Вопросы для самопроверки

1. Что такое САПР технологических процессов

2. Назовите имена ученых и механиков Российского государства, внесших свой вклад в разработку теоретических основ систем автоматизированного проектирования технологических процессов и производств.

3. Назовите основные исторические даты в разработке САПР ТП.

6. Новейшие технологии машиностроения

Практика технологии машиностроения второй половины 20 века показала, что при обработке деталей из жаропрочных, магнитных, коррозионностойких, антикавитационных сталей и сплавов, феррита, полупроводниковых материалов керамики и твердых кристаллов применение традиционных методов обработки резания существенно ограничено, а часто экономически нецелесообразно. Это объясняется высокой твердостью, вязкостью и хрупкостью подобных материалов, т.е. свойствами, которые во многих случаях исключают применение технологических методов, основанных на пластической деформации материала заготовки. Однако необходимость обработки таких материалов определила появление и развитие совершенно новых электрофизико-химических методов обработки, к которым относятся: электрохимические, электроэрозионные, плазменные, светолучевые, электронно-лучевые, ультразвуковые, электрогидравлические и магнитно-импульсные методы обработки.

Результаты экспериментальных исследований и теоретическое обоснование электрохимических методов обработки материалов впервые появились в работах отечественных ученых Ф.В. Седынина, Ю.Н. Петрова, В.П. Кабанова, И.И. Мороза в конце 50-х, начале 60-х годов нашего столетия. Научные основы электроэрозионной обработки одними из первых рассмотрели Б.Р. Лазаренко, Н.И. Лазаренко и Б.Н. Золотых.

В 1967 г. А.Б. Арёнков опубликовал труд под названием «Основы электрофизических методов обработки материалов», где им подробно были освещены основные характеристики нетрадиционных технологических методов. В тот же период большую работу по внедрению в производство электрохимической технологии проводит Л.Я. Попилов.

В 1973 г. профессор В.Н. Подураев публикует монографию «Физико-химические методы обработки». В 1975 г. авторами Н.Н. Рыкалиным, И.В. Зуевым и А.А. Угловым публикуется работа «Основы электронно-лучевой обработки материалов», где была рассмотрена физика процесса формирования отверстий и разрезов при электронно-лучевом воздействии на материал заготовки. В 1978 г. выходит в свет книга профессора В.П. Смоленцева «Технология электрохимической обработки внутренних поверхностей», в которой рассмотрены технологические методы обработки открытых и глухих каналов производственного сечения, в том числе и с криволинейной осью, кроме того даны рекомендации и расчетные формулы по определению режимов обработки и конструкции рабочего инструмента. В 1989 году А.Г. Григорьянц опубликовал результаты свих исследований в области лазерной обработки материалов. В сфере лазерной технологии А.Г. Грирорьянц рассмотрел принцип действия и функциональное назначение промышленных лазеров, физические явления при лазерном воздействии на материал заготовки. Там же даны основные характеристики лазерной сварке, резке металлов и неметаллов, термическое упрочнение поверхностного слоя детали лазерным лучом и нанесение покрытий при воздействии лазерного излучения.

Как показала практика, электрофизико-химические технологии имеют множество достоинств, но главным положительным качеством подобных технологий оказалось их способность служить основой для создания комбинированных методов обработки материалов. Под комбинированними методами обработки принято понимать технологические методы размерного формообразования, совмещающие в едином механизме разрушения припуска различные виды физико-химического воздействия. Комбинированные методы способны сочетать и взаимно усиливать положительные

эффекты нескольких методов обработки. Сегодня известны следующие комбинированные метобы:

- магнитно-абразивная обработка;

- электроалмазное шлифование и хонингование;

- ультразвуковое и электрохимическое анодное растворение;

- термическая и химико-термическая обработка с ультразвуковым воздействием;

- механическое разрезание, абразивное шлифование, суперфиниширование, нарезание резьбы с наложением ультразвуковых крлебаний;

- термоэлектрохимическая обработка;

- электроэрозионно-химическая обработка, алмазо-электроэрозионное шлифование и электроконтактное абразивное резание.

Главное отличие комбинированных методов обработки от прочих заключается в совмещенном применении нескольких видов энергии в одном процессе для достижения технологической цели - изменения состояния заготовки. Более подробно об этих методах и принципах проектирования новых комбинированных методов обработки будет рассказано в последующих главах.

Одним из видных отечественных ученых, разрабатывающим в области комбинированных методов обработки материалов является профессор В.Н. Подураев, опубликовавший в 1977 г. труд под названием "Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания". В этой работе он рассматривает резание материалов с наложением вибрации, с опережающим пластическим деформированием, с нагревом срезаемого слоя, с низкотемпературным охлаждением заготовки или инструмента, резание в специальных газовых срезах и резание в среде жидкометаллических расплавов.

Новейшим методом формообразования является нанотехнология, которая как научное направление оформилась в 80-х годах текущего столетия. В рамках этого направления рассматривается воздействия на материал заготовки с переносом микрочастиц материала и процессами, происходящими на молекулярном уровне.

К другому новейшему научному направлению технологии машиностроения следует отнести появление и развитие гибкоструктурных технологий, суть которых заключается в следующем.

Из истории развития технологии обработки материалов легко видеть, что на сегодняшний день усилиями ученых и практиков накоплен большой технический опыт, созданы различные методы формообразования, начиная от традиционной лезвийной обработки и кончая нанотехнологией. На практике эти методы реализуются с помощью специально сконструированного оборудования и инструмента. В результате, наряду с продолжающимся развитием технологии машиностроения, стала актуальной проблема сохранения, систематизации и активного использования уже имеющихся технологических знаний.

Первой попыткой сохранения и широкого использования технологического опыта явилось создание типовых и унифицированнных процессов, а также групповых технологий. Типовой процесс представляет собой законченное технологическое решение, отнесенное к заранее оговоренной группе деталей, которые сходны между собой по конструктивно-технологическим признакам. Ориентированные на конкретные группы деталей, такие процессы отличаются жесткостью и не допускают каких-либо изменений.

В унифицированных технологических процессах типизация технологических решений выполнена на уровне операций, которые могут сочетаться между собой в различных последовательностях. Такой способ типизации значительно

расширил охват деталей одним процессам и увеличил его гибкость. Метод групповой технологии предполагает типизацию технологических решений на уровне оборудования, оснастки и инструмента, т.е. на уровне элементов операций.

В целом многочисленные попытки создания типовых, унифицированных и групповых технологий дали начало новому направлению в технологии машиностроения - типизации и унификации проектных технологических решений на уровне процессов, операций, переходов и их элементов с созданием спектра типовых конструкторско-технологических решений.

Результаты типизации и унификации технологических решений легли в основу создания систем автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР-ТП). По степени детализации технологических процессов САПР-ТП так и разделились на три ярко выраженные группы: реализующие метод унифицированного технологического процесса, синтеза технологического процесса, сочетания индивидуальных решений технолога с типовыми решениями систем. При этом все САПР-ТП сохранили достоинства и недостатки методов, положенных в их основу.

Создание САПР-ТП способствовало переходу технологии машиностроения на качественно новый уровень в части систематизации технологий, формализации процессов принятия технологических решений и, особенно, создания баз данных типовых технологических решений. Появление подобных баз данных позволило сосредоточить в них значительные объемы технологической информации и сделать ее доступной широким слоям технологов.

Дальнейшим уровнем детализации технологических решений служит уровень выделения компонентов технологических методов и разработка моделей и методик создания новых технологий с заранее заданными свойствами. При

этом в качестве структурных единиц технологических методов рассматриваются способ воздействия на материал заготовки, вид энергии подвозимой в зону обработки, способ подвода энергии, рабочая среда, инструмент, статика, кинематика и динамика обработки.

Типизация технологических решений на уровне компонентов методов обработки позволила говорить о появлении понятия гибкоструктурной технологии.

Под гибкоструктуной технологий следует понимать комплекс структурированных до уровня компонентов методов обработки технологических решений, сочетаемых с формальными правилами поиска готовых или создания новых методов обработки, конструкторско-технологических решений, переходов, операций и их комбинаций и процессов в целом, обеспечивающих заданное качество детали.

При этом гибкость технологии заключается в создании такой структуры технологического решения, которая отвечает текущей технологической цели и может быть оперативно изменена при изменении требований к ней.