Материал: Тезисы региональной научно-технической конференции. Федорков Е.Д., Чекменев А.Н

Для приведения полученных нами уравнений и неравенств технических ограничений и критерия оптимальности к линейным формам необходимо их логарифмировать.

Логарифмируем правые и левые части полученных уравнений и неравенств, причем для удобства будем пользоваться натуральными логарифмами.

В результате получаем:

Для ограничения 1:

. (18)

Для ограничения 2:

. (19)

Для ограничения 3:

ln n ³ ln (n_{ст min}) . (20)

Для ограничения 4:

ln n £ ln (n_{ст max).} (21)

Для ограничения 5:

ln (S) +ln(n) ³ ln (S_{ст. min}/z) (22)

Для ограничения 6:

ln (S)+ln(n) £ ln (S_{ст. max}/z) (23)

Для ограничения 7:

(24)

Для ограничения 8:

(25)

Для оценочной функции :

f= ln n+ln Smax. (26)

Введем следующие обозначения:

ln n = х₁; (27)

ln(S) = х₂; (28)

(29)

x₁+y_vx₂c1 (30)

Аналогично могут быть получены в линейном виде зависимости для других технических ограничений.

Подставляя введенные обозначения в полученные ранее уравнения и неравенства технических ограничений и критерия оптимальности, получим систему линейных уравнений и неравенств и линейную функцию, подлежащую оптимизации.

В результате выполнения дипломного проекта была разработана подсистема проектирования маршрутной технологии САПР ТП. Для этого были рассмотрены этапы проектирования ТП, выделены правила, методы и стратегия проектирования ТП. При проектировании подсистемы выделены и закодированы конструкторско – технологические признаки деталей, влияющие на выбор технологических операций. Для автоматизированного решения задачи была составлена таблица соответствия технологических операций, на основании которой выполнена программная реализация подсистемы. Были разработаны функциональные модели САПР ТП МО и подсистемы проектирования маршрутной технологии САПР ТП , была разработана сетевая модель подсистемы проектирования маршрутной технологии САПР ТП. Алгоритм программы и программное обеспечение подсистемы. Кроме того, были рассмотрены принципы организации и структура САПР ТП, основные положения проектирования ТП, определяющие правила проектирования ТП, задачи разработанной подсистемы и пути их решения, ее техническое, математическое, программное, информационное, лингвистическое, методическое обеспечение, а также был рассмотрен вопрос размерного анализа.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Разработка автоматизированноЙ подсистемы расчёта режимов резания при резьбошлифовании

Брусов К.А., А.В. Паринов

Актуальностью проведенной работы является то, что все современные предприятия стараются максимально автоматизировать труд инженерного персонала в целях экономии финансовых и временных затрат и повышения качества продукции. Особая роль отводится применению ЭВМ в системах автоматизированного проектирования для технологической подготовки производства в различных отраслях машиностроения.

Новизна проведенной работы заключается в применении при разработке современных программных средств (языка гипертекстовой разметки XML (Extensible Markup Language)) и возможностью работы подсистемы с удалёнными базами данных.

В работе был выполнен анализ процесса проектирования функциональной подсистемы САПР, проведён общий анализ резьбошлифовальных операций, окончательным этапом дипломного проектирования была разработка программного средства, которое рассчитывает оптимальные режимы резания при резьбошлифовании. Итогом дипломного проекта стала программная реализация “Автоматизированной подсистемы расчёта режимов резания при резьбошлифовании”. Перед тем как преступить к программированию модуля было проведено проектирование системы: сформированы требования к программному средству, проведён анализ входных и выходных данных. Проведённые исследования дали возможность приступить к программной реализации подсистемы. В основу разработки алгоритма положена реализация функций, определённых для подсистемы. Набор функций и их взаимосвязь между модулями, входящих в состав подсистемы представлен в структурно – функциональной модели подсистемы. Это было необходимо для определения связей между модулями подсистемы и выполняемыми ими функциями. Далее в ходе проектирования были выделены объекты и рассмотрена связь между ними. В подсистеме реализована база данных с таблицей в формате XML. Таким образом, указанные выше действия при проектировании подсистемы расчёта режимов резания позволяют максимально автоматизировать расчётные работы рабочего персонала. Главными качествами подсистемы является: универсальность, гибкость и возможность встраивания в другие подсистемы, диалоговый режим между проектировщиком и ЭВМ происходит на естественном (неформализованном) языке общения, удобный интерфейс, программа проста в освоении, не требует специального технического оснащения.

В процессе проектирования были разработаны виды обеспечения:

• Математическое

• Лингвистическое

• Информационное

• Программное

• Техническое

• Методическое

• Организационное

Расчёт режимов резания выполняется по эмпирическим формулам, выбирая коэффициенты из нормативных таблиц, позволяющие добиться максимальной производительности труда, при заданном качестве продукции. В условиях серийного и мелкосерийного производства, как раз характерного для нашего случая, работы по оптимизации режимов резания обычно не проводятся. Экономический эффект, полученный от оптимизации режимов резания при обработке малых партий деталей не велик и чаще всего не может компенсировать затраты на оптимизацию.

Лингвистическое обеспечение

При проектировании программы использовалась среда визуального проектирования Borland Delphi 8.0, основанная на объектно-ориентированном языке Object Pascal. База данных создавалась в формате XML.Процесс создания XML документа очень прост и требует лишь базовых знаний HTML.

Информационное обеспечение «Автоматизированной подсистемы расчёта режимов резания при резьбошлифовании» представлено в виде реляционной базы данных созданной при помощи Extensible Markup Language (XML) универсального языка запросов к хранилищам информации. Кроме того, XML-документы могут выступать в качестве уникального способа хранения данных. База данных этой подсистемы построена по 3NF(нормальной форме) так как каждый не ключевой атрибут подсистемы не транзитивно зависит от первичного ключа, что соответствует определению 3 нормальной формы.

Программное средство “Автоматизированной подсистемы расчета режимов резания при резьбошлифовании” реализовано из двух файлов исполняемого модуля и базы данных. Для функционирования программного средства необходимо следующее обеспечение:

1. Microsoft Windows ХР

2) Microsoft Word 2000

3) Microsoft Internet Explorer 6.0.

Технические обеспечение:

- процессор Intel Pentium2 400 Гц;

- жесткий диск 10.0 Гб;

- SVGA GeForce2 MX 400 64 Mб;

- принтер HP DeskJet-840C.

Методическое обеспечение

“Автоматизированная подсистема расчета режимов резания при резьбошлифовании” предназначена для расчета подачи и скорости вращения круга. Все вышеперечисленные параметры будут использоваться для следующих типов шлифования: шлифования наружной и внутренней резьбы.

Организационное обеспечение

При внедрении САПР ТП на предприятии необходимо организовать при отделе главного технолога специализированное подразделение по САПР. Программа подготовки специалистов-пользователей САПР ТП должна включать следующее: курсы операторов ЭВМ; изучение основной, дополнительной и методической литературы параллельно с обучением на курсах.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Подсистема расчета норм времени при нарезании зубьев зубчатых колес

И.М. Гуров, А.В.Паринов

Повысить качество продукции и снизить его себестоимость позволяют современные технологии с применением ЭВМ (непосредственно в производстве и при проектировании изделий). При этом производительность повышается в несколько десятков раз, что дает возможность небольшому количеству персонала предприятия разрабатывать сложные механизмы и конструкции. Как следствие этого – уменьшение времени разработки, повышение рентабельности и гибкости производства. Поэтому все современные предприятия стараются внедрять САПР в производство. На рынке программных продуктов появляются системы автоматизации построения чертежей, документирования техпроцессов, проектирования инструмента и т. д. Большинство этих разработок ориентированы на иностранные государства и не поддерживают отечественные стандарты, из-за чего наши производители не могут внедрять САПР на предприятиях, а значит, не могут конкурировать на мировом рынке.

В результате выполнения проектирования была разработана подсистема расчета норм времени при нарезании зубьев зубчатых колес интегрированной САПР. Для этого были рассмотрены этапы проектирования ТП, основные положения проектирования технологических операций и последовательность решения поставленной задачи при автоматизированном проектировании. При разработке подсистемы рассматривались способы расчета норм времени при различных способах нарезания зубьев. Кроме того, были рассмотрены вопросы выбора оптимального варианта расчета времени при наименьшем количестве задаваемых значений, так как некоторые значения выводятся из формул математическим путем.

Также определены технические, математические, программные, организационные, информационные, лингвистические и методические средства обеспечения.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Проектирование подсистемы выбора вспомогательного инструмента для торцовых фрез

Новичихина И.П., Левченко А.С.

Автоматизация производства приобрела особую актуальность в сфере технической подготовки производства (ТПП) машино- и приборостроения. Низкие темпы подготовки производства сдерживают производственный темп и значительно снижают эффективность мер по усовершенствованию производства. Среди задач ТПП особое место занимает автоматизация проектирования технологических процессов (ТП), т.к. качество и оптимальность разработанной технологии определяют ход решения остальных задач ТПП и эффективность производства в целом.

Технологическое оснащение процессов проектирования приспособлений в большинстве случаев низкое. В процессе проектирования конструктор использует справочную и специальную литературу, стандарты, а также опыт конструкторов своей и родственных организаций, отраженный в чертежах оснастки, хранящихся в архивах. На предприятии проводят большую работу по систематизации этого опыта. Однако использование этих результатов без средств автоматизации трудоемко. Довольно трудоемким является процесс поиска, анализа и отбора необходимой информации: чертежей – аналогов, справочных данных, стандартов для отбора которых в разрозненных источниках требуется немало времени и опыта. При автоматизации проектирования функции поиска информации выгодно поручить ЭВМ.

Требования к выбору вспомогательного инструмента для торцовых фрез: оправка для торцовых фрез должна обеспечивать жесткую связь инструмента со шпинделем станка. Инструментальная оснастка должна увеличивать гибкость производства, сокращать время на его подготовку, контрольные операции и смену инструмента. Производительность труда с использованием инструментальной оснастки должна возрастать. Общие требования к конструкции инструментальной оснастки для торцовых фрез:

- точность;

- жесткость;

- компактность.

Кроме того, следует предъявить требования, учитывающие сокращение времени на переналадку и экономичность конструкции.

Соответственно подобранный вспомогательный инструмент повышает точность обработки заготовки вследствие уменьшения вибраций оправки в шпинделе станка и уменьшает износ режущего инструмента.

Оправка торцовых фрез предназначена для жесткой связи фрезы со шпинделем металообрабатывающего оборудования

Оправка для торцовых фрез предназначена для обработки металлов резанием и используется при торцовом фрезеровании материалов.

При вращении оправки, установленной в шпиндель станка, начинает работать фреза. Фрезерование имеет свои особенности:

- за один оборот зуб фрезы находится в контакте с металлом малое время;

- процесс врезания зуба в металл заготовки является периодическим процессом, сопровождающимся ударами, что может вызвать повышенный износ и выкрашивание режущей кромки, а также создавать неблагоприятные условия для работы станка;

- при фрезеровании в работе находится неодинаковое (непостоянное) число зубьев; чем больше зубьев находится одновременно в работе, тем спокойнее протекает процесс фрезерования;

- при определенных условиях происходит равномерное фрезерование, при котором площадь поперечного сечения среза остается постоянной в течение всего времени обработки. Это способствует удлинению срока службы инструмента и станка, снижению шероховатости обрабатываемой поверхности.

Таким образом, оправка работает в условиях вибраций, динамических ударов и колебаний. Главная задача при конструировании инструментальной оснастки сводится к повышению точности обработки, производительности и повышению труда рабочих. Также необходимо, чтобы конструкция приспособления обладала точностью, жесткостью и компактностью.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621.313

Автоматизированное проектирование спиральных фрез

Н.В.Носова, А.С. Левченко, Р.С. Лопатин

В настоящее время стремительное развитие компьютерных технологий, которые при внедрении на предприятие позволяют ставить более жесткие требования к качеству и гибкости машино­строительного производства. Постоянное наращивание выпуска изделий машиностроения, а также необходимость сокращения материальных затрат на их изготовление стало возможным благодаря внедрению вычислительной техники на всех этапах производства. Особая роль отводится компьютеризации систем автоматизированного проектирования. Следствием разработки и широкомасштабного использования САПР являет снижение затрат на создание и экс­плуатацию проектируемых изделий, повысить произ­водительность труда проектировщиков, конструкторов и технологов, снизить объем проектной документации.

На настоящий момент САПР становятся обязательной частью любой производственной экономической деятельности. Они помогают обеспечить жизнеспособность фирмы и дают ей возможность развиваться в нынешних условиях жесткой рыночной конкуренции. Основной вклад подобных систем состоит в следующем:

Основной целью данной работы является создание Диалоговой САПР спиральных фрез, осуществляющей автоматизированную выборку соответствующей информации о детали из массива исходных данных, перенос ее в массив технологического проектирования и создание маршрутной карты, для использования этих данных другими подсистемами.

Процесс проектирования подсистемы включает следующие этапы:

• исследование предметной области;

• постановка задачи;

• выбор метода решения;

• разработка алгоритма;

• программная реализация задачи.

Диалоговая САПР спиральных фрез должна удовлетворять следующим требованиям:

• достаточно простой и понятный интерфейс;

• полнота описания детали и ее поверхностей;

• надежность, т. е. получение достоверных результатов;

• мобильность, т. е. способность функционирования на различных технических средствах;

• компактность, т.е. потребление минимальных ресурсов ЭВМ;

• возможность объединения с другими подсистемами.

Исходными данными для технологической подготовки производства являются:

а) комплект чертежей на новое изделие;

б) программа выпуска изделия;

в) срок запуска изделий в производство;

г) организационно-технические условия, учитывающие возмож­ности приобретения комплектующих изделий, а также оборудования и оснастки на других предприятиях.

На основных стадиях ТПП выполняются следующие виды работ:

а) проектирование технологических процессов изготовления деталей;

б) проектирование технологических процессов сборки узлов и изделия в целом;

в) оформление ведомостей заказов заготовок, нормализованного режущего и мерительного инструмента, оснастки и оборудования, получаемых по кооперации;

г) разработка технических заданий на проектирование специаль­ных инструментов, приспособлений и оборудования;

д) изготовление запроектированной технологической оснастки;

е) проектирование планировки размещения оборудования, расчет рабочих мест и формирование производственных участков;

ж) отладка и корректировка технологических процессов и оснаст­ки, изготовление пробной партии.

Был создан технологический процесс на спиральную фрезу с коническим хвостовиком. Было подобрано оборудование, имеющееся на предприятии ЗАО «Энергоинвесттехника»:

1. Заготовительная. Отрезать заготовку длинной L диаметром D для N деталей на А/Т отрезной круглопильный 8Г240;

2. Токарная. Подрезать торцы в размер L с учетом прибыли, центровать с 2-х сторон на токарно-винторезном;

3. Токарная. Обточить режущую часть и конус Морзе под шлифование, шейку – чисто, обточить прибыль на токарно-винторезном 16К20М ;

4. Фрезерная. фрезеровать лапку хвостовика на вертикально-фрезерном БТ12Ф201;

5. Фрезерная. Фрезеровать спиральные канавки, затыльную часть, оставляя ленточку на вертикально-фрезерном БТ12Ф201;

6. Маркировочная. Для D>8мм;

7. Термическая;

8. Рихтовальная править сверло;

9 Фрезеровать лапку радиусом Р в размер Л 6Р83;

10 Очистная;

11 Притирочная. Зачистить центровые отверстия;

12 Полировальная. Полировать спиральные канавки;

13 Шлифовальная. Шлифовать режущую часть и конус Морзе на профилеровальном 395М;

14. Заточная. Срезать прибыль, заточить режущую часть на универсально-заточной 3Б642.

Рассмотрим этапы проектирования программы:

1. Определить цель и конечный результат программного модуля.

2. Идентифицировать подпроцессы:

- создание интерфейса;

- ввод исходных данных;

- создание базы данных;

- определить принцип выбора нужной информации о детали;

- определение способа передачи данных из одного массива в другой.

3. Специфицировать подсхемы, необходимых для подпроцессов:

- построение диалоговых окон;

- построение и заполнение таблиц, хранящихся в базе данных;