Учебное пособие 3000220

В качестве результатов определяются следующие параметры тары (тип и размеры), стеллажа (число ячеек, высота яруса и зоны хранения и др.), крана-штабелера.

Воронежский государственный технический университет

УДК 658.012.3.011.56

Ю.В. Деева, А.Н. Чекменев, А.С. Кольцов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЛАНИРОВОЧНЫХ РЕШЕНИЙ РАЗМЕЩЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ГПС

В последнее время современное производство становиться практически неконкурентоспособным без применения гибких производственных систем (ГПС). ГПС является системой огромной сложности, и ее проектирование связанно с весьма большими затратами интеллекта, времени, материальных средств, причем неудачно принятое решение, особенно на начальном этапе, ведет к значительным экономическим потерям в процессе эксплуатации. Это требует принципиально нового подхода к решению задачи проектирования ГПС, т.е. применения систем автоматизированного проектирования (САПР). В частности, применение САПР на этапе компоновки и планировки элементов ГПС позволяет в будущем значительно сократить время и затраты, связанные с транспортировкой заготовки по операциям технологического процесса.

Процесс проектирования ГПС чаще всего итерационный, в ходе которого генерируются несколько вариантов как отдельных этапов, так и всей системы. Глобальным критерием выбора оптимального варианта должен быть показатель приведенных затрат на изготовление изделий. Вследствие сложности определения данного показателя используют интегральные критерии.

В целом синтез элементов ГПС имеет три иерархических этапа - компоновка; построение схемы размещения технологического оборудования и планировка.

Результатом этапа компоновки ГПС является система материальных, информационных и энергетических связей, определяющая взаимодействие подразделений ГПС. Выбор состава подразделений и формирование связей между ними проводится на основе принятого в проекте критерия. Задача компоновочного этапа формируется следующим образом. Заданы множества подразделений ГПС R={r₁,r₂, … ,r_n}, площади этих подразделений S={S₁,S₂, … ,S_n}, величина материальных потоков между ними Q={q₁,q₂, … q_n,} и ограничения на размещения этих подразделений. Требуется найти такое расположение множества R с площадью S и взаимными материальными связями между ними Q, которое обеспечит экстремум функции минимума мощности грузопотока.

В качестве исходных данных при компоновке ГПС необходимо иметь состав основных и вспомогательных подразделений, производственные маршруты изделий, величины грузопотока для каждого маршрута и площади подразделения.

Особенностью ГПС является множество различных технологических процессов, задача выбора оптимальной схемы размещения оборудования при этом требует достаточно много времени на решение. Это время можно значительно сократить, используя системы автоматизированного проектирования.

Окончательный синтез ГПС происходит на последнем этапе проектирования, когда формируется планировочное решение всех элементов системы. На плане ГПС необходимо иметь систему материальных, информационных и энергетических потоков, что позволит дать полное представление об организации производства и управления им. Принятое планировочное решение должно обеспечивать выполнение всех поставленных условий и достигать при этом минимума приведенных затрат.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

В.Г. Лямзина, А.Н. Чекменев, А.С. Кольцов

ОБЗОР ПОДСИСТЕМЫ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ МОДУЛЬНОЙ ДИСКОВОЙ ФРЕЗЫ

Очевидность того факта, что развитие новой техники в современных условиях замедляется не столько отсутствием научных достижений и инженерных идей, сколько сроками и не всегда удовлетворительным качеством их реализации при конструкторско-технологической разработке, ни у кого не вызывает сомнения. Одним из направлений решения этой проблемы является создание и развитие систем автоматизированного проектирования (САПР).

Разработка системы автоматизированного проектирования модульной дисковой фрезы, задача разработки системы автоматизированного проектирования модульной дисковой фрезы состоит в создании удобного и простого для понимания конструктора-программиста приложения, реализующего расчет параметров резьбовых гребенок, с последующей визуализацией чертежа в среде AutoCAD.

Проектируемая система предусматривает наличие следующих составных компонентов:

1. Расчет конструктивных, геометрических параметров модульной дисковой фрезы по входным данным введенными пользователем;

2. Передача расчетных данных в файл обмена данных и запуск AutoCAD’a;

3. Вычерчивание проектируемой модульной дисковой фрезы в графической системе AutoCAD.

Входными данными в разрабатываемой программе будут посадочный диаметр модульной дисковой фрезы (d2), наружный диаметр (da), высота зубца (h), глубина стружечной канавки (h1), ширина фрезы (S), радиус закругления зубца (R1), количество зубьев (n), радиус скругления дна стружечной канавки (R2), угол наклона зубца (E). Эти данные должны вводиться на форме ввода данных программы.

Выходной информацией будет сам чертеж заданной детали со всеми размерами, спроектированный в системе AutoCAD.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

А.М. Бердникова, А.С. Кольцов, Д.Н. Пименов

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ПОДСИСТЕМЫ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ КРУГЛЫХ РЕЗЦОВ

Автоматизация производства приобрела особую актуальность в сфере технической подготовки производства (ТПП) машино- и приборостроения. Среди задач ТПП особое место занимает автоматизация конструкторского проектирования, т.к. качество и оптимальность разработанной конструкции определяют ход решения остальных задач ТПП и эффективность производства в целом.

Поэтому тема дипломного проекта «Разработка автоматизированной подсистемы конструкторского проектирования круглых резцов» представляется актуальной инженерной задачей, решение которой позволит повысить экономическую эффективность проектных работ, за счет роста производительности труда инженеров.

Для обработки фасонных деталей в качестве основного режущего инструмента применяют круглые фасонные резцы.

Широкое распространение фасонных резцов объясняется рядом достоинств, присущих как методу обработки, так и инструменту:

- фасонными резцами можно обрабатывать сложнопрофильные детали на станках с простой кинематической схемой формообразования поверхности. Это позволяет уменьшить затраты на оборудование и использовать менее квалифицированный труд;

- небольшой по сравнению с точением на копировальных станках обычными резцами путь резания позволяет значительно повысить стойкость инструмента и производительность обработки;

- большое число переточек способствует снижению расхода инстру-мента на программу выпуска и обеспечивает идентичность профиля всех деталей;- простота заточки фасонных резцов (затачиваются они только по передней поверхности) позволяет уменьшить затраты на их эксплуатацию.

Несмотря на то, что фасонные резцы сложнее в изготовлении, стоимость их выше, чем у резцов общего назначения, указанные достоинства позволяют уменьшить затраты на изготовление деталей.

Фасонные резцы, расчёт которых рассмотрен ниже, отличаются от резцов с фасонной режущей кромкой строением задней поверхности. У фасонных резцов задняя поверхность образуется режущей кромкой, определённым образом соответствующей профилю обрабатываемой детали, при её движении относительно базы крепления резца к державке по траектории, обеспечивающей постоянство формы режущей кромки при переточках резца. У резцов с фасонной режущей кромкой задняя поверхность строится без соблюдения этого условия, в связи с чем, перетачивают их по профилю на оптико-шлифовальных станках или по шаблонам, что дорого и трудоёмко.

Фасонные резцы — специальные инструменты, применяемые для обработки только тех деталей, для которых рассчитаны. Изменение размеров детали без изменения формы профиля требует изготовления другого резца.

По характеру движений, образующих кинематическую схему формообразования поверхности, фасонные резцы разделяются на две большие группы — радиальные и тангенциальные.

В каждой группе фасонные резцы классифицируются по ряду признаков:

- по траектории движения подачи различают резцы с прямолинейной траекторией подачи и круговой;

- по форме различают резцы призматические и круглые;

- по расположению поверхности, соединяющей резец с державкой (эту поверхность называют базой крепления) относительно оси детали, различают резцы с наклонной под углом  базой и резцы с базой, параллельной оси детали;

- по расположению передней поверхности относительно оси детали различают резцы с базовой точкой и базовой линией. В первом случае передняя поверхность резца параллельна оси детали, а во втором она пересекает ось детали;

- по форме задней поверхности различают резцы с цилиндрической задней поверхностью, с задней винтовой поверхностью или поверхностью вращения.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.М. Канин, А.А. Руднева, Е.Н. Кордюкова

модуль «токарная операция» Автоматизированной системы проектирования технологического процесса

Рассмотрим основные этапы работы модуля «Токарная операция». Вначале назначается метод обработки, позволяющий достичь на данной операции тре­буемого качества детали при наименьших затратах. Предварительно выбирается необходимое оборудование. Затем назначается вид, конфигурация и размеры инструмента и материал его режущей час­ти. Данные для выполнения этих работ берутся из других модулей АС ТПП и из разработанного «Справочника материалов». Глубина резания назначается по возможности наибольшей и соответствует величине операционного припуска на сторону обрабатываемой. Максимальная глубина резания зависит от следующих факторов: мощности станка, стабильности, материала заготовки, размера и формы режущей пластины, радиуса носка, стружколома. Максимальная скорость подачи устанавливается в зависимости от следующих факторов: мощности станка и требуемой чистоты обрабатываемой поверхности, а также во внимание принимается необходимая стойкость инструмента. Установленная подача корректируется по паспорту станка. Выбор скорости резания зависит от трех факторов: материал заготовки, сплав пластины и скорости подачи.

После выбора скорости резания определяется частота оборотов, которая корректируется по паспорту станка. Затем определяется фактическая скорость резания на основе принятой частоты оборотов.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.М. Канин, С.Ю. Платонов, Е.Н. Кордюкова

Автоматизированная подсистема выбора оборудования САПР ТП

В результате анализа существующих методик в области выбора оборудования САПР ТП мною предложена следующее представление об информационном обеспечении модуля выбора оборудования САПР ТП.

Задачами модуля выбора оборудования САПР ТП являются:

• оснащение технологических операций, включающее согласованный выбор металлорежущих станков и стандартных или нормализованных станочных приспособление;

• оснащение технологических переходов, предусматривающее согласованный выбор режущих, вспомогательных и измерительных инструментов.

Исходными данными для модуля выбора оборудования САПР ТП являются:

• метод обработки и форма обрабатываемой поверхности;

• точность и класс чистоты обрабатываемой поверхности;

• расположение обрабатываемой поверхности;

• габаритные размеры детали и размеры обрабатываемой поверхности;

• припуск на обработку;

• режущий инструмент;

• такт выпуска и тип производства;

Документация необходимая для выбора оборудования:

• операционная технологическая карта;

• операционный эскиз детали;

• задание на проектирование, с указанием такта выпуска.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.М. Канин, Г.Г. Горлищев, А.А. Пак

Автоматизированная подсистема проектирования червячных фрез для нарезания цилиндрических зубчатых колес

Подсистема обеспечивает параметрическую сборку фрезы, необходимой для инженера-конструктора. Система предназначена для использования на машиностроительных предприятиях. Она позволяет более эффективно использовать потенциал инженерно-технического персонала, сократить сроки и трудоёмкость работ.

Функции подсистемы

• Ввод информации о детали в диалоговом режиме в КИД с помощью специальных процедур доступа к справочным данным.

• Хранение и предоставление необходимых данных: параметров, обрабатываемых на переходе поверхностей (форма, размеры, их точность, шероховатость и твердость поверхностей); базовых поверхностей, от которых надо держать размеры; общих размеров заготовки.

• Хранение и предоставление обобщенного ТП, обобщенных операций и переходов, системно-языковых кодов описания детали.

• Формирование и печать комплекта конструкторской документации.

• Возможность интеграции подсистемы с подсистемами конструкторского проектирования, автоматического программирования, проектирования инструмента и приспособлений. Подсистема ориентирована на пользователей, заинтересованных в автоматизированном проектировании конструкторской документации фрез.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.Н. Свиридов, Е.И. Асташева, Е.Н. Кордюкова

ИНСТРУМЕНТООБЕСПЕЧЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УЧАСТКОВ И ЦЕХОВ

Изложены основы инструментального обеспечения технологических процессов автоматизированного производства; приведены основные методы и схемы выбора режущего и вспомогательного инструмента при проектировании технологических процессов; рассмотрены элементы систем инструментального обеспечения, включающие САПР инструмента, его изготовление, хранение, складирование, подготовку к работе и автоматическую смену;

Для бесперебойного обеспечения цехов инструментом необходимо поддерживать его запасы на определенном уровне, не допуская снижение ниже минимально допустимого. На предприятии используется системы планирования пополнения запасов инструмента в ЦИС: "максимум - минимум" и "на заказ".

Сущность системы "максимум - минимум" заключается в том, что запас инструмента в ЦИС не должен превышать установленной максимальной величины и быть ниже минимального значения, равному страховому запасу. Для этого необходимо, чтобы при снижении запасов до определенной величины выдавался заказ на изготовление очередной нормы инструментов в инструментальном цехе или на получение его со стороны. Величина запаса, при достижении которого выдается заказ на очередную партию инструмента, называется "точкой заказа".

На предприятии используется приспособления для защиты от покраски. Общее их количество составляет около 40 шт на месяц. Страховой запас составляет 5 шт. Среднедневной расход инструмента (приспособление) около 25 шт. Так как это приспособление покупается у "Электроизмерителя", то время на получение партии и оформления заказа – 1, 2 дня. Следовательно, точка заказа для данного приспособления:

Ит.з. = 5+2,5+1,2=8 шт.

При снижении запаса в ЦИС до точки заказа (В данном случае до 8 шт) дают из ЦИС заявки в инструментальный отдел.

Система "на заказ" применяется в тех случаях, когда в выявленною потребностью заранее дается заказ на изготовление определенного количества инструмента.

Эта система применяется для инструмента, который требуется в значительном количестве и используется, как правило, однократно.

Выдача инструмента цехам производится по лимитным картам, т. е. на каждый типоразмер инструмента цеху выдается лимитная карта, в которой указывается наименование, индекс, размер инструмента, дата и количество затребованного и отпущенного инструмента лимита. Аналогичная карта направляется в ЦИС. Для получения инструмента цех представляет в ЦИС лимитную карту, в которой кладовщик отмечает дату выдачи, количество выданного, остаток лимита и расписывается.

По истечению месяца лимитная карта сдается в бухгалтерию для списания инструмента. В этом случае, если лимит использован не полностью, выдается новая лимитная карта с указанием остатка. Преимущество системы отпуска инструмента по лимимтным картам заключается в более жестком контроле за расходом инструмента, а также в сокращении документации по оформлению отпуска инструментов.

Выдача инструментов непосредственно цехам проводится на данном предприятии по системе письменных требований. Эта система заключается в том, что у рабочего имеется книжка с отрывными бланками требований: в них он записывает нужный ему инструмент и передает в ИРК. После выдачи инструмента требования кладут в картотеку, которая ведется в порядке табельных номеров рабочих. Кроме того, существует картотека по индексам инструмента: в ней делаются отметки о том, какому рабочему данный инструмент выдан. При возвращении инструмента в ИРК письменное требование возвращается рабочему, а в соответствующей картотеке делается отметка о возврате.

Приходуется инструмент на основании требований, накладных или лимитных карт. Ведутся, к примеру, карточки на мерительный инструмент. Журнал ведения инструмента находится в складе и заполняется на каждое наименование оснастки. Списание в расход производится на основании актов убыли (износа, утери) инструмента, в которых указываются причины и виновники выхода инструмента их строя.

Вообще, предприятие изготавливает самостоятельно нужную себе оснастку: это различные штампы, отвертки, пуасоны, литейные формы. Но оно еще имеет ряд поставщиков инструмента, изготовление которого невозможно или нецелесообразно в рамках данного предприятия. Поставщики оснастки и инструмента: заводы, кооперативы , филиалы. Условия заказов и поставки оформляются разными документами, в частности, трудовыми соглашениями. Предприятие и само изготавливает и реализует инструмент для других предприятий.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

Д.С.Орлов, А.С. Зинковский, Е.Д. Федорков

РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ КОНСТРУКТОРСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА НА ПЛАТФОРМЕ КОМПАС

Качественный режущий инструмент предполагает экономичность, повышенную прочность, жесткость, виброустойчивость, стойкость, точность и быстросменность. Эти показатели режущего инструмента формируются как на стадии проектирования, так и в процессе его изготовления.

Проблема качества режущего инструмента важна не только для массового и крупносерийного автоматизированного производства, но и для предприятий и фирм, производящих единичные изделия или осуществляющих ремонт уникальных узлов машин. В САПР РИ происходит преобразование расчётных данных, представленных в виде числовых значений, в чертёж или модель режущего инструмента, позволяющий значительно сократить время на проектирование.

Современное автоматизированное производство предъявляет к режущему инструменту такие требования, как надежность, точность, приспособленность к автоматизации. Этим требованиям отвечает сборный инструмент с механическим креплением режущих пластин. Замена составного, в частности напайного инструмента, сборным является одной из важнейших тенденций развития технологии в машиностроении.

Промежуточные результаты

1. Сформулированы следующие общие требования к автоматизированной системе конструкторского проектирования режущего инструмента на платформе КОМПАС:

2. Анализ программных средств конструированию резцов с механическим креплением пластин из инструментальных материалов;

3. Составные части и элементы режущих инструментов;

4. Разработка: архитектуры ПО, модульной структуры ПО, Алгоритмическая структура ПО, Структура данных;

5. Реализация ПС;

6. Тестирование работы с БД, Тестирование работы в ручном режиме;

7. Виды обеспечения, используемые в данном проекте;

8. Экономические расчёты дипломного проекта;

9. Выявление влияния вредных факторов на пользователей данного средства.

Проведен аналитический обзор уже существующих ПС, выявлены узкие места, разработано ПС (библиотека), в которой отсутствуют данные недостатки.

Данные ПС сравнивались по основным функциональным характеристикам.

Результатом выполнения проекта является подключаемая к среде КОМПАС библиотека осуществляющая построение режущего инструмента - проходного резца, новизна которой заключается в оригинальности спроектированной библиотеки, а также в том, созданная система является платформонезависимой.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

С.Г. Тагинцев, Д.С. Орлов, Е.Д. Федорков

ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОПЕРАЦИИ

Выбор маршрута разработки зависит от правильного выбора баз, определяющими точность в процессе обработки, руководствуясь правилами, рассмотренными в другой лекции. Маршрут разбивается на черновые и чистовые операции в целях обеспечения точности, сохранения точностных характеристик на станках, а также проведения вначале ответственных операций, где брак более возможен, а в конце процесса - мало ответственных операций.

Такая последовательность позволит производить меньше затраты при изготовлении ответственных, дорогостоящих деталей. Например, корпусных, литых и т.п. изделий. Маршрут разбивается на отдельные части при выполнении термических операций. Включают при необходимости слесарные операции /например, зачистка заусенцев/, округление кромок, рихтовка, а также другие операции /например, контроль, промывка, термическая обработка, нанесение антикоррозионного покрытия. Дополнительные обстоятельства, влияющие на последовательность операций и переходов: точность базовых поверхностей часто требуется более высокая, чем точность поверхностей обрабатываемых с помощью этих баз. Это основные положения при выборе маршрута обработки, которые корректируются для каждой конкретной детали. Для унифицированных технологических процессов выбор маршрута упрощается.

Каждая технологическая операция может быть описана на отдельном документе - на операционной карте. В учебном проектировании обязательно механообрабатывающие операции оформлять на операционных картах. Операционная карта разрабатывается для серийного и массового производства и является дополнением к маршрутной карте. Операционная карта описывает операцию с указанием последовательности выполнения переходов, данных о технологическом оснащении, технологических режимах и трудовых затратах. Для каждого метода обработки и даже для отдельных типов оборудования существуют свои формы операционных карт. Операционная карта для механической обработки резанием представлена в методических указаниях. В методических указаний приведены схемы обработки поверхностей на различных станках. Полную запись переходов следует применять, если нет операционного эскиза. При наличии операционного эскиза следует применять сокращенную запись. Операционный эскиз служит графической иллюстрацией по обработке детали. На эскизе изображается деталь после данной операции. Эскиз - это чертеж детали после данной операции с указанием допусков, шероховатости и условных обозначений установочных и опорных поверхностей. Эскиз выполняется на операционной карте или на отдельном чертеже к операционной карте. В учебном проектировании выполнение операционного эскиза обязательно, После определение содержания переходов, т.е. какими инструментами можно получить каждую операционную элементарными поверхностями, рассматривают возможность сокращения количества инструментов с учетом количества проходов, припусков, обеспечения требуемой точности и качества поверхности. Операция может содержать один и более установов, а также один и более переходов. Вначале рассматривают и определяют количество и последовательность установов, а потом переходов. Выбор оборудования зависит от: типа производства, применения унифицированных технологических процессов, размеров детали, требуемой точности и шероховатости и др. Следует также учитывать существующие производственные условия - наличие оборудования, его загрузку и т.п.

Воронежский государственный технический университет

УДК 681.3

С.Д. Уваров, Д.С. Орлов, А.А. Пак

ФУНКЦИИ ПОСТПРОЦЕССОРОВ ДЛЯ СТАНКОВ С ЧПУ

В настоящее время, в связи с необходимостью автоматизации производства на предприятиях требуется введение различных программ, с помощью которых значительно бы облегчался ручной труд в области конструкторского и технологического проектирования.

Уменьшение затрат во времени на стадиях разработки управляющих программ для станков с ЧПУ позволяет повысить способность конкурировать изготовляемой продукции, а также быстрее реагировать на изменение требований рынка спроса.

Проектирование постпроцессора должно учитывать следующие функции различных аналогов постпроцессоров:

1. Получение исходной информации. Входная информация может попасть в САП двумя основными способами:

• автоматически, путем открытия файла с промежуточным кодом CLDATA;

• вручную, путем разработки программы на специальном языке программирования;

2. Хранение конструкторско-технологической информации;

3. Контрольная визуализация введенной информации на экране или на бумаге;

4. Синтаксический анализ введенной информации на наличие ошибок;

5. Преобразование информации из символьной формы во внутримашинное представление;

6. Диагностика геометрических ошибок (например, в программе определена точка касания окружности и прямой, а на самом деле эти геометрические элементы не пересекаются);

7. Определение последовательности переходов;

8. Ввод информации в формате CLDATA;

9. Перевод геометрических данных в систему координат конкретного станка;

10. Проверка программы на соответствие технологическим ограничениям конкретного станка;

11. Формирование команд смены инструмента;

12. Формирование команд смены значений подач и частоты вращения шпинделя;

13. Формирование вспомогательных команд типа включения системы охлаждения, зажимов-разжимов;

14. Формирование команд, обеспечивающих автоматическую размерную коррекцию УП (для адаптивных ЧПУ);

15. "Развертывание" команд цикла в последовательность кадров УП;

16. Формирование и печать готовой УП;