует целостных формализованных методик и программ.Анализ специальной литературы показал, что сложность разработки автоматизированных решений для проектирования планов механической обработкиповерхностей деталей заключается в отсутствии единого подхода к проектированию.

Проектирование планов механической обработки поверхностей деталейвыполняется в соответствии с различными рекомендациями: для применяемыхсхем обработки, определения маршрутов обработки, установления планов обработки, определения количества этапов обработки, выбора методов обработки.Кроме того, используемый различными учеными терминологический аппаратпри изложении рекомендаций лишен единообразия.При проектировании планов механической обработки поверхностей деталей не существует единых табличных данных для всех типов поверхностей деталей, а ведь именно табличные данные наиболее удобны для формализации.Достаточные справочные данные по планам обработки, представленные в табличном виде, разработаны Б.Н.

Бирюковым, В.М. Болдиным, В.Е. Трейгером,С.Г. Фексоном, но они предназначены для обработки резанием только круглыхотверстий. В качестве основы для разработки единых табличных данных можноиспользовать апробированные на предприятиях справочные данные по припускам на обработку для различных поверхностей деталей, например, подготовленные Я.М. Радкевичем, В.А. Тимирязевым, А.Г.

Схиртладзе.Методы формализованного описания технологической информации в различной справочно-нормативной литературе предложены О.А. Новиковым, А.Я.Тянтовым, А.В. Базановым, И.Н. Карелиным и др. Но формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей для конкретныхсправочных данных до настоящего времени не выполнено. С чем связано отсутствие инструментальных средств, описывающих многообразие планов механической обработки поверхностей деталей.Целью исследования является: повышение производительности проектных работ при формировании планов механической обработки поверхностей4деталей посредством формализованного описания планов механической обработки поверхностей деталей.Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи:1.

Разработать методику, позволяющую с помощью средств автоматизацииформировать планы механической обработки поверхностей деталей, с учетомнакопленных знаний в этой области.2. На основе методики, разработать справочные данные по планам механической обработки поверхностей деталей (деталей типа вал и плоских поверхностей), максимально сокращающих время технолога на составление маршрутаобработки поверхностей и пригодные для использования в автоматизированномпроектировании.3.

Выявить параметры, которые позволят однозначно толковать и верноиспользовать термины (для рассматриваемой предметной области).4. Проанализировать существующие рекомендации по проектированиюпланов механической обработки поверхностей деталей и выбрать наиболеепригодные в автоматизированном проектировании.5. С использованием разработанных справочных данных выполнить формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталейна внешнем, концептуальном и внутреннем уровне с целью разработки специальных инструментальных средств.6. Разработать инструментальные средства описания планов механическойобработки поверхностей деталей.Теоретическая часть работы выполнена с использованием следующих методов исследований: аналитического, системного подхода и формализации.В ходе работы проведен анализ:- рекомендаций по применяемым схемам обработки, определению маршрутов обработки, установлению планов обработки, определению количестваэтапов обработки, выбору методов обработки;- справочно-нормативной информации по планам механической обработкиповерхностей деталей;- используемых в различных САПР ТП модулей для автоматизации плановмеханической обработки поверхностей деталей.Планы механической обработки поверхностей деталей рассмотрены как целостное множество элементов в совокупности отношений и связей между ними (системный подход).Метод формализации реализован посредством специальной символики,используемой для представления характеристик планов механической обработкиповерхностей деталей.Научную новизну работы определяет формализованное описание математической модели планов механической обработки поверхностей деталей, согласно которому на основе подготовленных баз данных (БД) осуществляетсявыбор полного состава технологических переходов по обработке каждой из по-5верхностей деталей, что позволяет составлять общий маршрут изготовления детали с минимальными затратами времени на технологическое проектирование.На защиту выносятся следующие основные положения:1.

Классификация способов определения количества этапов механическойобработки поверхностей деталей с указанием способов, наиболее пригодных вавтоматизированном проектировании.2. Методика формирования из справочных данных планов механическойобработки поверхностей деталей для последующей автоматизации.3. Формализованное описание планов механической обработки поверхностей деталей.Практическая значимость результатов работ.

Разработанные инструментальные средства позволят обеспечить:- создание единой БД по планам механической обработки поверхностейдеталей;- поиск необходимой информации по планам по заданным атрибутам и автоматическое формирование планов обработки.Апробация результатов диссертационного исследования. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развитиянефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2010 г.); II Всероссийской межвузовской научной конференции «Наука и образование в развитии промышленной, социальной и экономической сфер регионов России» (г.

Муром, 2010 г.); IIВсероссийской межвузовской научной конференции «Научный потенциал молодежи – будущее России» (г. Муром, 2010 г.); Международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» (г. Оренбург, 2010 г.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновации и актуальные проблемы техники и технологий» (г.

Саратов, 2010 г.); Международной научно-технической конференции«АПИР-15» (г. Тула, 2010 г.); IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России» (г.Москва, 2012 г.).Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ, втом числе 4 статьи в ведущих рецензируемых изданиях.Объем и структура работы. Диссертационная работа изложена на 176страницах машинописного текста, иллюстрирована 62 рисунками и 47 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 122 наименования. Работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, трехприложений.Основное содержание работыВо введении обоснована актуальность диссертационной работы, изложены методы исследования, научная новизна и практическая ценность результатов работы.6В первой главе приведена основная справочно-нормативная информацияпо планам обработки, описано реализуемое на практике проектирование плановобработки при помощи современных автоматизированных систем, рассмотренывозможности повышения производительности проектных работ в ТПП приописании планов механической обработки поверхностей деталей.Доказана необходимость разработки автоматизированных решений дляпланов механической обработки поверхностей деталей на основе апробированных на предприятиях таблиц данных, разработанных Б.Н.