CC BY
20
УДК 621.9.65.015.13
В.Б. Масягин, V.B. Masyagin, e-mail: [email protected]
Омский государственный технический университет, г. Омск, Россия
Omsk State Technical University, Omsk, Russia
АВТОМАТИЗАЦИЯ РАСЧЕТА РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ
AUTOMATE THE TOLERANCE CHARTING IN THE DESIGN OF MACHINIG TECHNOLOGY
Рассматривается программное обеспечение для проектных и проверочных технологических размерных расчетов, обеспечивающее повышение качества и производительности проектирования технологии.
We consider the software of design and verification of tolerance chart calculations to ensuring higher quality and productivity of designing.
Ключевые слова: размерная цепь, технологический, конструкторский, допуск
Keywords: dimensional chain, technology, design, tolerance
Необходимым этапом разработки технологических процессов механической обработки является расчет технологических размерных цепей. Этот расчет гарантирует обеспечение точности изготовления деталей. Технолог, на основе расчета технологических размеров, может обоснованно определить требования к операциям механической обработки деталей, а также получает возможность оценить влияние простановки размеров и выбора схем базирования деталей на точность изготовления и установить причины брака при механической обработке. В основе расчета технологических размеров лежит выявление и расчет размерных цепей [1].
328
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Задачи, решаемые с помощью размерных цепей, разделяют на два типа: проектные и проверочные [1, 2]. Проектная задача является основной, так как она позволяет решить главную задачу проектирования технологического процесса механической обработки - определить параметры составляющих звеньев - технологических размеров, обеспечивающих точность замыкающих звеньев - конструкторских размеров. Проверочную задачу решают при необходимости проверки правильности уже имеющихся значений номинальных размеров, допусков, отклонений, с целью выявления возможных ошибок при расчете технологических размеров.
Вследствие большой трудоемкости размерных расчетов, для их выполнения применяется программное обеспечение, разработанное Матвеевым В.В., Иващенко И.А., Мордвиновым Б.С., Рахимовым Э.Г., Калачевым О.Н. [3], Шаминым В.Ю. [4] и другими учеными. При этом сохраняется необходимость формирования размерных схем и графов в ручном режиме, что затрудняет внедрение данных программ на производстве.
Для проектного расчета линейных технологических размеров на кафедре «Технология машиностроения» ОмГТУ разработаны программы для ЭВМ «Расчет линейных технологических размеров и допусков «DIAMOND»» [5] и «Автоматический расчет линейных технологических размеров «AUTOMAT»» [6]. На основе информации о детали и технологическом процессе механической обработки программы автоматически назначают допуски на технологические размеры, значения минимальных припусков, выводят сообщения о технологических размерах, имеющих недостаточную точность, и выполняют расчет технологических размеров и их корректировку.
Отличительной чертой данных программ является использование для подготовки исходных данных только информации чертежа и технологического процесса. Из процесса подготовки данных исключен трудоемкий этап построения размерных схем, характерный для известных программ, который заменяется описанием геометрических моделей детали и технологического
процесса. Кроме того, программа «AUTOMAT» снабжена модулем автоматического обеспечения конструкторских допусков.
Геометрическая модель детали при расчете линейных технологических размеров [5] представляет собой эскиз детали, на котором показан контур детали, проставлены и пронумерованы линейные конструкторские размеры, которые являются определяющими в расчете технологических размеров. Номеруются также поверхности - границы конструкторских размеров детали, начиная с крайнего левого торца, слева направо, в возрастающем порядке. Номера поверхностей, открытые влево, обозначаются знаком минус, открытые вправо - знаком плюс. При создании модели заготовки и технологического процесса используются эскиз заготовки и операционные эскизы механической обработки с технологическими размерами, которым присваиваются номера, отражающие порядок, в котором они выполняются. Поверхности заготовки и операционных эскизов - базы и границы технологических размеров -нумеруются номерами аналогичных поверхностей модели детали, т.е. информационно связаны с моделью детали.
Заданные чертежом номинальные значения конструкторских размеров с верхним и нижним отклонением и с номерами границ, а также номера границ технологических размеров для заготовки и для каждой операции вводятся в компьютер в виде текстового файла, после чего запускается программа и осуществляется ввод имени файла в окно интерфейса программы. Устанавливаются режимы формирования вспомогательного файла и назначения отклонений полей технологических допусков «в тело» или «±5/2». Для программы «AUTOMAT» необходимо дополнительно задать режим автоматического обеспечения конструкторских размеров - «сжатие допусков», «сжатие + расширение допусков». Программа автоматически создаст информационный файл, в котором содержатся сообщения о проверке исходных данных по признаку количества и по признаку качества, а также вспомогательный файл, содержащий данные о технологических допусках и припусках.
329
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
Информационный файл содержит таблицу ожидаемых погрешностей конструкторских размеров, в каждой строке которой представлены индекс размера, значение допуска на этот размер, ожидаемая погрешность конструкторского размера и перечень индексов технологических размеров, из суммы значений допусков которых складывается ожидаемая погрешность конструкторского размера. Если допуск конструкторского размера не обеспечивается, программа выдает информационное сообщение, и в этом случае необходимо внести изменения в технологию. При обеспечении всех допусков конструкторских размеров программа выполняет расчет технологических размеров и их корректировку. Кроме номинальных значений с отклонениями для технологических размеров, выдаются минимальные значения припусков на сторону со значениями верхних отклонений для припусков.
Время проведения проектного расчета с применением разработанных программ составляет от 1 часа для несложных деталей (20 конструкторских размеров и 40 технологических размеров) и до 3 часов для сложных деталей (50 конструкторских размеров и 100 технологических размеров).
Для проверочного расчета линейных технологических размеров в ОмГТУ разработана программа «Проверочный расчет линейных технологических размеров и допусков «DIAMOND-B»» [7], использующая такие же исходные данные, что и при проектном расчете с помощью программ «DIAMOND» и «AUTOMAT», дополненные значениями известных номинальных значений технологических размеров и отклонений. Проверочный расчет технологических размеров заключается в определении - обеспечиваются ли номинальные значения конструкторских размеров с отклонениями, и минимальные припуски.
На первом этапе проверки определяется ожидаемая погрешность конструкторских размеров. Если допуски конструкторских размеров не обеспечиваются, то программа выдает соответствующее сообщение. Необходимо внести изменения в проверяемую технологию. На втором этапе проверки определяется - обеспечиваются ли значения верхнего и нижнего отклонений конструкторских размеров и припусков. Далее выдается информация о проверяемых конструкторских размерах и припусках. После этого, при обеспечении минимальных и максимальных значений конструкторских размеров и припусков - замыкающих звеньев, -выдается сообщение: «Замыкающие звенья обеспечиваются». При их не обеспечении выдаются соответствующие сообщения.
В современных условиях усложнения конструкций и повышения требований к технологическим процессам, выполняемым на современном дорогостоящем оборудовании, значительную помощь технологу оказывает применение программ для автоматизированного расчета и проверки технологических размеров. Тем самым обеспечивается возможность повышения качества и сокращения сроков проектирования технологических процессов механической обработки.
Библиографический список
1. Балакши, Б. С. Основы технологии машиностроения / Б. С. Балакшин. - М. : Машиностроение, 1969. - 559 с.
2. Мордвинов, Б. С. Расчет технологических размеров и допусков при проектировании технологических процессов механической обработки : учеб. пособие / Б. С. Мордвинов, Е. С. Огурцов. - Омск : ОмПИ, 1975. - 160 с.
3. Калачев, О. Н. Интерактивное моделирование размерных изменений заготовки при проектировании технологического процесса механической обработки / О. Н. Калачев // Информационные технологии. - 2001. - № 2. - С. 10-14.
4. Шамин, В. Ю. Теория и практика решения конструкторских и технологических размерных цепей [Электронный ресурс] : электронное учебное пособие / В. Ю. Шамин. - 5-е изд., перераб. и доп. - Челябинск : Издательский центр ЮУрГУ, 2012. - 530 с. - Режим доступа : http://www.lib.susu.ac.ru/ftd?base=SUSU МЕТН0Р&кеу=000305123.
330
Динамика систем, механизмов и машин, № 2, 2014
5. Масягин, В. Б. Автоматизация размерного анализа конструкций и технологических процессов [Текст] : учеб. пособие / В. Б. Масягин. - Омск : ОмГТУ, 2008. - 232 с.
6. Масягин, В. Б. Автоматическое обеспечение конструкторских допусков при размерных технологических расчетах / В. Б. Масягин // Современные проблемы машиностроения : сб. науч. тр. VII Межд. науч.-техн. конф. / под ред. А. Ю. Арляпова,
A. Б. Кима ; Томский политехнический университет. - Томск, 2013. - С. 327-331.
7. Масягин, В. Б. Проверочный расчет линейных технологических размеров при проектировании и анализе технологических процессов механической обработки /
B. Б. Масягин, В. А. Бартоломей, И. А. Бушков // Проблемы разработки, изготовления и эксплуатации ракетно-космической и авиационной техники : матер. V Всерос. науч. конф., посвящ. памяти гл. конструктора ПО «Полет» А. С. Клинышкова. - Омск : ОмГТУ, 2010. -
C. 173-177.
