Engineering working operations based on parameters of product manufacturability using a computer-aided design algorithm

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The study aimed to develop an algorithm for computer-aided design (CAD) of working operations. A processing route for machining components was developed based on the criteria of production manufacturability, industrial data and a digital model of the product. The process of machining a workpiece was analysed using a method of theoretical separation. The machining process of a frame workpiece was used as a model. The identified formal parameters formed a basis for developing a CAD algorithm and a model of manufacturing route associated with the mechanical processing of a work-piece applying a condition-action rule, as well as mathematical logic. The research afforded a scheme for selecting process operations, given the manufacturability parameters of a product design. The concept of CAD algorithm was developed to design a production process of engineering products with given manufacturability parameters, including industrial data. The principle of forming a route and selecting a machining process was proposed. Several criteria of production manufacturability (labour intensity, consumption of materials, production costs) were selected to evaluate mechanical processing. A CAD algorithm for designing technological operations considering the parameters of manufacturability was developed. The algorithm was tested by manufacturing a frame workpiece. The developed algorithm can be used for reducing labour costs and development time, at the same time as improving the quality of production processes. The formalisation of process design is a crucial stage in digitalisation and automation of all production processes.

About the authors

D. A. Ishenin

Irkutsk National Research Technical University

Email: ishenin.dmitriy@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-6472-8787

A. S. Govorkov

Irkutsk National Research Technical University

Email: govorkov_as@istu.edu
ORCID iD: 0000-0001-9684-8572

References

  1. Бочкарев П. Ю., Шалунов В. В., Бокова Л. Г. Проектирование технологических операций механообработки в системе планирования технологических процессов // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2009. Т. 3. № 1. С. 46–54.
  2. Говорков А. С., Чьен Ха Ван. Разработка автоматизированной системы проектирования технологических процессов изготовления изделия машиностроения на основе трехмерной модели // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2015. № 4. С. 48–55.
  3. Фокин И. В., Божеева Т. В. Автоматизация процедуры принятия решений при разработке технологических процессов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 1. С. 67–72.
  4. Govorkov A. S., Fokin I. V., Lavrentyeva M. V., Karlina Yu. I. Methodology of the formalized approach of the automated construction of the manufacturing route of a mechanical engineering product // Materials Science and Engineering: IOP Conference Series. 2019. Vol. 632. Р. 012093. https://doi.org/10.1088/1757-899X/632/1/012093.
  5. Баранова Е. М., Баранов А. Н. Разработка процедуры контроля качества изделий на базе современного подхода к проектированию технологических операций // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 10. С. 76–86.
  6. Подрез Н. В., Токарев Д., Жиляев А., Фокин И. Система разработки технологических процессов изготовления деталей и сборочных единиц АТ на основе существующих взаимосвязей с учетом 3-х мерной модели // Наука будущего – наука молодых: сб. тез. III Всерос. науч. форума (г. Нижний Новгород, 12–14 сентября 2017 г.). Нижний Новгород: Изд-во ООО «Инконсалт К», 2017. С. 319–320.
  7. Тимирязев В. А., Белянкина О. В., Серебряков А. А. Автоматизированное проектирование технологических процессов с использованием ЭВМ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 10. С. 220–222.
  8. Кузнецов П. Н., Брижанский Л. В., Кузнецова А. П. Повышение надежности техники путем автоматизированного проектирования деталей и узлов // Наука и Образование. 2019. Т. 2. № 4. С. 264.
  9. Sokolnikov R. A., Bozheeva T. V., Govorkov A. S. Development of methodology for formalized selection of technological operations when designing technological process manufacturing of machinery // Journal of Physics Conference Series. 2020. Vol. 1582. No. 1. Р. 012080. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1582/1/012080.
  10. Камшилов С. Г. Системы автоматизированного проектирования в производственных процессах // Вестник Челябинского государственного университета. 2004. Т. 7. № 1. С. 104–108.
  11. Ишенин Д. А. Возможности для автоматизирования выбора технологических операций с учетом производственной технологичности конструкции изделия // Актуальные проблемы науки и техники. Инноватика: сборник статей по матер. Междунар. науч.-практ. конф. (г. Уфа, 14 января 2020 г.). Уфа: Изд-во НИЦ «Вестник науки», 2020. С. 79–83.
  12. Подрез Н. В. Обзор математических методов представления технологических процессов // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: сб. статей Всерос. молодеж. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 11 ноября 2016 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2016. С. 32–36.
  13. Кузнецов В. А., Владыка А. А., Цитриков А. В., Захарова О. О. Проектирование технологического процесса изготовления деталей на основе технико-экономического моделирования // Известия Московского государственного технического университета «МАМИ». 2012. Т. 2. № 2. С. 112–116.
  14. Непомилуев В. В., Соколова Е. Ю. Методология выбора оптимального варианта технологического решения по комплексному критерию // Машиностроение – основа технологического развития России: сб. науч. ст. V Международной науч.-техн. конф. (г. Курск, 22–24 мая 2013 г.). Курск: Изд-во ЮЗГУ, 2013. С. 257–261.
  15. Ирзаев Г. Х. Экспертные методы управления технологичностью промышленных изделий. М.: Изд-во «Инфра-Инженерия», 2010. 192 с.
  16. Бокова Л. Г., Королев Р. Д., Бочкарев П. Ю. Совершенствование оценки производственной технологичности изделий специального машиностроения // Высокие технологии в машиностроении: матер. ХVI Всерос. науч.-техн. конф. (г. Самара, 25–28 октября 2017 г.). Самара: Изд-во СамГТУ, 2017. С. 9–10.
  17. Леонович Д. С., Журавлѐв Д. А., Карлина Ю. И. Современные тенденции развития инженерного анализа изделий с деталями из композиционных материалов на примере принципов работы ANATOLEFLEX // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 11. С. 56–62. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-11-56-62.
  18. Ларченко А. Г. Оценка качества изделий из полимерных материалов машиностроительного назначения // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2019. Т. 23. № 3. С. 463–471. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2019-3-463-471.
  19. Рычков Д. А., Лобанов Д. В., Смирнова Д. А. Методика оптимизации режимов резания в интеллектуальной системе проектирования технологических процессов // Современные материалы, техника и технологии. 2018. № 4. С. 18–24.
  20. Калякулин С. Ю., Кузьмин В. В., Митин Э. В., Сульдин С. П., Тюрбеева Т. Б. Проектирование структуры технологических процессов на основе синтеза // Вестник Мордовского университета. 2018. Т. 28. № 1. С. 77–84. https://doi.org/10.15507/0236-2910.028.201801.077-084.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).