CC BY
35
УДК 658.562.64
Д. Г. ВОЛЬСКОВ
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ В САЬ8-МЕТОДОЛОГИИ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ДЕТАЛЕЙ САМОЛЁТА МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКОЙ
Рассматриваются этапы создания модуля «Технологичности изделий» авиационных изделий механической обработки на основе сертифицированных СЛЬБ-технологий.
Ключевые слова: САЬ8-технологии, технологичность изделий, сертифицированная система САБ/САМ/САБ, код программы.
Действующие авиационные правила не регламентируют применение CALS-технологии в качестве обязательного условия разработки, производства и эксплуатации авиационной техники. Однако, чтобы ведущие предприятия авиационной промышленности России могли конкурировать с производителями США и Европейского союза, необходимо активно внедрять CALS-технологии. Уровень внедрения CALS-технологий и их использование должны рассматриваться как инструмент в процессе сертификации авиационной техники, это поднимет уровень безопасности полётов. Внедрение CALS-технологий на авиационном предприятии необходимо начинать с обучения специалистов в рамках сертификации на использование программно-технических средств, их лицензий и организацию информационных технологий в системе предприятия. Вся рабочая документация готовится в электронном виде на сертифицированных программно-технических комплексах. С учётом изложенного и принимая во внимание необходимость скорейшего внедрения в практику сертификации авиационной техники современных информационных технологий, можно снизить материальные и временные затраты. Применение CALS-технологий в качестве инструмента сертификации создаст возможность проводить сертификацию быстрее и с более высоким качеством [1].
Принципы CALS связаны с жизненным циклом компонентов воздушных судов. Жизненный цикл компонентов воздушных судов - совокупность взаимосвязанных процессов создания и последовательного изменения состояния компонента (изделия) от формирования исходных требований к нему до окончания его эксплуатации
© Вольсков Д. Г., 2016
или потребления [1]. Каждый из указанных процессов связывают с определённым этапом жизненного цикла, которые применяются в сертификационном программном комплексе.
На этапе разработки конструкции изделия определяются основные сроки и этапы выполнения работ по проектированию. База данных летательного аппарата пополняется новыми данными, представляемыми на рассмотрение и утверждение заказчику. Разработки конструкторской документации в электронном виде выполняют на сертифицированном комплексе САБ/САМ/САБ - системах. На этом этапе можно провести сертификацию предоставления услуг (работы) конструкторов конструкторского бюро. Алгоритм работы конструктора по проектированию деталей летательного аппарата в сертифицированной системе САБ/САМ/САБ может быть следующий [1]:
- изготовление детали осуществляется на высокотехнологичных многооперационных станках;
- заготовка изготавливаемой детали выполнена из проката (эти этапы фактически ориентированы на технологичность конструкции);
- операции вычитания прямоугольника, поверхности или цилиндра, образование фаски в сертифицированной САБ/САМ/САБ системе позволяют получить последовательность действий для разработки управляющей программы для станка с ЧПУ.
Рассматривая изделие в системе жизненного цикла, на этапе разработки конструкции изделия возможна автоматизация обеспечения её технологичности (рис. 1). Основываясь на описанный алгоритм, в сертифицированной системе САБ/САМ/САБ функции и задачи технологической подготовки производства (ТИП) на этапе входной информации максимально автоматизируются.
Рис. 1. Оценка полноты автоматизации основных функций ТПП (заштрихована доля трудоёмкости работ, выполняемых в автоматизированном режиме) [2]
Рис. 3. Значок (пиктограмма) технологичности
Рис. 2. Дерево описания построения при твердотельном моделировании
Входную информацию для системы ТПП образуют: рабочая конструкторская документация на изделие и директивную заготовку (заготовку детали, поступившую к изготовителю изделия с другого предприятия, например, специализирующегося только на выпуске заготовок), объем выпуска изделия, информационное обеспечение [2].
Основными функциями ТПП на уровне предприятия являются [2]:
• обеспечение технологичности конструкций изделий;
• выбор и подготовка заготовок;
• разработка технологического процесса (ТП);
• проектирование средств технологического оснащения;
• контроль и управление ТП.
Состояние поддержки решений, принимаемых при выполнении отдельных функций и задач ТПП, различно (рис. 1). Большинство задач, выполняемых при ТПП, являются трудно- или неформализуемыми [2].
В настоящие время все современные детали проектируются в твердотельных моделях, и это
оправдано. После конструирования твердотельных моделей конструктор, если это необходимо, переводит деталь в двухмерную модель (чертёж), и всё построение трёхмерной твердотельной модели теряется. Используя в анализе чертеж, технолог заново начинает проектировать технологический процесс для изготовления детали, но маршрутный технологический процесс уже был спроектирован конструктором в дереве описания проекта твердотельного моделирования CAD-системы. Спроектированную деталь в CAD-системе вместе с деревом построения можно будет использовать для проектирования технологического процесса.
Основываясь на опыте проектирования технологических процессов, изготовление деталей ведётся по описанию геометрии поверхностей. Технолог описывает изготовление детали, проектируя механическую обработку поверхностей. С другой стороны, конструктор проектирует твердотельную модель, выталкивая или вращая поверхности, все эти действия записываются в дерево построения модели. Дерево построения модели технолог может использовать для проектирования технологического процесса (рис. 1).
Для создания твердотельной модели в сертифицированной системе САБ/САМ/САБ, представленной на рис. 2, конструктор из заготовки цилиндрической формы выталкивает второй цилиндр и после этого делает булеву операцию. При описании тех же самых действий с точки зрения технологии, технолог опишет булеву операцию как «Токарную операцию», а «выдавливание» цилиндров как «Токарные переходы». В токарных переходах идёт раскрытие обработки поверхностей выдавленных цилиндров.
Максимально автоматизируя технологичность конструкции изделия в сертифицированной системе САБ/САМ/САБ, в интерфейс программы добавляется специальный значок (пиктограмма) «Технологичность» (рис. 3). Данный значок вводится в выпадающие окна главного
меню и в дополнительные окна построения и булевых операций (рис. 4).
Сделав клик мыши в сертифицированной системе САБ/САМ/САБ по пиктограмме (рис. 3, рис. 4), появляется окно-подсказка, которое помогает конструировать изделие с точки зрения технологичности (рис. 5)
Текст кода макроса описан на языке С и является многострочным с элементами вызова соответствующих пиктограмм (рис.6).
Всё вышеописанное позволяет автоматизировать обеспечение технологичности конструкции изделия, что ведёт к уменьшению себестоимости изготовления изделий летательного аппарата и способствует его конкурентоспособности в целом.
Построения Чертеж Операм»
Узел
Прямая
О Окружность
Эллипс
ф Сплайн
Технологичность нзделжн
У- 1 Эквидистанта
\ Функция
Юуть
а Вектор привязки /
ш Рабочая плоскость 1
Ей Рабочая поверхность /
и. ЗО^Узел /
30 Профиль 1
30 Путь /
Путытрубопровода /
□ Сечение /
и Система координат
ф Источник света /
Камера! ( /
|Чер тёж | Операции Оформлс
> Изображение
и Эскиз
4» Технологичность нзделнн
е Оси
А Текст
Ш Штриховка /
Размер /
5 (Надпись /
Ф Шероховатость /
Допуск У
д-д Обозначение вида
«0 Фрагмент
Э] Картинка
Элемент управления
■а /Чертёжный вид
/ Копия ►
/ Массив к
X Пересечение линий
ъ Фаска
□ ю аа 20 Проекция
Пиктограмма «Технологичность»
мции | Оформление Анал1
Выталкивание Вращение
Технологичность нзделжн Сглаживание ►
Булева По сечениям По траектории По параметрам Трубопровод 30 Фрагмент Внешняя модель 30 Изображение Копия Симметрия
Массив ►
Спираль
Пружина
Отсечение
Оболочка
Отверстие
Деформация
Уклон
Листовой металл Грани
Наложение материала Резьба
Состав модели
Рис. 4. Пиктограмма (значок) «Технологичность», вставленный в интерфейс САБ/САМ/САБ-системы
Нетехнологично
<Р1 V-®,
Нетехнологично
¿1 к
а
Технологично
ЯП //л
ш
Нетехнологичио
Технологично
Нетехнологичио
Технологично
Нетехнологичио Технологично
ж щ
-Л
, ) 1 „
и и
] с
■С& тщт
Нетехнологично Технологично Нетехнологично Технологично
Не техно л оги ч но Тех иол оги ч и о
Ш I
1/71-
шгг ш УЛ
у/А 7777^ т т ¿Ш: ш
и
Нетехнологичио Техиологнчио Нетехнологичио Технологично Нетехнологичио Технологично
ЕфЕЗф
К
л
Нетсхпологнчно
1схнологнчно
Нетехиологнчио
га
и
Нетехнологично Технологично
Рис. 5. Детали, обрабатываемые на металлорежущих станках: а...р виды поверхностей обрабатываемых деталей
Рис. 6. Программный код приложения технологичности
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Вольсков Д. Г. Сертификация компонентов воздушных судов в методологии САЬ8-технологий // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. -Т. 16, №6-2. - С. 406-411.
2. Кондаков А. И. САПР технологических процессов : учебник для студ. высш. учеб. заведений. - М. : Издательский центр «Академия», 2007. - 272 с.
3. Шишмарёв В. Ю. Автоматизация технологических процессов : учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. - 9-е изд., стер. - М. : Издательский центр «Академия», 2014. - 352 с.
4. Маркова Е. В. Инновационный потенциал наукоёмкого предприятия авиационного космического комплекса // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. - 2014. -Т. 16, №6-2. - С. 501-504.
Вольсков Дмитрий Геннадьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры «Самолётостроение» ИАТУ УлГТУ. Имеет монографию, научные статьи в журналах ВАК, учебные пособия.
Поступила 30.08.2016 г.
