Детальная информация

Объектом данного исследования выступает полный цикл технологического процесса изготовления машиностроительной детали — «вал-шестерня», применяемой в составе различных узлов передачи вращательно-го движения. Предметом исследования является анализ и оценка производи-тельности процесса её изготовления с точки зрения внедрения современных цифровых решений и повышения эффективности. Настоящая работа посвящена разработке усовершенствованного технологического маршрута изготовления вала-шестерни с активным применением цифровых технологий. В частности, рассматривается интеграция вы-сокоточного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), использование систем планирования ресурсов предприятия (ERP-систем), а также внедрение средств активного контроля, обеспечивающих онлайн-мониторинг и коррекцию параметров обработки. Основная цель исследования заключается в существенном улучшении производственной эффективности и стабильности качества выпускаемой продукции за счёт цифровизации ключевых этапов технологического про-цесса. Особое внимание уделяется снижению времени обработки, минимизации отклонений размеров за счёт адаптивных корректировок, а также по-вышению уровня автоматизации операций, включая настройку, контроль, анализ и регулировку. Представленная работа направлена на формирование практического подхода к модернизации производства на базе интеллектуальных решений, что особенно актуально в условиях развития промышленности и необходи-мости устойчивого повышения производственной конкурентоспособности. В данной работе также проведен анализ существующих методов цифровизации в производственных процессах, что позволило выделить ключевые технологии, способствующие повышению эффективности. Рассмотрены такие средства, как системы управления производством, технологии Интернета вещей, а также использование больших данных и аналитики для опти-мизации процессов. Процесс изготовления детали «Вал-шестерня» сформирован как совокупность этапов, направленных на достижение заданных геометрических параметров и необходимого уровня чистоты поверхности. Управляющая программа для обработки на станках с числовым программным управлением разработана с учетом технических характеристик применяемого обору-дования, и требований к конечному продукту. Схема активного контроля при черновом точении позволяет осуществлять мониторинг процесса в реальном времени, что способствует своевременному выявлению отклонений и минимизации брака. Определенная погрешность системы контроля была оценена и проанализирована, что дало возможность внести необходимые коррективы для повышения точно-сти обработки. Проектирование автоматизированного установочно-зажимного при-способления для центровально-фрезерной операции направлено на улучшение процесса фиксации заготовки что, в свою очередь, снижает время на наладку и повышает стабильность обработки. Таким образом, внедрение цифровых технологий в производственный процесс изготовления детали «Вал-шестерня» не только улучшает качество продукции, но и способствует увеличению производительности и снижению затрат. В результате выполнения работ была достигнута значительная оптимизация производственного процесса изготовления детали «Вал-шестерня». Кроме того, разработанные методы и технологии могу быть адаптированы для других производственных процессов.

The object of this study is the complete cycle of the technological process for manufacturing a mechanical part — the gear shaft, which is used in various assemblies for transmitting rotational motion. The subject of the research is the analysis and assessment of the productivity of the manufacturing process of this part, focusing on the integration of modern digital solutions and the enhancement of efficiency. This paper is dedicated to the development of an advanced technological route for the production of a gear shaft with active implementation of digital technologies. In particular, the study examines the integration of high-precision computer numerical control (CNC) equipment, the use of enterprise resource planning systems (ERP systems), and the introduction of active control tools that provide real-time monitoring and adjustment of machining parameters. The main objective of the study is to significantly improve the efficiency of production and ensure stable quality of the output through the digitalization of key stages in the technological process. A strong focus is placed on optimizing machining efficiency by cutting down processing time, applying adaptive adjustments to limit dimensional inaccuracies, and enhancing automation through-out every stage — from setup and monitoring to data analysis and system tuning. This work aims to establish a practical approach to modernizing production using intelligent technologies, which is especially relevant in the context of ongoing industrial development and the need for sustainably increasing manufacturing competitiveness. Additionally, this research includes an analysis of existing digitalization methods used in manufacturing processes. This analysis has made it possible to identify key technologies that contribute to performance improvements. Among the examined tools are production management systems, Internet of Things (IoT) technologies, as well as the use of big data and analytics to optimize manufacturing operations. The developed technological process for producing the gear shaft consists of a sequence of operations required to achieve the desired dimensions and sur-face quality. The CNC machining program for the part was created with consideration for the specific features of the equipment used and the final product requirements. The active control scheme applied during rough turning enables real-time monitoring of the machining process, allowing for the timely detection of deviations and minimizing the occurrence of defects. The control system’s measurement error was evaluated and analyzed, providing an opportunity to make necessary adjustments to improve machining accuracy. The design of an automated workholding fixture for the center-milling operation is aimed at enhancing the setup process for securing the workpiece. This, in turn, reduces setup time and improves machining stability. Consequently, integrating digital technologies into the manufacturing workflow of the gear shaft leads to enhanced product quality while simultaneously boosting production efficiency and lowering overall costs. As a result of this study, significant optimization of the gear shaft manufacturing process was achieved. Moreover, the developed methods and technologies can be adapted for application in other production processes.