Программные материалы
Представлены на заседании научно-технического комитета
Секции обсуждения докладов
Современное состояние и тенденции развития моделирования процессов механической обработки
Отчет о состоянии исследований рабочей группы CIRP “Моделирование процессов механической обработки”
Перечисляются авторы
Реферат
В 1995 году в составе НТК (научно-технического комитета) «Резание» международного общества технологов (CIRP) начала работать рабочая группа «Моделирование процессов механической обработки» с целью стимулирования разработки моделей способных численно прогнозировать показатели процессов обработки металлов резанием, которые (показатели) в будущем будут наилучшим образом приспособлены для потребностей металообрабатывающей промышленности. Эта работа содержит информацию о состоянии исследований. В ней представлены цели рабочей группы и результаты, полученные на настоящий момент. Выполнение подробного обзора всего, что было сделано ранее, не являлось целью данной работы. В тоже время, для стимулирования и направления будущих разработок, основная цель заключалась в выполнении критической оценки современного состояния в широкой и комплексной области моделирования (modelling) и имитации (simulation) процессов обработки металлов резанием, основанной на информации, полученной от членов рабочей группы, консультациях с промышленностью, изучении литературы и обсуждении вопросов на встречах рабочей группы. Для этого большое внимание уделялось обсуждению желаемых и возможных разработок, а также планированию новых направлений деятельности.
ключевые слова: резание, моделирование, совместная работа
В будущем производство потребует значительно более мощные стратегии управления процессами в условиях высокоавтоматизированной производственной среды. Эффективное использование новейшего производственного оборудования сильно зависит от внедрения информационных технологий. Необходимо точное прогнозирование результатов [КДВ1] производственных операций, что включает в себя прогнозирование точности формы и размеров, шероховатости поверхности и свойств поверхностного слоя обработанной детали, машинного времени и стоимости обработки. Также должно быть минимизировано и количество отходов. Существующие методы управления производственными процессами, в основном основанные на мастерстве рабочего, устаревают и должны быть заменены научно обоснованными методами. Главными причинами разработки и внедрения автоматизированных систем технологической подготовки производства (АСТПП) являются потребности в планировании процессов мелкосерийного многономенклатурного производства высококачественных изделий изготавливаемых с жесткими допусками с помощью большого количества операций [[1]]. Эти АСТПП требуют надежных моделей и методов имитации всех используемых производственных процессов. Этого особенно трудно добиться для большого разнообразия процессов резания, так как каждый из них характеризуется только для него свойственным соотношением между входными и выходными параметрами. Никакой исследовательский институт не может надеяться на получение окончательного решения собственными силами. Только сосредоточенные усилия многих совместно работающих исследователей могут дать надежду в достижении существенного прогресса.
На протяжении этого столетия обширные знания в металлообработке были получены посредством научных исследований многих лабораторий во всем мире, что отражено в тысячах публикациях различного характера. К сожалению, большинство указанных знаний не могут быть использованы с помощью компьютеров, поскольку они должным образом не формализованы, не охватывают последних разработок в металлообрабатывающей технологии, а иногда даже и неизвестны за пределами узкого круга специалистов. Никто не обладает полным знанием о том, что может быть практически использовано в промышленности. Даже для тех редких случаев, когда инженерам модели уже известны, эти знания либо не могут быть использованы из-за недостатка надежных численных данных, либо могут быть использованы неправильно (misuse) из-за недостаточной информации о границах области их применимости.
На заседании комитета «Резание» международного общества технологов (CIRP) в январе 1995 года было отмечено, что необходим быстрый и существенный скачек вперед в области моделирования и имитации процессов обработки металлов резанием с помощью совместных усилий. По предложению проф. Б. Линдсторома (B. Lindstorm) (KTH Stockholm), на то время президента, была образована специальная рабочая группа “Моделирование процессов механической обработки”. Ее руководителем был избран проф. С. Ф. вон[ЗВА2] Луттервелт (C. F. van Luttervelt) (TU Delft).
Были определены следующие задачи рабочей группы “Моделирование процессов механической обработки”:
1) способствовать разработке моделей процессов обработки со снятием стружки лезвийным инструментом с целью численного прогнозирования показателей этих процессов;
2) способствовать внедрению указанных моделей в промышленности.
Были образованы три подгруппы для подробного изучения отдельных аспектов проблемы. Лидерами этих подгрупп и секретарем рабочей группы [ЗВА3] было собрано много информации по вопросам:
1. Проф. Ф. Клок (F. Klocke) (TH Aachen), подгруппа “Вопросы внедрения моделей” (“applications of models”).
2. Проф. И. С. Джевахир (I. S. Jawahir) (U Kentucky), подгруппа “Фундаментальные вопросы моделирования” (“fundamentals of modeling”).
3. Т. Х. С. Чайлдз (T. H. C. Childs) (U Leeds), подгруппа “Вычислительная механика” (“computational mechanics”).
4. Patri K. Venuvinod [ЗВА4] (City U Hong Kong), секретарь и организатор базы литературных данных.
Рабочая группа начала свою деятельность в соответствии с принципами последних подобных проектов, выполнявшихся в рамках НТК “Резание”, и особенно тех, что выполнялись рабочими группами “Управление стружкообразованием” (“chip control”) [[2], [3]] и “Контроль состояния процессов металлообработки” (“monitoring of metal cutting operations”) [[4], [5]]. Более 60 ученых и инженеров принимали участие в работе этой рабочей группы. Большинство из них являются членами CIRP. Были приглашены для участия в работе [[6]] и другие исследователи в области моделирования процессов механической обработки. Некоторые «приглашенные» внесли свой существенный вклад. Обсуждение целей и путей дальнейших исследований не прекращалось в течение всего времени существования рабочей группы. Это побудило опубликование руководителем рабочей группы и лидерами подгрупп, занимавшихся разработкой соответствующей проблемы в определенном направлении, большого количества статей [[7]] и внутренних сообщений (промежуточных отчетов) о состоянии работ. Эти программные материалы, которые по существу являются первым внешним отчетом о состоянии работы, отражают главные результаты выполненных исследований.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.