Разработка автоматизированной системы инженерного анализа технологии механической обработки деталей типа тел вращения

тоже будет величиной переменной за счет усадки втулки. Накатывание профиля позволяет с некоторым приближением обеспечить постоянство геометрических параметров, но не дает возможности устранить отклонения формы с достаточной экономической целесообразностью.

Основываясь на результатах исследований, проведенных при разработке и обеспечении прочности профильных неразъемных неподвижных соединений с винтовым профилем можно исследовать возможность гарантированной относительной подвижности охватывающей и охватываемой деталей при выполнении тех же технологических операций, что и при получении ПНС.

Библиографический список

1. Моргунов А.П. Технологическое обеспечение прочности профильных неподвижных соединений: Монография / А.П Мор-

гунов, В.Б. Масягин, И В. Ревина. - М.: Технология машиностроения, 2004. - 300 с.

2. Зимина A.A. Повышение прочности профильных неподвижных неразъемных соединений вибронакатыванием. Прикладные задачи механики. Сб. науч. тр. /A.A. Зимина, В.В, Дер-кач. - Омск: ОмГТУ, 1999. - С. 78-81.

МОРГУНОВ Анатолий Павлович, доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой «Технология машиностроения».

СТИШЕНКО Лариса Георгиевна, доцент кафедры «Безопасность жизнедеятельности». КОРЖОВА Ольга Павловна, ассистент кафедры «Технология машиностроения».

Дата поступления статьи в редакцию: 22.05.06 г. © Моргунов А.П., Стишенко Л.Г., Коржова О.П.

УД«б81.з:«1 А.П.МОРГУНОВ

А. БЕККЕР В. Б. МАСЯГИН

Омский государственный технический университет

РАЗРАБОТКА

АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ИНЖЕНЕРНОГО АНАЛИЗА ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ТИПА ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ

Предложены принципы построения САЕ-системы технологии механической обработки, сформирован набор необходимых для начального построения системы информационно связанных моделей и программных модулей, определены направления применения и совершенствования системы.

В настоящее время широко применяются интегрированные системы компьютерного проектирования и технологической подготовки производства. Применение их значительно повышает эффективность труда конструкторов и технологов, автоматизируя рутинные операции проектирования и оформления документации для конкретного принятого варианта технологического процесса. При этом остается во многом не решенной задача получения оптимального варианта или нескольких близких к оптимальному вариантов технологических процессов для реальных условий производства.

Решение данной задачи возможно на основе применения автоматизированной системы инженерного анализа технологических процессов механической обработки CAE (Computer Aided Engineering), основной функцией которой является укрупненная отработка основных параметров технологических процессов, включая размерный, экономический и организационный анализ с визуализацией результатов. В свою очередь, возможность создания САЕ-системы определяется развитием научных основ технологии машиностроения и

автоматизации проектирования, применяемыми математическими моделями, программным обеспечением и техническими средствами.

В настоящее время научные основы технологии машиностроения содержат полный комплекс методов решения задач проектирования технологии механической обработки [1]. Разработаны формализованные методы для решения отдельных задач, например, использование формализованного языка, систем кодирования, теории графов, математической логики и других моделей [1,2,3]. В области автоматизации проектирования на всех этапах жизненного цикла изделий используются разнообразные автоматизированные системы (САЕ, CAD, САМ, PDM, SCM, ERP и др.) [4|.

Функции САЕ-систем связаны с проектными процедурами анализа, моделирования, оптимизации проектных решений. Разработанные в настоящее время машиностроительные САЕ-системы включают программы для выполнения следующих процедур;

— моделирование полей физических величин, в том числе анализ прочности, который чаще всего выполняется в соответствии с МКЭ (метод конечных элементов I ;

Рис. 1. Структура САЕ-системы технологии мехач-,ческой обработки

Полная модель детали

п>

Полная модель заготовки и ТП

[ ;......................................\

Модель детали на • Модуль моделирования I

основе ПОЯ

Модель ТП на основе ПОЯ

Модель детали, заготовки, ТП | для размерного анализа

Модель детали, заготовки, ТП для визуализации

ТП

,Ji Модуль формирования j Г; комплексной детали \

Модуль поиска детали |

Моду.пь размерного •  анализ» i

.Модуль визуализации детали, заготовки, TII

— расчет состояний моделируемых объектов и переходных процессов в них средствами макроуровня;

— имитационное моделирование сложных производственных систем на основе моделей массового обслуживания и сетей Петри.

Основные составные части систем моделирования с применением МКЭ — это библиотеки конечных элементов, исходные данные, препроцессор, решатель, постпроцессор который представляет результаты в графическом виде.

По аналогии с существующими САЕ-системами предлагаются следующие принципы построения САЕ-системы технологии механической обработки:

— цель создания системы: анализ, моделирование и оптимизация проектных решений;

— объектами являются абстрактные модели, а не реальные детали и техпроцессы; САЕ-система не является системой проектирования для конкретной детали по конкретному чертежу и для разработки технологической документации, а служит для работы с моделями анализа и моделирования, поэтому объектами являются модели, которые сохраняют не все, а только основные свойства детали, необходимые для решения поставленной задачи — упрощенную геометрическую форму, размерные (в том числе точность), качество поверхности;

— информационная связь моделей детали, заготовки, техпроцесса, размерного анализа, визуализации и других моделей; все модели должны быть взаимно превращаемыми, преобразовываемыми;

— хранение информации в виде текстовых файлов, графических файлов, баз данных;

— открытость системы для обеспечения возможности использования результатов ее работы системами CAD/CAM и другими системами;

— возможность наращивания расчетными, аналитическими и другими моделями и программными модулями;

— преемственность применяемых моделей и программных модулей при их уточнении и совершенствовании.

Структура данных и программного обеспечения САЕ-системы в минимальном объеме, достаточном для построения системы: полная модель детали и полная модель заготовки и техпроцесса; модели детали, заготовки и техпроцесса (ТП) на проблемно-ориентированном языке (ПОЯ), необходимые для анализа и моделирования технологического процесса; модель детали, заготовки, технологического процесса для расчета линейных и диаметральных

технологических размеров и решения других задач размерного анализа; модель детали, заготовки и техпроцесса для визуализации.

Модули программного обеспечения: модуль моделирования технологического процесса; модуль формирования комплексной детали; модуль поиска детали-аналога; модуль размерного анализа; модуль визуализации детали, заготовки, техпроцесса.

Составные элементы САЕ-сисгемы — модели объектов и модули программного обеспечения — представлены на рис. 1.

Функционирование САЕ-системы технологии механической обработки.

Первый этап — подготовка исходных данных:

— формирование модели детали по чертежу;

— формирование модели заготовки и технологического процесса по технологической документации или построение данной модели при помощи модуля моделирования технологического процесса.

Второй этап — визуализация исходных данных с целью проверки адекватности построенных моделей.

Третий этап — формирование специализированных моделей — для дальнейшего анализа, моделиррвания — формируются автоматически по исходным полным моделям:

— модель на проблемно-ориентированном языке для моделирования ТП, формирования комплексной детали и поиска детали-аналога;

— модель для размерного анализа;

— модель для визуализации результатов.

Четвертый этап — анализ, моделирование,

оптимизация проектных решений:

— моделирование технологического процесса;

— формирование комплексной детали;

— поиск детали-аналога;

— размерный анализ.

Результаты визуализируются с помощью модуля визуализации.

В настоящее время один из модулей САЕ-сис-темы прошел опытную эксплуатацию на заводе им. A.C. По-пова (РЕЛЕРО) и показал эффективность — модуль размерного анализа. Все модули применяются в учебном процессе на кафедре «Технология машиностроения» ГОУ ВПО «Омский государственный технический университет».

Возможные направления совершенствования САЕ-системы по применению в научных исследованиях, на производстве, в учебном процессе: метрологический анализ конструкторской и технологической документации; моделирование выбора заготовки; анализ режимов обработки; анализ норм

времени; анализ настроечных размеров; определение разряда работы; оптимизация допусков и припусков; отработка на технологичность; анализ экономических показателей; моделирование выбора баз; размерный анализ отклонений расположения; анализ дифференциации и концентрации операций; визуализация технологических размеров и схем; анализ точности обработки; формирование модулей связи с CAD/CAM и другими системами САПР; моделирование технологической операции; анализ технических требований к приспособлениям; формирование связи с моделированием технологии сборки; моделирование и анализ работы цеха.

Библиографический список

1, Корсаков B.C. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении / B.C. Корсаков, Н.М. Капустин, Темпельгоф К.-Х., Лихтенберг X., Под общ. ред. Н.М. Капустина. — М.: Машиностроение, 1985, - 304 с.

2. Челищев Б.Е. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении/ Б.Е. Челищев, И.В. Боброва. А. Гонсалес-

Сабатер - М.: Машиностроение, 1987. - 264 с.

3. Митрофанов В.Г. Диалоговые САПР технологических процессов; Учебник для вузов / В.Г. Митрофанов, Ю.М. Со-ломенцев, А.Г. Схиртладзе и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. — М.: Машиностроение, 2000. - 232 с.

4. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учеб. для вузов / И.П. Норенков. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:МГТУ, 2002, - 336 с.

МОРГУНОВ Анатолий Павлович, доктор технических наук, профессоп, зав. кафедрой «Технология машиностроения ».

БЕККЕР Анна, аспирантка кафедры «Технология машиностроения ».

МАСЯГИН Василий Борисович, к.т.н., доцент кафедры «Технологиямашиностроения».

Дата поступления статьи в редакцию: 22.05.06 г. © Моргунов A.n., Беккер А., Масягин В.Б.

УДК 621.43.036.17

В. В. РОБУСТОВ

Сибирская государственная автодорожная аквдемия

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ФАКТОРОВ ВЛИЯНИЯ

НА УСПЕХ ПУСКА ДВС В УСЛОВИЯХ НИЗКИХ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУР

На основе рассмотрения теоретических положений о трехстадийности электро-стартерного пуска ДВС проведен системный анализ факторов влияния на успех пуска двигателя в условиях низких отрицательных температур и предложена уточненная научно-обоснованная классификация путей и методов повышения надежности пуска холодных двигателей машин транспортного и специального назначения. Работа представляет интерес для специалистов, занятых разработкой ДВС и их эксплуатацией в зимних условиях и позволяет выбрать эффективные методы и технические средства облегчения пуска двигателя.

Tirii

Проблема эксплуатации транспортных и специальных машин, а также энергоагрегатов с ДВС в качестве силовой установки в условиях отрицательных температур воздуха еще не нашла своего оптимального решения,

Рядом исследователей предпринимались и предпринимаются попытки разработки рекомендаций по улучшению пусковых свойств двигателей в зимних условиях, позволяющих обеспечивать быстрый и надежный пуск. Известно большое многообразие методов и средств облегчения пуска холодных двигателей в условиях отрицательных температур, однако комплексная научная систематизация их и всесторонняя оценка эффективности применения до настоящего времени еще не приведены к уровню научно обоснованных теоретических положений.

В литературе также не встречается всесторонне обоснованных критериев, характеризующих уровень достаточности предпусковой подготовки холодных двигателей в условиях низких отрицательных температур окружающей среды.

Более того, предпринимаемые исследователями попытки оценивать влияние отдельных факторов на успех пуска вне связи и совокупности их с другими факторами не могут привести к решению проблемы повышения надежности пуска двигателей как многофакторной и многозвенной системы в целом. Так, в работе [1] рассматривается влияние подогрева картерного масла на успех пуска ДВС, и при этом основное внимание направлено на уменьшение момента сопротивления вращению коленчатого вала (КВ) двигателя.

В работе [2] основное внимание уделено условиям работы коренных подшипников в период пуска дизеля Д-240 при низкой температуре окружающего воздуха. Автор показал, что предварительная прокачка системы смазки после предпускового подогрева улучшает работу коренных подшипников и пусковые свойства дизелей.

Авторы работы [3] также считают, что основные способы и средства повышения надежности пуска ДВС при низких температурах следует искать в