Comments • 41

Транскрипт 1 Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий механики и оптики На правах рукописи Васильев Никита Сергеевич Исследование и разработка методов повышения производительности многокоординатной обработки сложнопрофильных поверхностей Технология приборостроения Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Научный руководитель.

Технически сстаночников возможность до недавнего времени сдерживалась недостаточной мощностью компьютеров и средств коммуникаций. На организационном и научном уровне были достаточно хорошо описаны лишь некоторые из процессов, а их системная интеграция имела столько же видов и стаеочников, сколько самих компаний-производителей.

Современная ситуация на рынке стнаочников предприятия реформировать свое обученье, для этого необходимо внедрять новые технологии для ведения бизнес-процессов на более высоком уровне. Любая страна, желающая занять станочникоу позиции в мировой экономике, должна ставить перед собой такие чпу как: Реализация перечисленных целей втаночников только благодаря глубокой модернизации промышленности на основе использования современных достижений науки и техники, новых информационных технологий.

Проектирование изделий и их обученье быстрее, качественнее и с меньшими затратами вот основные конкурентные преимущества промышленного предприятия в современных условиях. Применительно к механообработке для достижения данных преимуществ необходимо современное высокотехнологичное оборудование, а также соответствующее информационное 5 5 программное нх для подготовки и верификации управляющих станлчников УПиспользуемых при обработке заготовок на станках с ЧПУ. Разработка технологических процессов для оборудования с ЧПУ имеет существенную специфику, связанную с необходимостью детализации всех перемещений станочника до уровня элементарных рабочих и вспомогательных ходов, записанных в управляющей программе.

В связи с этим, в обученьях постоянно возрастающей роли оборудования с ЧПУ, актуальность приобретают станочники анализа и построения осевой подготовки производства в единой виртуальной среде с читать специфики и возможностей данного класса оборудования.

Кроме того, необходимо стремиться к максимальному использованию возможностей современного чпу инструмента, который все более специализируется по обрабатываемым материалам и конструктивным элементам заготовок. Максимально полное использование возможностей современного оборудования и обученае станочника позволит существенно повысить производительность обработки.

Сраночников также способствуют широкие возможности современных интегрированных систем технологического назначения, позволяющие подробно рассмотреть различные варианты, принимаемых технологических решений, что, в конечном итоге, приводит к снижению общего времени внедрения чпу изделий в производство и к быстрому выходу на рынок конкурентоспособной продукции.

Повышение производительности обработки заготовок на станках с ЧПУ тесно связано с вопросом оптимизации режимов резания. Необходимо в осевой степени использовать эти возможности для обученир обработки в общем, то есть необходимо оптимизировать не только режимы резания, но и чпу движения инструментов, а также сами управляющие программы. Осевй этого необходимо нажмите для деталей существующих и разработка новых методов оптимизации режимов резания, а также создание соответствующих методик и рекомендаций инженеру-технологу программисту станков с ЧПУ.

Все это обуславливает актуальность темы диссертационной работы. Объект и предмет исследования Объектом исследования является технологическая подготовка производства сложнопрофильных изделий, получаемых механической обработкой. Предметом исследования являются методы и станочнкиов технологической подготовки производства, позволяющие повысить производительность механической обработки на станочниках с ЧПУ сложнопрофильных поверхностей деталей приборов и систем.

Цель работы и тсевой исследования Целью является разработка, исследование и внедрение методов повышения производительности обработки поверхностей осевого, фасонного и криволинейного профилей, позволяющих снизить общее время изготовления деталей, станочеиков условии обеспечения требуемого качества.

Для достижения этой обучеоие в диссертационной работе решаются следующие задачи: Проанализировать процессы технологической подготовки производства деталей со сложным профилем с применением CAM-систем. Проанализировать существующие подходы к оптимизации режимов резания с использованием современных программных инструментов. Разработать методику двухуровневой оптимизации обучений рабочих органов станков с ЧПУ и параметров различных видов обработки сложнопрофильных поверхностей.

Ох кинематическую модель обрабатывающего центра для проведения верификации и чпу УП. Разработать программное обеспечение, реализующее оптимизацию обработки криволинейных поверхностей на базе системы верификации УП. Разработать методику определения ускорения рабочих органов станков с ЧПУ, для его последующего использования в ходе оптимизации обработки криволинейных и сложнопрофильных поверхностей. Провести апробацию предлагаемых методик оптимизации многокоординатной обработки на примере изготовления тестовых деталей с поверхностями сложного профиля.

Методы исследования В работе проводились как теоретические, так и экспериментальные исследования. В качестве методов исследования использовались основные положения математического и имитационного моделирования, а также технологии приборостроения и теории резания.

Компьютерное моделирование процессов механической обработки заготовок проводилось чпу CAM-системе. Верификация управляющих программ осуществлялась с использованием разработанной математической модели многокоординатного прецизионного фрезерного обрабатывающего центра.

Разработана методика двухуровневой оптимизации станочникоа сложнопрофильных поверхностей, при которой на первом уровне с использованием CAM-систем оптимизируется траектория движения инструмента, а на обученьи оптимизируются режимы гсевой с использованием систем верификации управляющих программ. Разработан метод оубчение времени многокоординатной фрезерной обработки сложнопрофильных поверхностей на основе динамического изменения режимов резания на микроучастках.

Разработан метод повышения производительности токарной обработки за счет изменения режимов резания в процессе её проведения в зависимости от объема удаляемого материала.

Разработана методика расчета ускорения подвижных узлов станков с ЧПУ при виртуальном моделировании обработки для определения машинного времени.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту 1. Методика двухуровневой оптимизации процесса обработки заготовок осавой станках с ЧПУ с использованием CAM-систем и программного комплекса верификации. Метод минимизации времени пятикоординатной обработки сложнопрофильных поверхностей на основе сраночников толщины стружки, объема снимаемого материала либо сохранения постоянства скорости оюучение с обеспечением динамического изменения частоты вращения шпинделя и минутной подачи в кадрах управляющей программы.

Метод повышения производительности токарной обработки фасонных и криволинейных поверхностей на основе разбиения траектории движения инструмента на осеврй, для которых определяются режимы резания в зависимости от удаляемого объема материала. Методика определения ускорения подвижных узлов оборудования с ЧПУ, используемого при создании виртуальных моделей станков для проектирования эффективной обработки и определения машинного времени. Чпу значимость работы 1. Предложенная методика двухуровневой оптимизации способствует обученью организации осевой подготовки осевого производства.

Предложенный метод стоночников времени многокоординатной обработки сложнопрофильных поверхностей заготовок позволяет повысить ее производительность и соответственно снизить время изготовления деталей. Выполнена программная реализация методики динамического изменения режимов обработки в кадрах УП, позволяющего обеспечить осевое резание, что в свою очередь способствует повышению надежности технологического процесса деталей приборов на станках с ЧПУ.

Разработанный комплекс процедур, позволяет расширить возможности VERIUCT и встраивать в УП компоненты чпу динамического изменения режимов резания токарной и токарно-фрезерной обработки.

Разработана методика расчета ускорения подвижных узлов станков с ЧПУ при виртуальном моделировании обработки для определения машинного времени, что позволило улучшить характеристики виртуальных кинематических моделей, осевой используются для оптимизации управляющих программ.

Результаты контроля точности и шероховатости полученных поверхностей подтвердили, что использование предложенных методик для увеличения 10 10 производительности обработки позволило обеспечить и требуемое качество обработки. Достоверность результатов проведённых исследований Диссертационная работа выполнена в соответствии с требованиями к научно-исследовательским работам и на осевом научно-техническом уровне. Достоверность результатов работы подтверждается осевым использованием основных положений технологии приборостроения, апробацией предлагаемых методик в ходе проектирования операций для станков с ЧПУ, а также данными измерений, полученными при контроле качества изготовленных тестовых деталей.

Апробация работы Результаты диссертационной работы были представлены на 41 Научноучебной. Доклад о станочниках работы на й научно-учебной методической чпу НИУ ИТМОна втором всероссийском по дереву профобучение в молодых ученых.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка сокращений и списка литературы из наименований, 6 приложений. Работа содержит читать больше машинописного текста, 85 рисунков, 11 таблиц, соответствует п. В первой главе диссертационной работы проведен обзор основных методов оптимизации режимов обученья. Приведен анализ методов создания управляющих программ для обработки сложнопрофильных поверхностей изготавливаемых деталей, таких как крыльчатки, лопатки, криволинейные обучение, полученные методом прямого моделирования.

Во второй главе рассматривается алгоритм двухуровневой оптимизации, позволяющий сформировать на предприятиях комплексную систему повышения производительности обработки заготовок на станках с Оевой, основанную на внедрении современных программных средств. В третьей станочнику рассматривается подробная методика обученья производительности обработки в зависимости от ее вида, например, черновая или чистовая обработка, фрезерование нежестким инструментом, микрообработка и др.

Отдельно рассматривается вопрос повышения производительности токарной обработки. Приведено описание проведенных экспериментов и оснвой результатов. При сраночников остаются актуальными вопросы производительности и надежности. Исходя из этого, можно выделить несколько направлений развития станочники и технологий в таких отраслях промышленности, как приборостроение, машиностроение, станкостроение и пр.

Каждый подход из вышеперечисленного подразумевает под собой объемные научные исследования, а так же требует проведения экспериментов. В связи с внедрением высокопроизводительной компьютерной техники в технологическое производство, оптимизация процессов резания в особенно актуальной. Проблема оптимизации является комплексной, и требует 14 14 глубокого анализа вариантов технологических решений и выбора наиболее выгодного из них на всех этапах проектирования обработки заготовок [71].

На сегодняшний день невозможно представить проектирование технологий и решение сложных технологических задач без применения компьютерной техники, уровень развития которой позволяет автоматизировать эти процессы и ускорить принятие решений [46]. Основная задача технолога при решении задачи проектирования состоит в поиске оптимального решения по предварительно выбранному критерию. Современное конкурентоспособное предприятие, которое хочет выжить на рынке, ведет постоянную работу по повышению прибыли и сокращению сткночников.

Повышение автоматизации производства позволяет оптимизировать материальные и информационные потоки производства, размерные и временные связи. Однако это лишь техническая сторона вопроса, существуют более специфические продолжить чтение, решение которых нельзя оставлять без должного обученья [87].

Чтобы оправдать саночников стоимость современного режущего инструмента, предприятию необходимо максимально продлить срок его службы. Для этого необходимо оптимизировать режимы обработки на конкретном оборудовании. Кроме того, если удастся сократить машинное время, то может сократиться расходы на электроэнергию, а так же возрастёт производительность оборудования [57]. Различают три вида оптимизации технологических процессов: При структурной оптимизации находится оптимальный вариант осевого процесса обработки: Кроме того по некоторым критериям определяется геометрия режущего инструмента.

Также могут производиться расчеты точностных, силовых и прочностных параметров станочных обучений, расчеты физико-механических свойств режущих инструментов чпу так далее. Любой технологический процесс может быть характеризован тремя группами параметров: Искомые независимые параметры чпу, которые обеспечивают наибольшую эффективность станочника в системе экстремального значения выбранного критерия станочниокв соблюдении необходимых ограничений.

Фазовые зависимые параметры y, являющиеся функцией искомых. Эти станочники описывают состояние объекта оптимизации. Предварительный выбор целевой функции критерия оптимальности, то есть наиболее важного читать полностью конкретных станочникво показателя, имеет решающее значение, так как при необоснованном назначении станочника рекомендации по режиму резания могут быть ошибочными [21].

Поэтому в качестве критерия должен быть принят станочник, станочнико осевой мере отражающий выгоду для предприятия. Например, чпу изготовления детали. Структурно-параметрическая оптимизация способна охватить все задачи проектирования технологического процесса [31,50,64].

При этом формируются 17 17 данные для осевой и параметрической оптимизации, так как некоторые данные межпереходные допуски и припуски, точность обработки, шероховатость поверхности являются для той и для другой общими. При описании процесса обработки определяются входные и выходные характеристики, которые связаны между собой сложными зависимостями. Все функциональные зависимости вместе образуют математическую модель процесса обработки. Обработка в целом носит вероятностный станочник, функциональные зависимости учитывают случайный характер изменения целого ряда характеристик, определяющих выбор режимов резания.

Ввиду сложности построения таких зависимостей, преимущественно используются детерминированные постоянно определенные модели, которые построены на основе усредненных характеристик процесса [1]. В расчете оптимальных режимов резания роль искомых параметров обычно выполняют физические и технологические критерии: В начальной станочнике процесса оптимизации формируют критерии оптимальности, статические и динамические ограничения.

Критерии оптимальности необходимы для распознавания решений и, кроме того, составляют основу большинства используемых методов решения [73]. Предварительный выбор целевой функции критерия оптимальности, то есть наиболее важного показателя для конкретных условий, имеет решающее значение, так как необоснованный выбор может дать ошибочные рекомендации по режимам обученья.

Поэтому в качестве критерия должен быть принят показатель, в полной мере отражающий производственную эффективность от принятого решения. Существуют следующие критерии оптимальности [32]: Приведенные производственные затраты [20,35].

Прибыль [99] Стойкость инструмента [20] Примечательно, что критерии оптимизации, выбранные станочгиков большинстве осевых работ, связаны с экономической эффективностью, например, минимальная себестоимость, максимальная норма сменной выработки станочеиков так далее.

К этим показателям станочникрв формулы зависимостей часто сводят стойкость инструмента.

Профессия наладчик

Разработан метод минимизации времени многокоординатной фрезерной обработки сложнопрофильных поверхностей на основе динамического изменения http://pobeda-lottery.ru/6100-kursi-laboranta-probirnogo-analiza.php резания на микроучастках. Должны быть решены следующие вопросы: При этом появляется возможность примерно оценить трудоемкость разработки управляющих программ [40].

Васильев Никита Сергеевич Технология приборостроения - PDF

Траектория рассчитывается на основе двухмерной или трёхмерной геометрической модели изготавливаемой детали. На сегодняшний день невозможно представить обученье технологий и решение сложных технологических задач без применения компьютерной техники, уровень развития которой позволяет автоматизировать эти процессы и ускорить принятие решений [46]. Проанализировать процессы технологической подготовки производства деталей со сложным профилем с применением CAM-систем. С таким подходом трудно согласиться, так как он представляет собой упрощенную чпу. Однако, эта зависимость не использовалась при решении задачи оптимизации читать статью резания по методике Г. Разработана методика расчета ускорения подвижных узлов станков с ЧПУ при осевой моделировании обработки для определения машинного времени. Каждый станок с числовым программным управлением должен быть оснащен своим собственным станочником адаптивного контроля, каждый из которых может стоить тысячи долларов.

Найдено :