Высокоинтегрированные технологии в металлообработке

2-е издание, электронное

Ìîñêâà, 2023

УДК 004.4
ББК 32.973.26-018.2
Б91

Б91
Бунаков, Павел Юрьевич.
Высокоинтегрированные технологии в металлообработке / П. Ю. Бунаков, 
Э. В. Широких. — 2-е изд., эл. — 1 файл pdf : 209 с. — Москва : ДМК Пресс, 2023. — 
Систем. требования: Adobe Reader XI либо Adobe Digital Editions 4.5 ; экран 10". — 
Текст : электронный.
ISBN 978-5-89818-488-9
Учебное пособие содержит материал для выполнения курсового проекта «Разработка 
элементов интегрированной технологии проектирования и изготовления детали-представителя», включающего в себя построение модели детали и сборочного узла, проектирование 
технологического процесса изготовления, в том числе управляющую программу для станка с ЧПУ и разработку расчетно-аналитического модуля конструкторско-технологического назначения.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 151001 
«Технология машиностроения», специализация «САПР технологических процессов». Будет полезно студентам средних специальных учебных заведений, а также конструкторам и 
технологам машиностроительных предприятий.

УДК 004.4 
ББК 32.973.26-018.2

Электронное издание на основе печатного издания: Высокоинтегрированные технологии в металлообработке / П. Ю. Бунаков, Э. В. Широких. — Москва : ДМК Пресс, 2011. — 208 с. — ISBN 978-5-94074628-7. — Текст : непосредственный.

Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и 
какими бы то ни было средствами без  письменного разрешения владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать абсолютную точность и правильность приводимых 
сведений. В связи с этим издательство не несет ответственности за возможные  ошибки, связанные с использованием книги.

В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты 
авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации.

ISBN 978-5-89818-488-9
©  Бунаков П. Ю. Широких Э.В., 2011
© Оформление, издание, ДМК Пресс, 2011

Содержание

Предисловие ................................................................. 6

Введение .......................................................................... 7

Глава 1. Высокоинтегрированные 
технологии проектирования ................................ 9

Глава 2. Задачи курсового    
проектирования ..........................................................15

Глава 3. Разработка маршрутнооперационного технологического  
процесса .........................................................................21

3.1. Определение структуры операций .......................22

3.2. Выбор оборудования для обработки 
поверхностей ...................................................................27

3.3. Определение промежуточных припусков и 
размеров ...........................................................................32

3.4. Определение режимов резания и технических 
норм времени ..................................................................38

Глава 4. Основные возможности        
системы Т-FLЕХ ..........................................................47

Содержание
4

Глава 5. Проектирование УП для             
станка с ЧПУ ..................................................................57

5.1. Математическая характеристика      
поверхностей ...................................................................58

5.2. Формирование математической модели ............66

5.2.1. 3D-элементы построения .........................................66
5.2.2. Основные трехмерные операции ..............................72
5.2.3. Построение 3D-модели ............................................77

5.3. Проектирование управляющей программы .......97

5.3.1. Выбор инструмента ..................................................97
5.3.2. Выбор вида обработки ...........................................101
5.3.3. Выбор постпроцессора и имитация обработки .......109
5.3.4. Проектирование управляющих программ ...............112

5.4. Операторы управляющей программы ...............120

Глава 6. Проектирование станочного 
приспособления .......................................................125

6.1. Методика проектирования станочных 
приспособлений ............................................................126

6.2. Пример проектирования станочного 
приспособления ............................................................131

6.2.1. Составление схемы базирования ...........................131
6.2.2. Составление компоновочной схемы .......................131

6.3. Расчет усилий зажима ..........................................134

Содержание
5

Глава 7. Расширение функциональности 
САПР ................................................................................141

7.1. Визуальная среда программирования ..............142

7.2. Основы языка программирования Pascal .........144

7.2.1. Типы данных ...........................................................147
7.2.2. Операторы языка ...................................................150
7.2.3. Процедуры и функции ............................................157

7.3. Основные понятия визуального 
программирования .......................................................162

7.3.1. Структура программного модуля ............................163
7.3.2. Проектирование приложения .................................164
7.3.3. Связь с системой T-FLEX ........................................174

7.4. Разработка прикладного программного     
модуля .............................................................................190

7.4.1. Постановка задачи .................................................190
7.4.2. Разработка алгоритма и блок-схемы ......................192
7.4.3. Кодирование и отладка программы ........................193
7.4.4. Разработка документации ......................................198

Заключение .................................................................201

Перечень используемых сокращений .........203

Список литературы .................................................205

Предисловие

Широкое использование на промышленных предприятиях современных 
систем автоматизированного проектирования (САПР), новых станков с 
числовым программным управлением, обрабатывающих центров и автоматических линий коренным образом изменило роль инженера-технолога. 
Технолог сегодня – это специалист, способный применять самые передовые технологии для производства новых деталей и машин высокого качества на основе фундаментального технического образования и активного 
использования систем автоматизированного проектирования. 

Настоящее издание содержит теоретические, методические и практи
ческие материалы для выполнения курсового проекта «Разработка элементов интегрированной технологии  проектирования и изготовления деталипредставителя» и основано на материалах курса «Высокоинтегрированные 
технологии в металлообработке (САD/САМ/САЕ-технологии)», который 
разработан и ведется авторами в Коломенском институте (филиале) Московского государственного открытого университета (КИ (ф) МГОУ) для 
студентов специальности «Технология машиностроения». 

При написании книги с разрешения компании «Топ Системы» исполь
зовались материалы из документации по системе T-FLEX. 

Авторы надеются, что книга найдет своего читателя среди преподавате
лей и студентов конструкторских и технологических специальностей высших и средних специальных учебных заведений, и будут признательны за 
все конструктивные замечания и предложения по ее содержанию.

Введение

В условиях рыночной экономики особую актуальность для предприятий 
приобретают задачи повышения качества и технико-экономического уровня проектируемой и выпускаемой продукции, эффективности и надежности объектов проектирования, сокращения сроков и затрат на проектирование, технологическую подготовку и производство продукции. Решение 
этих задач требует широкого внедрения САПР в проектно-производственную деятельность. Современный этап автоматизации характеризуется переходом от автоматизации отдельных инженерно-технических расчетов и 
структурных подразделений предприятий к комплексной автоматизации, 
охватывающей весь жизненный цикл изделий.

Учитывая растущую потребность промышленных предприятий в техни
ческих специалистах нового поколения, необходимо широко использовать 
в учебном процессе передовые технологии автоматизации, организовывать 
подготовку специалистов по новым специализациям, отражающим требования современных машиностроительных предприятий. Одной из таких 
специализаций является открытая в Коломенском институте (филиале) 
Московского государственного открытого университета новая специализация «САПР технологических процессов» (САПР ТП) в рамках специальности 151001 «Технология машиностроения» [5, 7, 8].

По предложению выпускающей кафедры «Технология машиностро
ения» и решению Совета вуза набор дисциплин специализации должен 
охватывать основные информационные задачи конструкторско-технологической подготовки производства с акцентом на современные высокоинтегрированные системы трехмерного графического моделирования, автоматизированную разработку управляющих программ для оборудования с 
ЧПУ, изучение технологических баз (ТБ) данных на основе универсальных СУБД, использование PLM-систем для информационной поддержки 
жизненного цикла изделия.

Методическим завершением цикла дисциплин специализации являет
ся дисциплина «Высокоинтегрированные технологии в металлообработке 
(САD/САМ/САЕ-технологии)», в которой комплексно изучаются следующие вопросы:

 структура и место САПР в интегрированных производственных системах, взаимосвязь систем конструкторского и технологического 
проектирования;
 классификация существующих конструкторских и технологических 

•

•

Введение
8

САПР;
 технологии системного подхода и функционально-стоимостного 
анализа в задачах проектирования;
 объектно-ориентированное проектирование в конструкторско-технологических задачах;
 гуманитарные аспекты автоматизации, связанные с такими факторами, как правильное понимание роли и места САПР на предприятии, 
необходимость перехода на новый уровень мышления и организации 
труда, усиление ответственности за результаты своей работы и т. д.;
 методы разработки и преобразования математических моделей в 
ходе решения проектных задач, модели и методы решения задач технологического проектирования, структурной и параметрической оптимизации ТП;
 методы построения элементов лингвистического, математического, 
информационного и программного обеспечения САПР;
 инструментальные средства разработки программного обеспечения 
и программной документации;
 принципы организации интерфейса прикладных систем, входные и 
выходные языки САПР, интерактивный режим работы в САПР.

По данной дисциплине выполняется курсовой проект «Разработка эле
ментов интегрированной технологии  проектирования и изготовления детали-представителя», что должно сформировать у студентов понимание 
комплексного характера автоматизации проектирования и конечной ее 
цели – информационной интеграции всех конструкторско-технологических и производственных подразделений в единое целое. Это предполагает 
наличие глубоких знаний как в области технологии машиностроения, так 
и в области САПР.

При курсовом проектировании студенты ориентируются на работу над 

реальными проектами, отражающими конкретные производственные задачи, требующие расширения автоматизации отдельных этапов технологического проектирования, что позволяет им более четко осознать свое 
место в профессиональном пространстве. 

В настоящем учебном пособии рассматриваются теоретические, мето
дические и практические вопросы, возникающие в процессе выполнения 
курсового проекта по дисциплине «Высокоинтегрированные технологии в 
металлообработке (САD/САМ/САЕ-технологии)».

•

•

•

•

•

•

•

Глава 1

Высокоинтегрированные 
технологии проектирования

Высокоинтегрированные технологии проектирования
10

Современные информационные технологии, точно так же как и современные технологии материального производства, позволяют значительно 
повысить производительность труда и качество выпускаемой продукции, 
сократить ее себестоимость, сроки проектирования и технологической 
подготовки. Базовым принципом  информатизации материального производства в настоящее время является единое информационное объединение 
всех этапов жизненного цикла изделия (ЖЦИ): от маркетинговых исследований и концептуального проектирования до отгрузки заказчику готовой 
продукции и технического сопровождения [11, 14]. Этот принцип получил 
название CALS-технология (Continuous Acquisition and Life cycle Support 
– непрерывная информационная поддержка поставок и жизненного цикла), или высокоинтегрированная технология (ВИТ) проектирования и 
производства [15, 16].

Суть высокоинтегрированных технологий заключается в применении 

принципов информационной поддержки на всех стадиях жизненного цикла изделий, которая обеспечивает единые способы управления процессами 
и взаимодействия всех участников этого цикла. Важнейшим базовым принципом таких технологий является безбумажный обмен данными между 
всеми этапами ЖЦИ.   

Целью внедрения высокоинтегрированных технологий является при
менение эффективных методов проектирования в единой автоматизированной системе с целью повышения экономической эффективности 
работы машиностроительного предприятия. Стратегия ВИТ базируется 
на полном электронном описании изделий и процессов  изготовления и 
включает в себя:

 маркетинг;
 концептуальное и рабочее проектирование;
 анализ и оптимизацию проекта;
 технологическую подготовку производства;
 изготовление и эксплуатацию объекта.

Производственный цикл нового изделия всегда начинается с выработки 

его концепции на основе маркетинговых исследований соответствующего 
сегмента рынка. Первоначально она прорабатывается в общем виде, затем 
уточняется в деталях, анализируется и совершенствуется. После  подробной конструктивной разработки концепции формируется план выпуска 
нового изделия. Следующим этапом является конструирование, включающее в себя формирование математических моделей объектов, их анализ 
и оптимизацию  технических характеристик, разработку проектно-конструкторской документации. На основе этой информации выполняется этап 

•
•
•
•
•