Разработка типовых технологических переходов для системы автоматизированного проектирования процессов

Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 12, №4(2), 2010

УДК 621.058.013.8

РАЗРАБОТКА ТИПОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПЕРЕХОДОВ ДЛЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ

© 2010 С.А. Кобелев, Г.И. Данилов, А.Ф. Ширялкин

Институт авиационных технологий и управления Ульяновского государственного технического университета

Поступила в редакцию 14.05.2010

В статье приводятся образцы типовых технологических переходов для организации автоматизированного проектирования технологических процессов в пакетном режиме по методу синтеза. Приводится сетевой график множества типовых технологических переходов для обработки фрезерованием, шлифованием или протягиванием такого геометрического элемента, как открытая плоская поверхность (Т-комплекс Р11).

Ключевые слова: технологические переходы, автоматизированное проектирование, синтез, сетевой график, открытая плоская поверхность.

Автоматизированное проектирование технологических процессов ведут на основе использования геометрическо-технологических моделей предметов производства. Геометрическо-техноло-гическая модель предмета производства состоит из взаимосвязанных геометрических элементов и технических требований на их изготовление. Например, [1] в качестве элементов можно рассматривать технологические комплексы (Т-комплек-сы) (см. табл. 1). Концептуальная модель автоматизированной системы синтеза технологического маршрута описана в том же источнике.

Входные данные системы включают в себя:

- конструктивно-технологические параметры детали и заготовки, которые могут формироваться в СЛБ-системе, а затем импортироваться.

- организационно-производственные данные (годовой объём выпуска деталей, вид заготовки, ее размеры, единицы нормирования и т.д.

- данные о технологических возможностях производства.

Макет маршрутного технологического процесса формируют от готовой детали к заготовке на основе объединения переходов заранее подготовленных элементарных маршрутов обработки комплексов, которые авторы именуют множеством типовых технологических переходов или базовыми технологическими модулями, в макеты операций на базе общности групп используемого оборудования и множеств возможных видов специального технологического оснащения

Кобелев Станислав Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры "Самолетостроение". Тел. (8422) 20-96-96.

Данилов Георгий Иванович, ассистент кафедры "Самолетостроение".

Ширялкин Александр Федорович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой управления качеством.

или схем установки заготовок. Порядок следования макетов операций устанавливают на основе разделения технологического процесса на этапы (см. табл. 2).

Обработка Т-комплекса Р11 может быть осуществлена фрезерованием, строганием, шлифованием, протягиванием и т.д. На рис. 1 представлен сетевой график множества типовых технологических переходов В, С, Б,... Ы, состоящий из ряда приемов и настроек, например, В, В1, В2, В3. Каждый прием состоит из совокупности элементарных действий С1(1), С1(2) и т.д.

Авторы поставили целью разработку множества типовых технологических переходов (ТТП) для организации автоматизированного проектирования технологических процессов в пакетном режиме по методу синтеза. Ветвь такого сетевого графика обработки фрезерованием на черно-

А,

Г

Рис. 1. Сетевой график множества типовых технологических переходов

Механика и машиностроение

Таблица 1. Фрагмент каталога Т-комплексов

Таблица 2. Характеристика и задачи этапов технологического процесса

Наименование Точность Технологические задачи

этапов размеров

Заготовительный Л>14 Обеспечение качества исходной заготовки

Черновой 12<ГГ<14 1. Обработка базовых поверхностей. 2. Предварительное формообразование основных поверхностей

Получистовой 9<ТГ<11 Формообразование основных и второстепенных поверхностей

Чистовой 7<ГГ<9 1. Обеспечение точности размеров. Формы и взаимного расположения поверхностей. 2. Формирование поверхностного слоя детали

Отделочный Л<7 Достижение заданных показателей качества детали

OJ 00

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Яа,мкм

1пр B Ширина плоскости

2пр L Длина плоскости

3пр PRL Отклонение от параллельности

Черновая обработка фрезерованием

Присп особл ение

Код Характерно. заготовки Квал. точн. Шерох, Яа,мкм Тип станка Код

Универ. коне. гориз. фрез.

1п Штамповка 16 240 Шир.универ.коне.гориз.фрез.

2п Поковка 19 320 Шир.универ.бесконс.фрез.

3п Отливка 18 320 Конс.вертик.фрез.

4п Материал Бесконс .вертик. фрез.

Бесконс .горизонт. фрез.

Продольно - фрезерный

Карусельно-фрезерный

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоек. IT<14 Ra<20

L Длина плоек. IT<14 Ra<20

PRL Отклонение от параллельности IT<14 Ra<20

X Выдерживаемый размер IT<14 Ra<20

инстру мент режущ

Установка режима \иезанияi

Инструм

ент мерител

\ Размерна / Фрезер \Контроль/

\ я / ование параметре

Ч настройка (черно \ " /

M станка? вое) \/

Констру ктивные парамет

Тип приспособления Код

Универс.присп.

Универс.сборное присп.

Сборно-разборное присп.

Групповое переналажив.

Специальное присп.

Вид инструмента Код Вид инструмента Код

Фреза филиндрич. Штангенциркуль

Фреза торцовая Скоба специальная

Фреза концевая Спец.инструмент

Рис. 3. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход обработки фрезерованием Т-комплекса Р11

Конструктивн ые

ПЯПЯМРТПЫ

0J 9

Код Обознач ение Параметр Квал. точн. Шерох, Яа,мкм

B Ширина плоскости

L Длина плоскости

PRL Отклонение от параллельности

X Размер

Получистовая обработка фрезерованием

Тип станка Код

Универ.конс.гориз.фрез.

Шир.универ.бесконс.фрез.

Коне .вертик. фрез.

Бесконс.горизонт.фрез.

Продольно-фрезерный

Тип приспособления Код

Универс.присп.

Универс.сборное присп.

Сборно-разборное присп.

Групповое переналажив.

Специальное присп.

Вид инструмента Код

Фреза филиндрич.

Фреза торцовая

Фреза концевая

Вид инструмента Код

Штангенциркуль

Стенкомер

Спец.инструмент

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоскости IT<11 Ra<5

L Длина плоскости IT<11 Ra<5

PRL Отклонение от параллельности IT<11 Ra<5

X Размер IT<11 Ra<5

Получистовая обработка фрезерованием

00 00 о

Фрезерование получистовое

05

К

¡а ?

к

о 54 О cv О Ж

il

ж о

cv О

ж

а

£

о о

s £< о

О

Йс

а

а

к

s s

Ж

Рис. 5. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход получистовой обработки фрезерованием Т-комплекса Р11. Продолжение

es

OJ 00

Код Обознач Параметр Квал. Шерох,

ение точн. Ra,MKM

B Ширина плоскости

L Длина плоскости

PRL Отклонение от параллельности

Тип станка Код

Универ.коне.гориз.фрез.

Шир .универ .бесконс. фрез.

Конс.вертик.фрез.

Бесконс.вертик.фрез.

Продольно-фрезерный

Тип приспособления Код

Универс .присп.

Универс.сборное присп.

Универс.наладочн.присп.

Специальное присп.

Вид инструмента Код

Фреза филиндрич.

Фреза торцовая

Фреза концевая

Вид инструмента Код

Штангенциркуль

Стенкомер

Спец.инструмент

a ж s >î a

s ж о

о

ж s

Чистовая обработка фрезерованием 1

1 1 1

\ Контроль / \ параметро / \ в / 1 1 1 1 1

Фрезерование \ / 1 1

чистовое v 1 1 1

OJ 00 to

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоскости IT<9 Ra<1,25

L Длина плоскости IT<9 Ra<1,25

PRL Отклонение от параллельности IT<9 Ra<1,25

X Размер IT<9 Ra<1,25

Рис. 7. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход чистовой обработки фрезерованием Т-комплекса Р11 Продолжение

05

К ¡а

а к

о 54 О cv

О Ж

Ж

ж о

cv О

ж

а

£

о о

s £< о

О

Йс

а

а

к

s

s Ж

Обработка протягиванием

Констру ктивные парамет ры

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоскости

L Длина плоскости

PRL Отклонение от параллельности

0J 00 3

Заготов ка

Код Характерис. заготовки Квал. точн. Шерох, Ra,MKM Тип станка Код

Горизонтально-протяжной

Штамповка 16 240 Вертикально-протяжной

Поковка 19 320

Отливка 18 320

Тип приспособления Код

Универс.присп.

Специальное присп.

Вид инструмента Код

Протяжка плоская

Протяжка сборная

Обработка протягиванием

00 00 is-

Вид инструмента Код

Штангенциркуль

Микрометр

Спец.инструмент

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шеро Ra,MK

B Ширина плоскости IT<10 Ra<5

L Длина плоскости IT<10 Ra<5

PRL Отклонение от параллельности IT<10 Ra<5

X Выдерживаемый размер IT<10 Ra<5

Рис. 9. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход обработки протягиванием Т-комплекса Р11. Продолжение

05

К

¡а ?

к

о 54 О cv О Ж

il

ж о

cv О

ж

а

£

о о

s £< о

О

Йс

а

а

к

s s

Ж

Черновая обработка шлифованием

Констр уктивн

ые параме тры

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Яа,мкм

В Ширина плоскости

Ь Длина плоскости

РЯЬ Отклонение от параллельности

X Размер

00 00 О!

Загото вка

Код Характерно. заготовки Квал. точн. Шерох, Яа,мкм

Штамповка 16 240

Поковка 19 320

Отливка 18 320

Тип станка Код

Плоскошлифовальный с прямоугольным столом и горизонтальным шпинделем

Плоскошлифовальный с круглым столом и горизонтальным шпинделем

Плоскошлифовальный с круглым столом и вертикальным шпинделем

Тип приспособления Код

Универсальное приспособление

Магнитная плита

Вакуумное приспособление

Специальное пвиспособление

Вид инструмента Код

Круг шлифовальный ПП

Круг шлифовальный ЧК

Круг шлифовальный ЧЦ

Сборный сегментный шлифовальный круг

Черновая обработка шлифованием

Оо 00 СТЗ

Вид инструмента Код

Штангенциркуль

Специальный инструмент

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоскости IT<10 Ra<2,5

L Длина плоскости IT<10 Ra<2,5

PRL Отклонение от параллельности IT<10 Ra<2,5

X Размер IT<10 Ra<2,5

05

К ¡а

а

к

о 54 О cv

О Ж

Ж

ж о

cv О

ж

а

£

о о

s £< о

О

Йс

а

а

к

s

s Ж

Рис. 11. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход черновой обработки шлифованием Т-комплекса Р11 Продолжение

es

Чистовая обработка шлифованием

OJ 00

Код Тип станка

Плоскошлифовальный

с прямоугольным столом

и горизонтальным

шпинделем

Плоскошлифовальный с

круглым столом и

горизонтальным

шпинделем

Плоскошлифовальный с

круглым столом и

вертикальным шпинделем

Код Тип приспособления Код Вид инструмента

Универсальное Круг

приспособление шлифовальный

(тиски) ПП

Магнитная плита Круг

Вакуумное шлифовальный

приспособление ЧК

Специальное Круг

приспособление шлифовальный

ЧЦ

Сборный

Код Вид инструмента

Микрометр

Скоба-калибр

Специальный инструмент

а ж к

а

к ж о

о

ж к

Чистовая обработка шлифованием

Шлифование

00 00 00

Код Обозн. Параметр Квал. точн. Шерох, Ra,MKM

B Ширина плоскости IT<9 Ra<1,25

L Длина плоскости IT<9 Ra<1,25

PRL Отклонение от параллельности IT<9 Ra<1,25

X Размер IT<9 Ra<1,25

05

К

¡а ?

к

о 54 О cv О Ж

il

ж о

cv О

ж

а

£

о о

s £< о

О

Йс

а

а

к

s s

Ж

Рис. 13. Ветвь сетевого графика или типовой технологический переход чистовой обработки шлифованием Т-комплекса Р11. Продолжение

es

Механика и машиностроение

вом этапе Т-комплекса Р11 представлена на рис. 3. ТТП получистового фрезерования см. рис. 4 с продолжением на рис. 5. ТТП чистового фрезерования на рис. 6 с продолжением на рис. 7. Вторая ветвь графика представлена протягиванием см. рис. 8 с продолжением на рис. 9. Третья ветвь графика представлена двумя переходами шлифования: ТТП чернового шлифования на рис. 10 с продолжением на рис. 11 и ТТП чистового шлифования на рис. 12 с продолжением на рис. 13. Множество технологических переходов или базовый технологический модуль составляет элементарный маршрут обработки комплексов, выполнение одного из вариантов которого приведет к образованию множества поверхностей данного Т-комплекса. Каждая ветвь типового технологического перехода позволяет получить определенный уровень качества. В зависимости от методов организации производства и требований качества к данной поверхности или сочетанию их в Т-комплексе выбирают удовлетворяющий требованиям типовой технологический переход. Для каждого базового технологического модуля определяют:

- идентификатор Т-комплекса, геометричес-ко-технологические параметры входящих в него поверхностей;

- порядковый номер базового технологичес-

кого модуля, список входящих в него переходов;

- данные по типовым технологическим переходам: порядковый номер перехода в базовом технологическом модуле; используемый в переходе метод обработки; параметры качества заготовки до обработки в рассматриваемом переходе; параметры качества заготовки после обработки в рассматриваемом переходе; тип оборудования, задействованного в переходе; вид инструмента режущего и мерительного; возможные разновидности специального технологического оснащения или схем установки заготовок.

В ходе проектирования выбирают номер базового технологического модуля. Оптимальный вариант типового технологического перехода выбирают на основе сравнения ожидаемых затрат по вариантам укрупнённо, на основе, например, использования коэффициента машиночаса.

Данная работа проводится в интересах ЗАО "Авиастар СП" на инициативной основе для расширения функциональных возможностей САПР ТП "Темп".

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кондаков А.И. САПР технологических процессов: учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Изд. центр "Академия", 2007. 272 с.

DEVELOPMENT OF TYPICAL TECHNOLOGICAL TRANSITIONS FOR SYSTEM OF AUTOMATION OF DESIGNING OF PROCESSES

© 2010 S.A. Kobelev, G.I. Danilov, A.F. Shirjalkin

Institute of Aviation Technologies and Managements Ulyanovsk State Technical University

In clause samples of typical technological transitions for the organization of the automated designing technological processes in a batch mode on a method of synthesis are resulted. The network schedule of set of typical technological transitions for processing by milling or grinding of such geometrical element, as the open flat surface (O-complex P11) is resulted.

Key words: technological transitions, automated designing, synthesis, network schedule, open flat surface

Stanislav Kobelev, Candidate of Technics, Associate Professor at the Aircraft Manufacturing Department. Tel. (8422) 20-96-96.

Georgy Danilov, Assistant Lecturer at the Aircraft Manufacturing Department.

Alexander Shiryalkin, Candidate of Technics, Head at the Quality Management Department.