Дипломы, курсовые, рефераты, контрольные...
Срочная помощь в учёбе

Моделирование точности базирования при автоматизированном проектировании технологического процесса

Диссертация: Моделирование точности базирования при автоматизированном проектировании технологического процесса
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Специфика формирования геометрического образа заготовки, как совокупности локальных систем координат, построенных на поверхностях путем разбиения последних на конечные элементы, позволяет использовать для матричного преобразования координат малые возмущения, что значительно упрощает используемые зависимости. В большинстве опубликованных работ процесс базирования и оценка результатов базирования… Читать ещё >

Содержание

  • Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
    • 1. 1. Обзор работ по расчету точности технологического оборудования
    • 1. 2. Обзор работ по базированию
    • 1. 3. Методы определения положения точек контакта при базировании
    • 1. 4. Постановка задачи исследования
  • Глава 2. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ КВАЗИДИНАМИЧЕСКОГО БАЗИРОВАНИЯ И ЕЕ РЕШЕНИЕ
    • 2. 1. Постановка задачи квазидинамического базирования
    • 2. 2. Определение погрешности базирования
    • 2. 3. Решение задачи квазидинамического базирования
    • 2. 4. Выводы
  • Глава 3. БАЗИРОВАНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ В СХВАТАХ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
    • 3. 1. Постановка задачи
    • 3. 2. Математическая модель задачи
    • 3. 3. Вывод уравнений связей
    • 3. 4. Разрешающая система уравнений и алгоритм решения
    • 3. 5. Выводы
  • Глава 4. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА БАЗИРОВАНИЯ ДЕТАЛИ В СХВАТАХ ПРОМЫШЛЕННОГО РОБОТА
    • 4. 1. Описание алгоритма
    • 4. 2. Оценка точности математической модели
    • 4. 3. Решение задачи перемещения призматической детали в координатный угол
    • 4. 4. Выводы

Моделирование точности базирования при автоматизированном проектировании технологического процесса (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Возросшие требования к функциональным возможностям технологического оборудования, степени автоматизации и механизации производимых процессов, а также необходимость сокращения сроков его внедрения в производство, требуют разработки методов достоверной оценки точности создаваемого оборудования на этапе проектирования.

При технологическом проектировании необходимо осуществить прогноз ожидаемой точности процесса обработки. Это достигается либо на основании известных методов оценки точности, либо на основании современных методов математического моделирования.

Одной из причин, вызывающих погрешность выдерживаемого при обработке размера и пространственные отклонения во взаимном положении геометрических элементов обрабатываемой детали, являются погрешности ее установки на станке для обработки.

Погрешность, связанная с установкой детали составляет существенную долю в общей производственной погрешности линейных и угловых размеров, выдерживаемых на операциях механической обработки. При обработке высокоточных деталей на финишных операциях технологического процесса величина погрешности установки может быть даже сопоставима с допусками на выдерживаемые размеры [84,93].

Процесс базирования, как один из составляющих этапа установки, существенно влияет на точность «попадания» детали в заданную систему координат и, безусловно вносит свою долю в погрешность результата.

В большинстве опубликованных работ процесс базирования и оценка результатов базирования рассматриваются на основе анализа размерных цепей или метода координатных систем с деформирующимися связями. Оба подхода к процессу базирования являются статическими.

В автоматизированных технологических процессах обрабатываемая деталь, поступающая на базовые поверхности оснастки, при установке имеет определенные скорость и ускорение, обусловленные внешними силами и силами трения, в том числе.

Перемещения детали в этом случае соизмеримы с допусками на обработку и вносят в процесс базирования неопределенность. Эта неопределенность может быть учтена при рассмотрении движения детали в процессе базирования, как абсолютно твердого тела, на которое накладываются соответствующие неидеальные связи со стороны базирующих тел.

Исходя из этого изучение на математических моделях влияния на точность обработки погрешности базирования детали, установка которой осуществляется в автоматизированном режиме, с учетом отклонений формы детали, характера приложения силовых факторов, сил трения, скоростей и ускорений, и получение необходимых рекомендаций являются актуальными.

Целью работы является повышение эффективности оценки погрешности базирования при автоматизированном проектировании на основе решения квазидинамической задачи.

Научная новизна работы состоит в исследовании механического взаимодействия заготовки с базирующими элементами приспособления и разработке и установлении на этой основе связи между погрешностью базирования, с одной стороны, и совокупностью размерных, силовых и физико-механических факторов с другой, и прогнозировании на этой основе точности базирования. На защиту выносится:

1. Общая математическая модель перемещения детали при ее базировании в технологической системе на основе квазидинамического подхода.

2. Математическая модель оценки погрешности базирования цилиндрической детали в схватах промышленного робота.

3. Информационная модель оценки погрешности базирования детали при автоматизированном проектировании.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

1. Выполненный анализ литературных источников показал, что в настоящее время разработаны различные методы определения погрешности базирования. При этом используемые для оценки погрешности базирования математические модели недостаточно полно отражают процессы и явления, происходящие на этапе базирования различных тел.

2. В методах базирования можно выделить два основных направления: геометрическое, основанное на размерном анализе и динамическое, учитывающее установочные усилия и силы трения, инерционные и физико — механические свойства базируемого тела.

3. Погрешность базирования целесообразно рассматривать на основе комплексного взаимодействия заготовки с поверхностями приспособления, учитывая инерционные и физико-механические свойства тела, постоянные и позиционные силы, силы трения.

4. Общие соотношения для комплексной модели описываются на основе дифференциальных уравнений движения твердого тела, учитывающих динамику процесса движения при наличии сил трения и уравнений связей.

5. Универсальная математическая модель позволяет описать решение отдельных задач базирования как частный случай общей модели.

6. Специфика формирования геометрического образа заготовки, как совокупности локальных систем координат, построенных на поверхностях путем разбиения последних на конечные элементы, позволяет использовать для матричного преобразования координат малые возмущения, что значительно упрощает используемые зависимости.

7. Предложенные математические зависимости позволяют решить общую задачу квазидинамического базирования. Как пример, работа модели представлена решением задачи базирования детали цилиндрической формы в схватах промышленного робота.

8. Разработан и реализован алгоритм базирования детали цилиндрической формы в схватах промышленного робота, рекомендуемый к использованию при оценке погрешности базирования.

9. Выполненные разработки можно использовать в качестве подсистемы АСТПП, что, безусловно, повысит эффективность оценки погрешности базирования.

Показать весь текст

Список литературы

  1. .А. Развитие теории контактных задач в СССР. М., Наука, 1976. -492 с.
  2. П.С. Лекции по аналитической геометрии. М.: Наука, 1968. -911 с.
  3. И.Е. Самоучитель MatLab 5.3/б.х. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. -736 с.
  4. .М. Расчет точности машин на ЭВМ. М.: Машиностроение, 1984. -256 с.
  5. .М. Технологические основы проектирования самоподнастраиваю-щихся станков. М.: Машиностроение, 1978. — 216 с.
  6. .С. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1969.-559 с.
  7. .С. Использование теории размерных цепей при разработке и выполнении технологических и производственных процессов сборки. В кн.: Современные направления в области технологии машиностроения. — М.: Машгиз, 1957.-с. 32−56.
  8. У.Д. Имитационные контактные задачи в технологии / У. Д. Батыров, М. Г. Косов. -М.: Янус-К, 2001.- 102 с.
  9. Н.С. Численные методы: Учеб. пособие / Н. С. Бахвалов, Н. Н. Жидков, Г. М. Кобельков. М.: Наука, 1987. — 600 с.
  10. .Ю. Автоматизация обеспечения оценки точности технологического оборудования при статически неопределимом базировании. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2003.- 26 с.
  11. Ш. М. Макрогеометрия деталей машин. -М.: Машиностроение, 1973. 344 с.
  12. И.А. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1979. — 702 с.
  13. Н.Н. Основной курс теоретической механики. 4.2: М.: Наука, 1966.-332 с.
  14. М.В. Обеспечение технологичности конструкции изделий при их многоуровневом преобразовании в структуру процесса автоматизированной сборки: Дис. .док. техн. наук: 05.02.08, 05.13.06/МГТУ «МАМИ», 2005.-415 с.
  15. Д.С. Расширение технологических возможностей собираемости резьбовых деталей на основе автоматической доориентации при неустойчивом движении корпуса завинчивающегося устройства. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2004. — 19 с.
  16. К.В. Временная инструкция по изучению и повышению жесткости узлов станка. М.: ЭНИМС, 1976. 58 с.
  17. А.В. Определение точности базирования корпусных деталей с учетом размерных, динамических и жесткостных факторов. Автореферат, — М.: МГТУ «Станкин», 1995. 23 с.
  18. В. Интерактивная машинная графика. -М: Мир, 1981.-384 с.
  19. ГОСТ 21 495 76 Базирование и базы в машиностроении. Термины и определения, — Введ. 01.01.77. — М.: Издательство стандартов, 1976 — 35 с.
  20. Д.Д. Повышение точности и производительности растачивания комбинированными оправками систем отверстий в корпусных деталях: Дис. .кан. техн. наук: 05.02.08, 05.13.06/МГТУ «Станкин» М., 1984.-243 с.
  21. Т.А. Достижение параметров пятна контакта зубчатого зацепления при сборке редукторов. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1983. — 21 с.
  22. Е.В. Разработка способов автоматизированной установки плоских уплотнений в стык соединений и определение режимов работы оборудования. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2007.- 20 с.
  23. П.Ф. Расчет допусков размеров / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. М.: Машиностроение, 1981. — 189 с.
  24. Ю.З. Автоматизация сборки резьбовых соединений. 4.1: Теоретические основы автоматизированной сборки изделий с резьбовыми соединениями: Учеб. пособие / Ю. З. Житников. Ковров.: КГТА, 1996.- 131 с.
  25. В.А. Расчет допусков на составляющие звенья с учетом жесткости деталей. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1991. — 24 с.
  26. В.Н. Методика выбора технологических баз при механической обработке деталей цветных кинескопов / В. Н. Иванов, Б. Н. Гусев В сб.: Электровакуумная техника. Вып. 1, сер. 4. -М.: Энергия, 1975. с. 31−38.
  27. В.Н. Технологические основы качественного сопряжения деталей оболочек цветных кинескопов в массовом производстве. В. сб.: Машинные методы проектирования электровакуумных приборов. — Львов: Объединение «Кинескоп», 1972. с. 5−19.
  28. И.А. Технологические размерные расчеты и способы их автоматизации. -М.: Машиностроение, 1975.-221 с.
  29. Г. Б. Концентрация напряжений и деформаций в деталях машин. М.: Машиностроение, 1981. — 224 с.
  30. .М. Повышение производительности токарной многорезцовой обработки при обеспечении заданной точности. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1984.-22 с.
  31. В.В. Станины и корпусные детали металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1960. -360 с.
  32. Н.М. Разработка технологических процессов обработки деталей на станках с помощью ЭВМ. М.: Машиностроение, 1976. 288 с.
  33. В.М. Основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1975.-485 с.
  34. В.М. Основы технологии машиностроения / В. М. Кован, B.C. Корсаков B.C., А. Г. Косилова. М.: Машиностроение, 1965. — 521 с.
  35. В.М. Расчет припусков на обработку в машиностроении. М.: Машгиз, 1953.-207 с.
  36. В.М. Основы технологии машиностроения / В. М. Кован, B.C. Корсаков.- М.: Машиностроение, 1977.-416 с.
  37. И.М. Служебное назначение и основы создания машин. Ч. 2. Учеб. пособие.- М.: Мосстанкин, 1976. 121 с.
  38. И.М. Исследование связей между формой, поворотом и расстоянием плоских поверхностей деталей машин. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1967. -18 с.
  39. B.C., Маталин А. А. Наши предложения по составлению ГОСТа «Базы и базовые поверхности». М.: Машиностроитель № 9, 1975. с. 5−8
  40. М.Г. Моделирование точности при автоматизированном проектировании и эксплуатации металлорежущего оборудования. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1985. — 46 с.
  41. М.Г. Моделирование точности при проектировании технологических машин: Учеб. пособие/М.Г. Косов, А. А. Кутин, Р. В. Саакян, JI.M. Червяков. -М.: МГТУ «СТАНКИН», 1997. 104 с.
  42. Jle Зунг. Дискретная модель расчета точности хвостового соединения инструмента. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 1995. 21 с.
  43. З.М. Контактная жесткость машин / З. М. Левина, Д. Н. Решетов. -М.: Машиностроение, 1971.-264 с.
  44. Ф.Л. Теория зубчатых зацеплений. М.: Физматгиз, 1960. — 444 с.
  45. B.C. Кинематика манипуляторов/ B.C. Люкшин, Г. И. Шевелева. -М.: Мосстанкин, 1983.-61 с.
  46. М.И. Разработка способов автоматизированной установки уп-лотнительных колец в канавки цилиндрических поверхностей деталей и определение режимов работы сборочного оборудования. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2007.- 23 с.
  47. Н.П. Некоторые закономерности технических размерных связей и использование их при разработке технологических процессов. Автореферат. -М.: Мосстанкин, 1965.-28 с.
  48. Н.Н. Нормирование точности в машиностроении. М.: Издательство «Станкин», 1992. — 320 с.
  49. Маталин А. А Конструкторские и машиностроительные базы. М.: Машиностроение, 1965. 208 с.
  50. А.А. Технология машиностроения. J1.: Машиностроение, 1985. -496 с.
  51. А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов. JI.: Машиностроение, 1970.-319 с.
  52. В.В. Размерный анализ технологических процессов изготовления деталей машин. Челябинск: ЧПИ, 1977. — 45 с.
  53. В.В. Проектирование экономичных технологических процессов в машиностроении. Челябинск: Юж.-Урал. кн. изд-во, 1979. — 111 с.
  54. В.Г. Связи между этапами проектирования технологических процессов изготовления детали и их влияние на принятие оптимальных решений. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1980. — 48 с.
  55. В.Г. Моделирование процесса консольного растачивания отверстий / В. Г. Митрофанов, А. Г. Схитладзе // Станки и инструмент. 1981, — № 9. — с.24−27.
  56. .С. Расчет технологических размеров и допусков при проектировании технологических процессов механической обработки: Учебное пособие / Б. С. Мордвинов, Е. С. Огурцов. 2-е изд. — Омск, 1975. — 160 с.
  57. В.И. Расчеты машиностроительных конструкций методом конечных элементов. Справочник. М.: Машиностроение, 1989. — 520 с.
  58. Нгуен Хонг Ко Моделирование точности позиционирования промышленного робота с целью повышения эффективности обслуживания технологического оборудования на ГПС. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 1990. 22 с.
  59. О.А. Достижение заданной точности торцового фрезерования с максимальной производительностью. Автореферат. М.: Институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина, 1982. — 24 с.
  60. М.А. Отклонения формы и расположения поверхностей. М.: Изд-во стандартов, 1973. — 244 с.
  61. В.Г. Анализ точности зубошлифовальных станков, работающих плоским кругом/ В. Г. Портман, А. П Бобров // Станки и инструменты. 1982, № 12.-с. 24−26.
  62. В.Т. Суммирование погрешностей при аналитическом расчете точности станка. Станки и инструмент, 1980, № 1, с.6−8
  63. В.Т. Матричный метод расчета точности металлорежущих станков. Автореферат. М.: ЭНИМС, 1987, — 24 с.
  64. А.С. и др. Надежность в технике. Технологические системы. Испытания станков с числовым программным управлением на технологическую надежность (методические рекомендации).- М.: ВНИИМАШ, 1979. 58 с.
  65. А.С. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. — 592 с.
  66. Л.И. Достижение точности сборочной единицы с учетом количественной связи показателей точности деталей. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1979.-26 с.
  67. Пуш В. Э. Автоматические станочные системы / В. Э. Пуш, Р. Пигерт, В. А. Сосонкин. М.: Машиностроение, 1982. — 319 с.
  68. Пуш В. Э. Прогнозирование и оптимизация точности и параметрической надежности шпиндельных узлов на стадии проектирования: Дис. .док. техн. наук: 05.03.01/Моск. автомеханич. ин-т.- М., 1985. 553 с.
  69. Д.Н. Детали и механизмы металлорежущих станков / Д. Н. Решетов, В. В. Каминская.- т.1. -М.: Машиностроение, 1972.-664 с.
  70. Д.Н. Расчет валов (шпинделей) с учетом упругого взаимодействия их с опорами. М.: Машгиз, 1939. — 78 с.
  71. А.А. Информационная модель оценки точности технологической оснастки в условиях автоматизированного проектирования. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2002. 24 с.
  72. Ю.Л. Повышение точности обработки на многошпиндельных, многоинструментальных расточных станках. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1983.- 19 с.
  73. Р.В. Дискретная модель оценки точности закрепления деталей в приспособлениях и соединениях на этапе проектирования (плоская задача). Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 1994. 22 с.
  74. .Х. Выбор способа адаптивного управления токарной обработкой на станках с ЧПУ. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1982. — 22 с.
  75. JI. Применение метода конечных элементов. М.: МИР, 1979 -392 с.
  76. К.А. Моделирование точности закрепления деталей в приспособлениях, содержащих гибкие элементы при автоматизированном проектировании технологических процессов. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2002. -22 с.
  77. А.П. Научные основы технологии машиностроения. J1.: Маш-гиз, 1955.-514 с.
  78. А.П. Жёсткость в технологии машиностроения. JL: Машгиз, 1946.-125 с.
  79. Ю.М. Моделирование точности при проектировании процессов механической обработки / Ю. М. Соломенцев, М. Г. Косов, В. Г. Митрофанов.-Обзор. М.: НИИМАШ, 1984. 56 с.
  80. Ю.М. Адаптивное управление технологическими процессами / Ю. М. Соломенцев, В. Г. Митрофанов, С. П. Протопопов. М.: Машиностроение, 1980.-536 с.
  81. А.И. Повышение точности установки заготовок на станках. Автореферат. М.: Институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. М. Губкина, 1982.-25 с.
  82. Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. / Под. ред. А.Г. Косило-вой и Р. К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1985. Т. 1.656 с.
  83. Статический и динамический расчет несущих систем станков. Экспресс-информация «Автоматические линии и металлорежущие станки», № 31. М.: ВИНИТИ, 1977. — 1977. — реф. № 15 с. 4.9.
  84. Н.А. Структурная модель механизма образования погрешностей технологического процесса механической обработки деталей / Н. А. Сычева, М. Г. Косов // Вестник машиностроения. 1991. № 4. с. 56−58.
  85. М.М. Автоматическое управление режимами обработки на станках. М.: Машиностроение, 1982. — 208 с.
  86. А.В. Повышение эффективности выбора технологической оснастки по критерию точности на основе использования автоматизированной системы. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 2003. 24 с.
  87. Г. А. Квазидинамическое базирование / Г. А. Фролова, М. Г. Косов // СТИН. 2007. — № 6. — с. 29−32.
  88. Г. А. Динамика базирования в автоматизированном производстве. В сб. Информационные технологии в технических и социально-экономических системах. Том.1. М.: ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», «Янус-К» 2005 -с. 82−85.
  89. Г. А. Влияние качества базируемой поверхности на точность обработки // Производство. Технология. Экология. ПРОТЭК-2007:Труды Международной научно-практической конференции, Том.2, (сентябрь 2007)-М.: ИЦ ГОУ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2007.- с.54−55.
  90. М.А., Косов М. Г. Оценка погрешностей позиционирования при больших угловых перемещениях узлов технологического оборудования. В сб.: Проблемы автоматизации проектирования и изготовления в машиностроении. -М.: Мосстанкин, 1986.-е. 3−8.
  91. Худобин J1.B. О формировании погрешности установки заготовок на операциях механической обработки / JT.B. Худобин, М. А. Белов, И. Н. Ермолаева //
  92. Известия Томского политехнического ун-та. Т.305. — Вып.1. — Томск, 2002. -с. 166−169.
  93. JI.B. Базирование заготовок и расчеты точности механической обработки: учебное пособие / JI.B. Худобин, М. А. Белов. Ульяновск: УлПИ, 1994.- 188 с.
  94. Червяков J1.M. Управление процессом обеспечения точности изделий машиностроения на основе когнитивных моделей принятия технологических решений. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 1999.-40 с.
  95. Е.Я. Исследование влияния отклонения формы поверхностей деталей на их положение в машине. Автореферат. М.: МГТУ «Станкин», 1980. — 25 с.
  96. В.Ю. Теория и практика решения конструкторских и технологических размерных цепей: Учебное пособие. Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. -429 с.
  97. Г. И. Теория формообразования и контакта движущихся тел: Монография. М.: Издательство «Станкин», 1999. — 494 с.
  98. Т.Я. Исследование пространственных размерных связей деталей в машине, базируемых по плоским поверхностям. Автореферат. М.: Мосстанкин, 1979.-24 с.
  99. Mohr С.A., Power A. S. Elastic boundary conditions for finite elements of infinite and semi-infinite media «Proc. Jnst. Civ.Eng.», 1978, c. 675−684.
Заполнить форму текущей работой

Заказал и сдал!