Формальный метод выбора черновых баз с использованием графов размерных связей при механической обработке деталей

Цель – определение формальных условий выбора черновых баз и правил задания связей между поверхностями заготовки и поверхностями детали, обрабатываемой на металлорежущих станках. Основой исследования является геометрия неидеальных объектов, представляющая геометрическую конфигурацию детали или заготовки в виде множества поверхностей (S), расположенных в строгом соответствии с набором линейных и угловых размерных связей (V) в шестимерном геометрическом пространстве. Представление размерных связей в каждом из шести измерений выполнялось с использованием теории графов. При моделировании процесса последовательной обработки поверхностей использован алгоритм, описанный в работах В.Г. Старостина и В.Е. Лелюхина. Рассмотрен вопрос выбора черновых баз, где критерием выбора установлена возможность формального (автоматического) формирования последовательности обработки поверхностей детали без перерасчета размерных цепей, заданных на чертеже. Показано, что установленный критерий позволяет избежать существенного «ужесточения» допусков и увеличения производственных затрат, а также является гарантией сохранения исходной конструкции детали. Проведенные исследования графов размерных связей позволили выявить и сформулировать правила выбора черновых баз и условия их связи с комплексом поверхностей детали. На примере представления геометрического образа детали и заготовки в шестимерном пространстве с двумя метриками (линейная и угловая) подробно показан процесс формального определения поверхностей, используемых в качестве баз на каждом шаге обработки. По результатам выполненных исследований предложен формальный метод выбора черновых баз, принципиальным условием которого является наличие заданных на чертеже размерных связей между поверхностями заготовки и детали в трех угловых измерениях. Изложенные материалы являются частью комплексных исследований, выполняемых для решения проблемы создания систем автоматического формирования технологических процессов изготовления деталей.

1. Базров Б.М. Модульная технология в машиностроении. Л.: Машиностроение, 2001. 368 с.

2. Базров Б.М. Модульная технология и ее внедрение в механосборочное производство // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2014. № 7. C. 24–30. EDN: SJARMX.

3. Пуш В.Э, Пигерт Р., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные системы. 3-е изд., доп. и перераб. М.: Машиностроение, 1982. 319 с.

4. Митрофанов С.П. Научная организация труда машиностроительного производства. Л.: Машиностроение, 1976. 712 с.

5. Андриченко А.Н. Три поколения российских САПР технологических процессов // CAD/cam/cae Observer. 2017. № 2. С. 28–34. Режим доступа: http://www.cadcamcae.lv/N110/28-34.pdf (дата обращения: 30.09.2023).

6. Хараджиев А. Комплексная автоматизация подготовки производства на базе СПРУТ-технологии // САПР и графика. 2000. № 11. Режим доступа: https://sapr.ru/article/8111 (дата обращения: 30.09.2023).

7. Skander A., Roucoules L., Meyer J.-S.K. Design and manufacturing interface modelling for manufacturing processes selection and knowledge synthesis in design // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2008. Vol. 37. Iss. 5-6. P. 443–454. https://doi.org/10.1007/s00170-007-1003-2.

8. Yusof Yu., Latif K. Survey on computer-aided process planning // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2014. Vol. 75. Р. 77–89. https://doi.org/10.1007/s00170-014-6073-3.

9. Ayadi B., Anselmetti B., Bouaziz Z., Zghal A. Three-dimensional modelling of manufacturing tolerancing using the ascendant approach // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2008. Vol.39. Iss. 3. P. 279–290. https://doi.org/10.1007/s00170-007-1225-3.

10. Соколовский А.П. Научные основы технологии машиностроения. Л.: Машгиз, 1955. 516 с.

11. Балакшин Б.С. Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении. М.: Машиностроение, 1972. 615 с.

12. Старостин В.Г., Лелюхин В.Е. Формализация проектирования процессов обработки резанием. М.: Машиностроение, 1986. 136 с.

13. Лелюхин В.Е., Колесникова О.В., Ружицкая Е.В. Антоненкова Т.В. Геометрия неидеальных объектов в инженерной деятельности (машиностроение и робототехника): монография. М.: Знание-М, 2020. 104 с. EDN: AHTHGZ.

14. Lelyukhin V.E., Kolesnikova O.V., Ruzhitskaya E.V. The geometry of non-ideal objects in process engineering for processing parts on machine tools // Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering / eds. A.A. Radionov, V.R. Gasiyarov. Cham: Springer, 2022. P. 165–173. https://doi. org/10.1007/978-3-030-85230-6_20.

15. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения: в 2-х кн. Кн. 2: Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1982. 367 с.

16. Яхин А.Б. Проектирование технологических процессов механической обработки. М.: Оборонгиз, 1946. 268 с.

17. Корсаков B.C. Основы технологии машиностроения. М.: Высшая школа, 1974. 416 с.

18. Базров Б.М. Технологические основы проектирования самоподнастраивающихся станков. М.: Машиностроение, 1978. 216 с.

19. Kolesnikova O.V., Lelyukhin V.E., Ignatev F.Yu. Formation of schemes generating geometric structure of machine parts // Proceedings of the 5th International Conference on Industrial Engineering. Lecture Notes in Mechanical Engineering. 2020. P. 355–363. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22063_138.

20. Антоненкова Т.В. Способ формального проектирования структуры технологических процессов // Технология машиностроения. 2023. № 3(129). С. 1–12. https://doi.org/10.23670/IRL.2023.129.51. EDN: QPTVMU.

21. Игнатьев Ф.Ю., Колесникова О.В., Лелюхин В.Е. Исследование сходимости алгоритма автоматического проектирования технологического процесса механической обработки // Ученые записки КнАГТУ. Науки о природе и технике. 2021. Т. 53. C. 30–37. https://doi.org/10.17084/20764359-2021-53-30. EDN: SHRRMZ.