CC BY
63
0,02 - 0,09-2 <Д< 0,02 + 0,09-2, - 0,16 мм < Д < +0,2 мм. Запишем результат с учетом погрешности:
h
+0,2
-0,16 мм.
Анализируя полученные результаты, можно сделать вывод, что использование коррекции температурной погрешности при измерении ультразвуковым толщиномером в диапазоне температур от -10 °С до 70 °С позволяет снизить погрешность измерений в два раза.
Заключение
Таким образом, результаты проведенного эсперимента показали, что температура существенно влияет на ультразвуковое измерение толщины, поэтому необходимо дополнительное исследование в этом направлении.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Неразрушающий контроль. Кн. 2. Акустичские методы контроля : практ. пособие / под ред Су-хорукова В.В. М. : Высш. шк., 1991. 283 с.
2. Крауткремер Й., Крауткремер Г.. Ультразвуковой контроль материалов. М. : Металлургия, 1991. 752 с.
3. Калинин В.А., Тарасенко В.Л., Цеслер Л.Б. По-грепшости измерений ультразвуковыми толщиномерами, обусловленные варьированием скорости распространения ультразвука в конструкционных сталях и металлических сплавах // Дефектоскопия. 1988. № 1. с. 18-25.
4. Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия. М. : Металлургия, 1974. 240 с.
5. Королев М.В. Эхо-импульсные толщиномеры. М. : Машиностроение, 1980. 111 с.
6. Толщиномер ультразвуковой ИРКОН УТ1608 специализированный : руководство по эксплуатации.
7. Гмурман В. Е. Теория верояностей и математическая статистика. М. : Юрайт, 2010. 479 с.
8. Берк К., Кейри П. Анализ данных с помощью Microsoft Excel. М. : Вильямс, 2005. 560 с.
9. Воскобойников Ю.Е., Воскобойникова Т.Н. Решение задач эконометрики в EXCEL. Новосибирск, 2006.
10. ГОСТ Р 8.862-2013 Толщиномеры ультразвуковые. Методика поверки. Введ 2015-01-01. М. : Стандартинформ, 2014.
УДК 621.757 Карлина Юлия Игоревна,
магистрант института авиамашиностроения и транспорта, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 8-914-879-85-05, e-mail: asup@irzirk.ru Яценко Ольга Валерьевна,
к. т. н., доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительных производств, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 89025664353, e-mail: voila@istu.irk.ru Шабалин Антон Владимирович, к. т. н., доцент кафедры технологии и оборудования машиностроительных производств, Иркутский национальный исследовательский технический университет,
тел. 89148800312, e-mail: freeman@istu.edu
РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ВНЕДРЕНИЮ КОМПОНЕНТОВ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА
U. I. Karlina, O. V. Yatsenko, A. V. Shabalin
DEVELOPMENT OF MEASURES FOR THE IMPLEMENTATION OF THE COMPONENTS INFORMATION SYSTEM OF THE DESIGN AND TECHNOLOGICAL PROCESS OF
PREPARATION OF PRODUCTION
Аннотация. Статья посвящена разработке мероприятий по внедрению компонентов интегрированной информационной среды для создания цифрового макета изделия на примере ПАО «Иркутский релейный завод». Обоснована целесообразность внедрения САПР и PDM-систем на предприятиях машиностроения, отмечена важность прогнозирования результатов этого внедрения для конкретного предприятия с учетом его специфики. Описаны мероприятия для поэтапного внедрения CAD/CAM-систем и PDM-системы и правил работы в них. Приведен перечень критериев разработки тестового задания для проверки работоспособности системы и готовности персонала к работе в данной системе на примере CAMWorks с постпроцессором для станка HURCO VMX10U с учетом специфики изделий, изготавливаемых на Иркутском релейном заводе. Внедрение должно сопровождаться разработкой стандарта предприятия по обеспечению интеграции этапов конструкторско-технологической подготовки производства при переходе к комплексному использованию CAD/CAM-систем в рамках системы электронного технического документооборота.
Машиностроение и машиноведение
Ключевые слова: внедрение CAD-системы, внедрение CAM-системы, внедрение PDM-системы, организация кон-структорско-технологической подготовки производства на основе цифрового макета.
Abstract. The article is devoted to development of measures for implementation of the components of an integrated information environment for creating digital models ofproducts on the example of PJSC "Irkutsk Relay Plant". The expediency of the introduction of CAD and PDM systems at engineering enterprises is explained, the importance of predicting the results of the implementation for a particular enterprise taking into account its specificity is stressed. The measures for the gradual introduction of CAD/CAM systems and PDM system and operating instructions are described. The list of criteria for the development of the test task to test the system performance and the staff' readiness for work with this system is given on the example of CAMWorks with a postprocessor for the HURCO VMX10U machine taking into account the specifics of products manufactured at the Irkutsk relay. The introduction should be accompanied by the development of the enterprise standard to ensure the integration of the stages of design and technological preparation of production in the transition to the integrated use of CAD/CAM systems within the electronic technical document management system.
Keywords: introduction of CAD system, CAM system implementation, implementation of PDM system, organization of design and technological preparation of production based on a digital layout.
Введение
Формирование интегрированной информационной среды для создания цифрового макета изделия на предприятии позволит сократить время, затрачиваемое на конструкторско-технологическую подготовку производства, за счет возможности наличия различных версий изделия для выбора и доработки, одновременной работы по конструированию и отработке технологичности, сокращения времени на повторное построение чертежей и моделей на разных этапах подготовки производства, сокращения времени на поиск необходимой документации и исключения использования неактуальных версий документов при проектировании и изготовлении изделий, сокращения числа ошибок при проектировании. Сохранность и доступность документации в PDM-системе позволяет считать все разработки интеллектуальной собственностью предприятия.
Одна из главных проблем при принятии решения о внедрении PDM-системы заключается в том, что ее внедрение требует значительных материальных затрат, а положительный эффект от ее применения не всегда очевиден. В связи с этим немаловажным является не только оценка результатов применения PDM-технологии, но и прогнозирование этих результатов для конкретного предприятия с учетом его специфики [1-5].
Внедрение компонентов интегрированной информационной среды для создания цифрового макета изделия На предприятиях машиностроения внедрению САПР и PDM-систем уделяется особое внимание. При неавтоматизированной подготовке производства технология разрабатывается непосредственно в виде комплектов технологической документации. При использовании автоматизированных систем технологической подготовки производства создаваемые описания технологических процессов размещаются в компьютерной базе данных. Хранящиеся в базе данных техпроцессы являются основным источником информации для
решения задач автоматизированного управления технологической подготовкой производства [6]. Существует методика, призванная облегчить процесс перехода между важнейшими этапами разработки изделия - проектированием и технологическим контролем, ускорить процесс проектирования, а также упростить внесение изменений в готовую 3D-модель изделия [7]. Современные САПР ТП в первую очередь направлены на решение задач завершающих этапов проектирования технологического процесса, а именно заполнение технологической документации, подбор оборудования, анализ качества принятых решений и т. д. [8]. Полученная технологическая модель детали может быть использована для проектирования техпроцесса детали непосредственно или после преобразования модели. Таким образом, решается задача преобразования модели детали этапа конструкторской подготовки производства в модель этапа технологической подготовки производства [9]. Для снижения цикла подготовки документации и запуска изделия перед конструктором и технологом ставятся следующие задачи: выбор современных конструктивных решений, оптимального варианта изготовления и конструктивной компоновки изделия; рациональный выбор конструкции изделия в зависимости от функциональности изделия (выполняемой функции); использование стандартных, библиотечных конструктивных элементов при моделировании изделий [10].
В условиях рыночной конкуренции руководство компаний заинтересовано в максимально эффективном использовании нового программного обеспечения и оборудования. При этом заказы всё усложняются, а необходимое время реакции производства на потребности рынка сокращается. Очевидным решением снижения временных затрат и повышения управляемости компании является внедрение САПР и РБЫ-систем.
Наиболее оптимальными по функциональным возможностям с учетом конструктивных особенностей изделий и технологических процессов
Станок HURCO VMX10U
Производитель станка HURCO
Стойка ЧПУ WinMax 8 (ISNC)
Характеристики станка
Кинематическая схема станка * «w
Число программно управляемых осей станка 5(X,Y, Z, А, С)
Число одновременно управляемых осей станка 3 (X, Y, Z)
Наличие сменных паллет (для фрезерного станка) Нет
Максимальное число одновременно работающих инструментов 1
Число каналов управления 1
Дополнительные программно управляемые механизмы станка (задняя бабка, ловитель деталей, люнеты...) Нет
Документация по станку, предоставляемая Заказчиком
Руководство по программированию на русском или английском языке WinMax Mill NC r0116-301D.pdf
Тестовое задание Корпус^^ korpus.TAP
Дополнительные условия разработки ПО
Ограничения ПО Реализуемые G-коды: 00, 01-03, 17-21, 28, 40-43, 49, 54-59, 80-91, 98, 99 Реализуемые М-коды: 00, 01, 03-09, 30 Не подлежат реализации прочие функции как не поддерживаемые САМ-системами
Ограничения документации Нет
Рис. 1. Технические требования для станка HURCO VMX10U
на ПАО «Иркутский релейный завод» и стоимости владения являются САПР SolidWorks и PDM-система IPS белорусской компании «Интермех». Внедрение должно происходить в два этапа: внедрение CAD/CAM-систем и внедрение PDM-системы. Для внедрения приобретенных CAD/CAM-систем и правил работы в них требуется провести ряд мероприятий:
1. Провести обучение пользователей работе в системах автоматизированного проектирования SolidWorks и CAMWorks.
2. Ознакомить пользователей с Временной инструкцией по работе в системах автоматизированного проектирования SoПdWorks и CAMWorks.
3. Оценить на тестовом примере готовность пользователей к работе в системах автоматизированного проектирования SolidWorks и CAMWorks по правилам, применяемым на заводе, и допустить пользователей к работе.
4. Через два месяца провести анализ эффективности работы в системах автоматизированного проектирования SolidWorks и CAMWorks по пра-
Машиностроение и машиноведение
вилам.
5. Внести дополнения и изменения во Временную инструкцию по работе в системах автоматизированного проектирования SolidWorks и CAMWorks по результатам анализа работы.
Тестовое задание для проверки работоспособности системы CAMWorks с постпроцессором для станка HURCO VMX10U и готовности персонала к работе в данной системе составляется на основе технических характеристик станка, документации к станку с учетом дополнительных условий разработки ПО [11]. Тестовая деталь, выбранная для подготовки управляющей программы в CAMWorks и изготовления на станке, должна соответствовать следующим требованиям:
- реально выпускаемая на этом станке типовая деталь;
- содержит наиболее часто используемые в производстве конструктивные элементы;
- для ее изготовления используются основные операции, востребованные на этом станке.
Технические требования для станка HURCO VMX10U показаны на рис. 1.
В качестве тестовой детали выбран Корпус, планируемый для выпуска крупными партиями. При его изготовлении выполняются такие операции, как фрезерование, сверление, нарезание резьбы, производится коррекция на радиус инструмента. Это типичные операции для производства на этом станке.
Для покупки и внедрения на предприятии выбранной PDM-системы IPS компании «Интер-мех» необходимо выполнить следующие работы:
1. Заключение договора на поставку ПО.
2. Выбор работников, выполняющих основные виды автоматизируемых работ, для обучения работе в PDM-системе.
3. Заключение с поставщиком ПО договора на обучение работе в PDM-системе.
4. Приобретение дополнительного программного и аппаратного обеспечения для развертывания системы.
5. Установка и настройка необходимых программ.
6. Заполнение системы нормативно -справочной информацией, совместимой с другими системами предприятия и не противоречащей им (это чаще всего справочники оборудования, операций, видов работ, оснастки, персонала и т. д.).
7. Определение параметров и алгоритмов расчетов по заготовке, что позволит более точно рассчитывать нормы расходов материалов.
8. Определение алгоритмов (в соответствии со стандартами предприятия, ГОСТ и другими
нормативными документами) расчета трудоемкости по каждой операции (в соответствии с персоналом и оборудованием).
9. Настройка бланков конструкторско-технологической документации.
10. Провести выбранное тестовое изделие по всем этапам технической подготовки производства в PDM-системе.
11. Разработать необходимые регламенты, инструкции по работе в PDM-системе, стандарт предприятия по конструкторско-технологической подготовке производства.
12.Провести опытную эксплуатацию PDM-системы.
13.Принять PDM-систему в промышленную эксплуатацию.
Разработка основных положений стандарта предприятия по обеспечению интеграции этапов конструкторско-технологической подготовки производства разделена на два этапа:
первый - разработка временных инструкций по работе в CAD/CAM-системах SoПdWorks и CAMWorks на период их внедрения без использования системы электронного технического документооборота;
второй - разработка стандарта предприятия по обеспечению интеграции этапов конструктор-ско-технологической подготовки производства при переходе к комплексному использованию CAD/CAM-систем SolidWorks и CAMWorks в рамках системы электронного технического документооборота ИНТЕРМЕХ.
Заключение
Комплексная оценка по критериям выбора позволила сделать вывод о том, что, несмотря на более высокую стоимость, по функциональным возможностям, по возможности совместной работы в САПР с предприятиями-смежниками, по интеграции с имеющейся САМ-системой, по степени интеграции с выбранной системой электронного технического документооборота для данного предприятия предпочтительна CAD-система SolidWorks. Поэтому она была выбрана в качестве базовой платформы автоматизации на ПАО «Иркутский релейный завод».
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Каргапольцев С.К. Остаточные деформации при фрезеровании маложестких деталей с подкреплением / науч. ред. А.И. Промптов. Иркутск, 1999.
2. Лившиц А.В., Филиппенко Н.Г., Каргапольцев С.К. Высокочастотная обработка полимерных
ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ
материалов. Организация систем управления. Иркутск, 2013.
3. Пат. 2141390 Рос. Федерация. Способ правки тонкостенных оболочек / С.К. Каргапольцев, М.В. Некрытый. № 98110229/02 ; заявл. 26.05.1998 ; опубл. 20.11.1999.
4. Пат. 56858 Рос. Федерация. Устройство для управления состоянием объекта защиты / А.П. Хоменко, С.В. Елисеев, В.Е. Гозбенко, Н.В. Ба-нина. Опубл. 27.09.2006.
5. Филиппенко Н.Г., Каргапольцев С.К., Лившиц А.В. Повышение эффективности высокочастотной обработки полимерных материалов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2011. № 4. С. 50-54.
6. Говорков А.С. Управление параметрами объектов производственной среды при разработке технологического процесса сборки изделия // Труды МАИ : электронный журнал. 2011. № 48. С. 6. URL: https://www.mai.ru/science/trudy/_pub-lished.php?ID=26972. (Дата обращения 22.04.2016).
7. Массель Л.В., Жиляев А.С., Говорков А.С. Методика перехода от трехмерной модели к онто-
логическому представлению изделий авиационной техники // Мехатроника. Автоматизация. Управление. 2016. № 2. Т. 17. С. 133-137.
8. Говорков А.С., Ахатов Р.Х. Анализ технологичности изделия авиационной техники на основе информационного образа изделия // Известия Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2011. Т. 13. № 6-1. С. 285-292.
9. Говорков А.С. Обеспечение технологичности конструкций изделий машиностроения по информационным моделям : дис. ... канд. техн. наук / Иркут. гос. техн. ун-т. Иркутск, 2012.
10. Говорков А.С., Жиляев А.С. Информационная модель проектируемой конструкции изделия планера самолета // Известия Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2013. Т. 15. № 6-2. С. 335338.
11. Савилов А.В., Пятых А.С. Определение коэффициентов сил резания для моделирования процессов механообработки // Известия Самар. науч. центра Рос. акад. наук. 2015. Т. 17. № 2. С. 211-217.
УДК 621.762 Измайлов Владимир Васильевич,
д. т. н., профессор, Тверской государственный технический университет, тел. 8(4822)78-88-80, e-mail: iz2v@tvcom.ru Новоселова Марина Вячеславовна, к. т. н., доцент,
Тверской государственный технический университет, тел. 8(4822)78-88-80, e-mail: novoselova.tgtu@yandex.ru
РАСЧЕТНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОВОДИМОСТИ ДВУХКОМПОНЕНТНОГО ПОРОШКОВОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА
V. V. Izmailov, M. V. Novoselova
COMPUTATIONAL MODEL FOR ESTIMATION OF A CONDUCTIVITY OF BINARY POWDER COMPOSITE
Аннотация. Описана теоретическая модель для оценки проводимости (удельного сопротивления) двухкомпонентного порошкового композиционного материала (ПКМ). Приведен обзор теорий обобщенной проводимости гетерогенных систем. В отличие от известных теоретических зависимостей для расчета обобщенной проводимости гетерогенных систем, учитывающих только концентрацию компонентов, данная модель учитывает также пористость материала и свойства интерфейса контактирующих гранул, а именно, наличие поверхностных пленок и их частичное разрушение в процессе прессования.
Проведена проверка адекватности результатов, полученных с помощью предложенной модели, путем их сравнения с соответствующими величинами, рассчитанными по известным теоретическим зависимостям.
Проведена экспериментальная проверка результатов моделирования на металлических двухкомпонентных ПКМ. Экспериментальные данные, полученные авторами статьи и взятые из литературных источников, лежат в диапазоне расчетных значений удельного сопротивления, как для компактных, так и для пористых ПКМ. Адекватность расчетной модели подтверждается экспериментальными результатами как в случае близких, так и в случае значительно отличающихся значений удельного сопротивления компонентов ПКМ.
Предложенная модель может быть применима к материалам электротехнического назначения для контроля их качества.
Ключевые слова: удельное сопротивление, порошковый композиционный материал, математическое моделирование.
Abstract. The theoretical model for the estimation of the conductivity (specific resistance) of binary powder composite has been described. The theories of a generalized conductivity of heterogeneous systems are reviewed. In contrast to current theoretical dependences for composite generalized conductivity calculation, which take into account only a concentration of components, the developed model takes account of material porosity and properties of interface of granules, namely, a presence of surface films and their partial fracture during the material compaction.
