Структурно-функціональне моделювання процесу проектування верстатних пристроїв

Автор(и)

  • Vitalii Oleksandrovych Ivanov Сумський державний університет
  • Vladyslav Evhenovych Karpus Національна академія Національної гвардії України
  • Svitlana Mykhailivna Vashchenko Сумський державний університет
  • Jozef Zajac Технічний університет м. Кошице, м. Прешов.
  • Andrii Ivanovych Karmaza Сумський державний університет

DOI:

https://doi.org/10.20998/%25x

Ключові слова:

Верстат, верстатний пристрій, компонування, проектування, технологічний аналіз, багатокритеріальна оптимізація, інженерний аналіз, САПР ВП, CAFD-система

Анотація

Забезпечення механічної обробки деталей на металорізальних верстатах неможливе без застосування верстатних пристроїв. Вони є невід’ємною частиною замкненої технологічної системи «верстат – верстатний пристрій – різальний інструмент – заготовка» та чинять значний вплив на точність та якість обробки поверхонь деталей машин. У роботі визначено структурні етапи процесу проектування верстатних пристроїв і виявлено інформаційні зв’язки між ними для забезпечення комплексного підходу. Розроблено структурно-функціональну модель процесу проектування верстатних пристроїв, яка передбачає технологічний аналіз об’єкту обробки, синтез та оптимізацію компонувань верстатних пристроїв, інженерно-виробничий аналіз системи «верстатний пристрій – заготовка» для заданих виробничих умов, а також виявлено функціональні та інформаційні зв’язки між етапами, що дозволяє реалізувати комплексний підхід до проектування верстатних пристроїв.

Біографії авторів

Vitalii Oleksandrovych Ivanov, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри технології машинобудування, верстатів та інструментів

Vladyslav Evhenovych Karpus, Національна академія Національної гвардії України

Доктор технічних наук, професор, професор кафедри інженерної механіки

Svitlana Mykhailivna Vashchenko, Сумський державний університет

Кандидат технічних наук, доцент кафедри комп’ютерних наук Сумського державного університету

Jozef Zajac, Технічний університет м. Кошице, м. Прешов.

Кандидат технічних наук, професор, декан факультету виробничих технологій Технічного університету м. Кошице

Andrii Ivanovych Karmaza, Сумський державний університет

Студент факультету технічних систем та енергоефективних технологій

Посилання

The Future of Manufacturing: Bringing the real and virtual world together. – Siemens AG. – 2015. – Available at: http://w3.siemens.com/topics/global/en/industry/future-of- manufacturing/Documents/feature-infografik/all/en/index.html? stc=wwcg102138#/conclusions/469.

Bi Z.M., Lang S.Y.T., Verner M., Orban P. Development of Recon- figurable Machines. The International Journal of Advanced Manu- facturing Technology, 2008, Vol. 39, pp. 1227–1251, doi: 10.1007/s00170-007-1288-1.

Karpus V.E., Ivanov V.O., Kotliar O.V. et al. Intensyfikacija procesiv mechaničnoï obrobky [Intensification of Manufacturing Processes]; edited by V. E. Karpus. Sumy, Sumy State University, 2012, 436 p., doi: 10.13140/2.1.3953.7604.

Zholtkevich N.D., Movshovich I.Ja., Kobzev A.S. et al. Obratimaja tehnologicheskaja osnastka dlja GPS [Reusable Tooling for FMS]. Kyiv, Tehnіka, 1992, 216 p.

Karpus V.E., Ivanov V.A. Sovremennyie trebovaniya k tehnologicheskoy osnastke stankov s ChPU [Modern Requirements to Tooling for CNC Machine Tools]. Visnyk NTU "KhPI" [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2008, No. 22, pp. 23–35.

Karpus V.E., Ivanov V.A. Universal'no-sbornye perenalazhivaemye prisposoblenija [Modular Readjusted Attachments]. Vestnik mashi- nostroeniya, 2008, no. 11, pp. 46–50.

Karpus V.E., Ivanov V.A. Universal-Composite Adjustable Machine- Tool Attachments. Russian Engineering Research, 2008, Vol. 28, Issue 11, pp. 1077–1083, doi: 10.3103/S1068798X08110105.

Permjakov A.A., Jakovenko I.Ja. K voprosu ob unifikacii ustano- vochno-zazhimnyh prisposoblenij agregatirovannogo oborudovanija [Concerning Unification of Locating-and-Clamping Fixtures of Modular Equipment]. Visnyk NTU "KhPI" [Bulletin of the National Technical University "KhPI"]. Kharkov, NTU "KhPI" Publ., 2016, No. 33 (1205), pp. 38–41.

Boyle I., Rong Y., Brown D. A Review and Analysis of Current Computer-Aided Fixture Design Approaches. International Journal of Robotics and Computer-Integrated Manufacturing, 2011, Vol. 27, pp. 1–12, doi: 10.1016/j.rcim.2010.05.008.

Rakovich A.G. Avtomatizacija proektirovanija prisposoblenij dlja metallorezhushhih stankov [Automation of Fixture Design for Met- al-cutting Machine Tools]. Moscow, Mashinostroenie, 1980, 136 p.

Pehlivan S., Summers J. A Review of Computer-aided Fixture De- sign with Respect to Information Support Requirements. Interna- tional Journal of Production Research, 2008, Vol. 46, No. 4, pp. 929–947, doi: 10.1080/00207540600865386.

Rong Y., Huang S.H., Hou Z. Advanced Computer-aided Fixture Design. Elsevier Academic Press, New York (2005).

Rong Y., Zhu, Y. Computer-Aided Fixture Design. Marcel Dekker, New York (1999).

Nee A.Y.C., Senthil Kumar A., Tao Z.J. An Advance Treatise on Fixture Design and Planning. World Scientific, Singapore (2004).

Rong Y. Chapter 4. Computer-Aided Modular Fixture Design. In: Leondes C.T. (ed.) Computer Aided and Integrated Manufacturing Systems. Vol. 4: Computer-Aided Design / Computer-Aided Manu- facturing (CAD/CAM), pp. 103–170. World Scientific, Singapore (2003).

Nee A.Y.C., Whybrew K., Senthil Kumar A. Advanced Fixture Design for FMS. Springer-Verlag, London (1995).

Hargrove S.K., Kusiak A. Computer-aided Fixture Design: A Review. International Journal of Production Research, 1994, Vol. 32, pp. 733–753, doi: 10.1080/00207549408956967.

Zholtkevich G.N. Avtomatizacija proektirovanija tehnologicheskoj osnastki: teorija i praktika [Automation of Tooling Design: Theory and Practice]. Kyiv, Tehnіka, 1998, 263 p.

Bi Z.M., Zhang W.J. Flexible Fixture Design and Automation: Re- view, Issues and Future Directions. International Journal of Produc- tion Research, 2001, Vol. 39, pp. 2867–2894, doi: 10.1080/00207540110054579.

Kang X., Peng Q. Recent Research on Computer-Aided Fixture Planning. Journal of Recent Patents on Mechanical Engineering, 2009, Vol. 2, pp. 8–18, doi: 10.2174/2212797610902010008.

Wang H., Rong Y., Li H., Price S. Computer-Aided Fixture Design: Recent Research and Trends. Journal of Computer-Aided Design, 2010, Vol. 42, pp. 1085–1094, doi: 10.1016/j.cad.2010.07.003.

Vukelic D., Tadic B., Luzanin O. et al. A Rule-based System for Fixture Design. Scientific Research and Essays, 2011, Vol. 6 (27), pp. 5787–5802, doi: 10.5897/SRE11.1138.

Parvaz H., Nategh M.J. A Pilot Framework Developed as a Common Platform Integrating Diverse Elements of Computer Aided Fixture Design. International Journal of Production Research, 2013, Vol. 51, No. 22, pp. 6720–6732, doi: 10.1080/00207543.2013.832000.

Іvanov V.O., Karpus V.E. Suchasnі CAFD-sistemi u mashino- buduvannі ta perspektivi rozvitku [Modern CAFD Systems in Man- ufacturing Engineering and Future Trends]. Mashinobuduvannja Ukraїni ochima molodih: progresivnі іdeї – nauka – virobnictvo : tezi dopovіdej Desjatoї vseukr. molod. naukovo-tehn. konf., 26–30 zhovtnja 2010 r., Sumy [Proc. of 10th All-Ukrainian Scientific and Technical Conf.]. Sumy, Sumy State University, 2010, pp. 62–64.

Metodologija IDEF0 [Methodology of IDEF0]. – Available at: http://alice.pnzgu.ru/case/caseinfo/bpwin/part3.php.

Іvanov V.O., Vashchenko S.M., Bahrii Y.V. Computer Program “Database for Fixture Design”. Certificate for copyright № 70511, Ukraine, date of registration 17.02.2017.

Ivanov V.A., Bahrii Y.V. Baza dannyh – osnova proektirovanija stanochnyh prisposoblenij [Database – the Foundation of Fixture Design]. Progressivnye tehnologii i process [Progressive Technolo- gies and Processes], Kursk, 2014. pp. 243–247.

Karpus V.E., Ivanov V.A. Vybor optimal'noj komponovki univer- sal'no-sbornyh perenalazhivaemyh prisposoblenij [Selection of Op- timal Assembling of Universal-Modular Re-adjustable Attach- ments]. Vestnik mashinostroeniya, 2012, No. 3, pp. 3–9.

Karpus V.E., Ivanov V.A. Choice of Optimal Construction of Modu- lar Reusable Fixtures. Russian Engineering Research, 2012, Vol. 32, Issue 3, pp. 213–219, doi: 10.3103/S1068798X12030124.

Karpus V.E. Optimіzacіja mehanіchnoї obrobki tіl obertannja [Op- timization of Manufacturing Processes of Rotational Parts]; edited by V. E. Karpus. Kharkiv, NTMT, 2012, 296 p., doi: 10.13140/RG.2.1.3518.8967.

Ivanov V., Dehtiarov I., Pavlenko I. Mathematical Model of the Fixture Flexibility Impact on Machining Accuracy of Levers. Acta Mechanica Slovaca, 2016, Vol. 20, Issue 2, pp. 6–15.

Pavlenko І.V., Іvanov V.O. Zabezpechennja umov stіjkostі zagotov- ki u verstatnomu pristroї zі shemoju bazuvannja za tr'oma ploshhin- ami [Ensuring of the Workpiece Stability Conditions in the Fixture with Locating Scheme on Three Planes]. Sumy, Vіsnik SNAU [Bul- letin of Sumy National Agrarian University], 2015, No. 11 (27), pp. 23–26.

Іvanov V.O., Pavlenko I.V. Ocіnjuvannja nelіnіjnoї zhorstkostі funkcіonal'nih elementіv verstatnih pristroїv [Estimation of Nonlin- ear Stiffness of Functional Elements of Fixtures]. Mashino- buduvannja ochima molodih: progresivnі іdeї – nauka – virobnictvo

: tezi dopovіdej Desjatoї vseukr. molod. naukovo-tehn. konf., 26–29 zhovtnja 2016 r., Sumy [Proc. of 16th Int. Scientific and Technical Conf.]. Sumy, Sumy State University, 2010, pp. 23–24.

Kurilov B.M., Pavlenko I.V., Ivanov V.O. Zastosuvannja komp’juternih zasobіv dlja doslіdzhennja dinamіki mehanіchnoї sis- temi «verstatnij pristrіj – zagotovka» [Using Computer Applications for Investigation the Dynamics of Mechanical System “Fixture – Workpiece”]. Suchasnі tehnologії u promislovomu virobnictvі: ma- ter. nauk.-tehn. konf. vikladachіv, spіvrobіtnikіv, aspіrantіv і stu- dentіv fakul'tetu tehnіchnih sistem ta energoefektivnih tehnologіj : u dvoh chastinah, 18–21 kvіtnja 2017 r., Sumy [Proc. of Scientific and Technical Conf.]. Sumy, Sumy State University, 2017, Vol. 1, p. 149.

Pavlenko I.V., Ivanov V.A., Kurilov B.N. et al. Matematicheskaja model' dinamiki sistemy «stanochnoe prisposoblenie – zagotovka» na primere shemy bazirovanija po trjom ploskostjam [Mathematical Model of the Dynamics of Mechanical System “Fixture – Work- piece” with Locating Scheme on Three Planes]. Bezopasnost' i proektirovanie konstrukcij v mashinostroenii [Safety and Construc- tion Design in Manufacturing Engineering]. Kursk, South-West State University, 2015, pp. 119–122.

Ivanov V.A., Pavlenko I.V., Kurilov B.N. et al. Garmonicheskij analiz sistemy «stanochnoe prisposoblenie – zagotovka» na primere shemy bazirovanija po trjom ploskostjam [Harmonic Analysis of the system “Fixture – Workpiece” with Locating Scheme on Three Planes]. Innovacii v metalloobrabotke: vzgljad molodyh specialis- tov [Innovations in Machining: Opinion of Young Specialists]. Kursk, South-West State University, 2015, pp. 158–161.

Ivanov V., Vashchenko S., Rong Y. Information Support of the Computer-aided Fixture Design System. Proc. of 12th Int. Conf. ICTERI’2016, Kyiv, Ukraine, June 21–24, 2016, CEUR-WS.org, online CEUR-WS.org/Vol-1614/paper_37.pdf.

##submission.downloads##