Формальное проектирование единичных технологий обработки деталей на металлорежущих станках

Формальное проектирование единичных технологий обработки деталей на металлорежущих станках

Автор: Лелюхин В.Е., Колесникова О.В.

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Технология

Статья в выпуске: 4 т.24, 2024 года.

Бесплатный доступ

Актуальной задачей современной науки является поиск и формализация закономерностей и взаимосвязей между конструктивными параметрами деталей и технологией их изготовления. В статье рассмотрены основные проблемы, препятствующие созданию систем автоматического проектирования технологических процессов. Целью данной работы является рассмотрение основных задач проектирования технологии, формулирование ключевых проблем формализации процесса проектирования и изложение нетривиального подхода для их решения. При проектировании технологии изготовления деталей решаются две краеугольные задачи:1) обеспечение заданных свойств материала детали; 2) обеспечение геометрической конфигурации детали. На основании анализа проблем формализации проектирования технологических процессов авторы утверждают следующее: аксиоматика и инструментарий формальной геометрии трехмерного (3D) линейного векторного пространства не имеют принципиальной возможности описывать схемы порождения геометрических конфигураций объектов, а также оперировать с неидеальными геометрическими формами и размерами. Для решения рассмотренных проблем предлагается использовать геометрию неидеальных объектов в шестимерном пространстве с тремя линейными и тремя угловыми координатами. Для определения угловых положений объектов введено понятие углового вектора. Геометрический объект представляется в виде нечеткого замкнутого подпространства с ненулевым объемом, ограниченного конечным набором пересекающихся (сопряженных) поверхностей. Поверхность рассматривается как граница разделения двух различных сред. Процесс порождения геометрической конфигурации объекта (G) заключается в формировании границ замкнутого подпространства путем относительного расположения поверхностей, входящих в его состав (S) в соответствии со структурой (D), определяемой заданными линейными и угловыми размерными связями. Порождение формы поверхностей моделируется кинематическим способом, использующим взаимодействие двух производящих линий. Установлена однозначная взаимосвязь между структурой геометрической конфигурации детали и набором технологических схем обеспечения взаимного расположения поверхностей. Изложенные материалы позволяют утверждать о существовании строгих соответствий между конструкцией детали и технологией её обработки при условии корректного и непротиворечивого представления её геометрической конфигурации.

Еще

Формализация проектирования технологии, обработка деталей на станках, геометрическая конфигурация, формообразование поверхностей, структура геометрических связей, схемы базирования

Короткий адрес: https://sciup.org/147247593

IDR: 147247593   |   DOI: 10.14529/engin240405

Список литературы Формальное проектирование единичных технологий обработки деталей на металлорежущих станках

  • Hybrid subtractive–additive manufacturing processes for high value-added metal components./ P. Stavropoulos, H. Bikas, O. Avram, A. Valente, G. Chryssolouris // Int J Adv Manuf Technol. 2020. Vol. 111, pp. 645–655. https://doi.org/10.1007/s00170-020-06099-8
  • Лелюхин В.Е., Колесникова О.В. Геометрия неидеальных объектов в судостроении и судоремонте // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2020. № 1. С. 31–44. https://doi.org/10.24143/2073-1574-2020-1-31-44
  • Al-wswasi M., Ivanov A., Makatsoris H. A survey on smart automated computer-aided process planning (ACAPP) techniques // Int. J. Adv. Manuf. Technol., 2018. Vol. 97, no. 1-4. P. 809–832. DOI: 10.1007/s00170-018-1966-1
  • MBD Based 3D CAD Model Automatic Feature Recognition and Similarity Evaluation./ Sh. Ding, Q. Feng, Zh. Sun, F. Ma. // IEEE Access. 2021. P. 1–27. DOI: 10.1109/ACCESS.2021.3126333
  • Yusof Y, Latif K. Survey on computer-aided process planning// Int J Adv Manuf Technol. 2014. Vol. 75. P. 77–89. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6073-3
  • Madan A, Krishna K, Kumar B. A Survey and Feasibility Research Study on Computer Aided Process Planning (CAPP) // International Journal for Research in Applied Science and Engineering Technology. 2022. Vol. 10(2). P. 287–299. DOI: 10.22214/ijraset.2022.38581
  • Базров Б.М. Модульная технология и ее внедрение в механосборочное производство // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2014. Т. 7. С. 24–30.
  • Соколовский А.П. Основы технологии машиностроения. Л.: Машгиз, 1938.
  • Hyer N., Wemmerlöv U. Group Technology and Productivity. Technology And Analytics. July 1984. URL: https://hbr.org/1984/07/group-technology-and-productivity [Accessed 06th April 2024]
  • Андриченко А.Н. Три поколения российских САПР технологических процессов // CAD/CAM/CAE Observer. 2017. Vol. 2(110). P. 28–34. URL: http://www.cadcamcae.lv/N110/28-34.pdf
  • Xu X., Wang L., Newman S. Computer-aided process planning-A critical review of recent de-velopments and future trends // Int. J. Computer Integrated Manufacturing. 2011. Vol. 2. P. 1–31. DOI: 10.1080/0951192X.2010.518632
  • Ham I. Introduction to Group Technology // Society of Manufacturing Engineers, SME technical report. 1976. Vol. 76. Issue 3. 5 p.
  • Laifa M., Saï W., Hbaieb M. Evaluation of machining process by integrating 3D manufacturing dispersions, functional constraints, and the concept of small displacement torsors // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2014. Vol. 71. P. 1327–1336. DOI: 10.1007/s00170-013-5558-9
  • Yacob F., Semere D. Variation Compensation in Machining Processes Using Dual Quaternions // Procedia CIRP. Presented at the 53rd CIRP Conference on Manufacturing Systems 2020. Elsevier, 2020. P. 879–884. https://doi.org/10.1016/j.procir.2020.04.034
  • Peng H., Peng Z., Zhou Z. Manufacturing variation modeling and process evaluation based on small displacement torsors and functional tolerance requirements // Journal of Advanced Mechanical Design, Systems, and Manufacturing. 2021. Vol. 15(3). P. 1–16. DOI: 10.1299/jamdsm.2021jamdsm0028
  • Behandish M., Nelaturi S., Kleer J. Automated Process Planning for Hybrid Manufacturing // Computer-Aided Design. 2018. Vol. 102. P. 115–127. DOI: 10.1016/j.cad.2018.04.022
  • Nishida I., Adachi S., Shirase K. Automated Process Planning System for End Milling Operation Constrained by Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) // International Journal of Automation Technology. 2019. Vol. 13. P. 825–833. DOI: 10.20965/ijat.2019.p0825
  • Influence of workpiece tolerances on the fixtures design. Case study / I. Stanasel, F. Blaga, P. Tocut, M.D. Groza, C.M. Stanasel // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. IOP Publishing. 2022. DOI: 10.1088/1757-899X/1256/1/012003
  • Ananthanarayanan R., Chaitanya S., Jeevanantham A.K. Matrix Based Tolerance Analysis for Multi-Component Selective Assembly with Geometric and Dimensional Features using Genetic Algorithm // International Journal of Productivity and Quality Management. 2020. Vol. 30(4). P. 527–560. DOI: 10.1504/IJPQM.2019.10023797
  • Thilak M., Brucely Y., Gopalan P., et al. Computer-aided tolerance chain identification system for tolerance allocation // International Journal on Interactive Design and Manufacturing (IJIDeM). 2023. Vol. 17. P. 1–13. DOI: 10.1007/s12008-022-01169-5
  • Лелюхин В.Е., Колесникова О.В. Метод формального проектирования технологии обработки на станках деталей судовых машин // Морские интеллектуальные технологии. 2021. T. 3, № 4. C. 39–46.
  • Антоненкова Т.В. Технологические базы: понятие и проблемы формирования // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. 2022. № 2. С. 21–32. DOI: 10.24143/2073-1574-2022-2-21-32
  • Игнатьев Ф.Ю. Формальный метод выбора черновых баз с использованием графов размерных связей при механической обработке деталей // iPolytech Journal. 2024. Т. 28(1). С. 21–30. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2024-1-21-30.
  • A Dynamic Linearization Modeling of Thermally Induced Error Based on Data-Driven Control for CNC Machine Tools / P. Liu, X. Yao, G. Ge, Z. Du, X. Feng, J. Yang // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing. 2021. Vol. 22. P. 241–258. DOI: 10.1007/s12541-020-00463-0
  • Efficient Method for Identifying Key Errors Based on 21-Geometric-Error Measurement of Three Linear Axes of Machine Tools / F. Zheng, B. Zhang, Y. Zhao, J. Li, F. Long, Q. Feng // Applied Sciences. 2024. Vol. 14. 2982. DOI: 10.3390/app14072982
  • Goldman R. An Integrated Introduction to Computer Graphics and Geometric Modeling. CRC Press. 2019. 574 p. DOI: 10.1201/9781439803356
  • Neb A., Hitzer J. Automatic generation of assembly graphs based on 3D models and assembly features // Procedia CIRP. 2020. Vol. 88. P. 70–75. DOI: 10.1016/j.procir.2020.05.013.
  • Abbasi F., Allahviranloo T. The Fuzzy Arithmetic Operations of Transmission Average on Pseudo-Hexagonal Fuzzy Numbers and Its Application in Fuzzy System Reliability Analysis. Fuzzy Information and Engineering. 2021. Vol. 13(1). P. 58–78. DOI: 10.1080/16168658.2021.1915449
  • Ameer M., Abbas M., Abdeljawad T. A Novel Generalization of Bézier-like Curves and Surfaces with Shape Parameters // Mathematics. 2022. Vol. 10(3):376. P. 1–19. DOI: 10.3390/math10030376
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp