Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 245
Скачиваний: 0
дачи. Количественную зависимость числа ступеней обработки можно уста новить, если ввести понятие уточнения.
6.2.1.Определение маршрута обработки поверхности
сприменением уточнения
Уточнением технологического процесса 1„ называют отношение до
пуска заготовки Ты на рассматриваемую характеристику к допуску детали Т „ на ту же характеристику:
I**п =ГЛ М Г ,ITЛ Д С 1 ‘ |
|
|
|
Если, например, для изготовления вала |
с диаметров |
J = 50_O016 |
ис |
пользуют заготовку-прокат с диаметром 5 4 ^ |
(допуск 7 ^ |
= 1,4 мм), |
то |
уточнение ТП 1 л = 1,4 / 0,016 = 87.
Аналогично можно говорить об уточнениях на каждой ступени обра
ботки
где 7}_i и 7) - допуски соответственно на предшествующей и выполняемой ступенях обработки.
Если первой операцией считать заготовительную, а операции оконча тельной обработки присвоить индекс К, то уточнение ТП можно выразить равенством
= ^2^Э ’ *
При условии, что технолог располагает точностными характеристика ми технологической системы (т.е. значениями уточнений I/ на каждой сту пени обработки) последовательность расчета числа ступеней обработки бу дет следующей. Исходным параметром является требуемый по чертежу до пуск на размер поверхности Гдст. Выбрав для окончательной операции тех нологическую систему, обеспечивающую соблюдение заданного допуска, т.е. имеющую погрешность со* < 7 ^ , и зная обеспечиваемое ею уточнение I * , можно определить операционный допуск на предпоследнюю ступень об работки:
Тк-1 |
5 1 Л е г |
Затем следует выбрать систему для выполнения к- 1 -й операции по ус ловию < Тк_]. Зная уточнение этой системы 1 можно определить
допуск на операцию к-2:
|
Tk-2 |
|
|
Расчет числа операций механической и операционных допусков за |
|
канчивается, когда окажется Тк_\ > |
. |
|
|
Установлены следующие рекомендации по разделению общего уточ |
|
нения |
по ступеням обработки: для первой ступени черновой обработки |
достижимо уточнение Е<6, для получистовой обработки 1 = 3...4, для сту пеней чистовой обработки с допусками точности IT5 - IT7 L = 1,5... 2.0.
Например, при обработке валов из исходной заготовки, полученной штамповкой или из черного проката, требуется:
по 1Т 13 - IT 12 одна ступень обработки: черновое точение;
по IT11 - IT10 две ступени: черновое и чистовое точение;
по IT9 - IT8 три ступени: черновое и чистовое точение и однократное шлифование;
по IT7 - IT6 четыре ступени: черновое и чистовое точение, предвари тельное и окончательное шлифование.
6.2.2.Определение вариантов обработки поверхности
сприменением теории графов
Как было отмечено, маршрут обработки поверхности назначают на основании технических требований чертежа детали и чертежа заготовки. Ориентируясь на таблицы точности и качества поверхностных слоев при об работке и учитывая конфигурацию обрабатываемой поверхности, материал, массу и другие факторы, устанавливают метод окончательной обработки. При известном способе получения заготовки определяют первоначальный метод обработки. Выбрав окончательный и первый методы, назначают про межуточные. При этом возможны несколько видов обработки примерно с одинаковыми показателями. Характеристики методов обработки (операций) наружных, внутренних поверхностей вращения и плоских поверхностей, сгруппированных в стадии по точности и качеству получаемой поверхности, представлены в табл. 6.2 - 6.4. Для элементарных поверхностей обычно ста дия обработки совпадает с операцией или переходом.
Требуемые по чертежу точность и качество поверхности можно полу чить обработкой по различным маршрутам. Для их описания наиболее удоб но использовать теорию графов. В этом случае маршрут обработки отдель ной поверхности представляют в виде графа, в котором вершины соответст вуют кодам операций с характеристиками точности, шероховатости поверх ности и себестоимости операции, а ребра - последовательности операций со-
164
гласно табл. 6.2 - 6.4. На основе общих правил проектирования маршрутов обработки отдельных поверхностей могут быть построены графы маршрутов обработки поверхностей.
Таблица 6.2 Операции обработки наружных поверхностей вращения
|
|
Код опе |
Точность, |
Параметры шероховато |
|
|
Стадии |
Наименование операции |
сти, мкм |
|
|
||
рации |
квалитет |
|
|
|||
|
|
R, .... |
|
|
||
1 |
Черновая токарная |
1 |
14 |
|
|
|
160 |
|
|
||||
2 |
Получистовая токарная |
2 |
12 |
60 |
- |
|
з |
Чистовая токарная |
3 |
10 |
- |
2,50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Черновая шлифовальная |
4 |
10 |
- |
2,50 |
|
А |
Тонкая токарная |
5 |
7 |
- |
0,80 |
|
*т |
Однократное шлифование |
6 |
7 |
- |
1,25 |
|
|
|
|||||
5 |
Чистовая шлифовальная |
7 |
7 |
- |
0,63 |
|
6 |
Тонкая шлифовальная |
8 |
6 |
- |
0,25 |
|
|
Полировальная |
9 |
6 |
- |
0,40 |
! |
7 |
Накатная |
10 |
5 |
- |
0,16 |
j |
|
Суперфиниширование |
11 |
5 |
- |
0,08 |
I |
|
На рис. 6.1 показан граф возможных вариантов обработки наружных |
|
||||
поверхностей вращения. Нулевая стадия - |
это стадия получения заготовки. |
|
Аналогично можно построить графы для плоских поверхностей и внутрен них поверхностей вращения. с ^
Рис. 6.1. Граф возможных вариантов маршрута обработки наружных поверхностей вращения
165
Анализ графа показывает, что для каждого типа элементарной по верхности существует различное число маршрутов обработки. Применитель но к приведенному графу для наружных поверхностей можно синтезировать 8 маршрутов, аналогично для внузренних поверхностей (по табл. 6.3) 32 мар шрута и для плоских (по табл. 6.7) - 60.
Математическим представлением графов возможных МОП является матричная форма (рис. 6.2). Столбцам и строкам матрицы соответствуют
вершины графа, приведенного на рис. 6.1. Элемент матрицы равен |
1, если |
||||||
вершины смежные, в противном случае он равен 0. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.3 |
|
|
Массив операций обработки внутренних поверхностей вращения |
||||||
| Стадия |
Код опе |
: Точность, |
|
Параметры шероховато |
|||
обра |
|
сти, мкм |
|
||||
Наименование операции |
рации |
квалитет |
|
|
|||
ботки |
|
|
R , |
Яа |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
Черновое растачивание |
1 |
|
14 |
|
80 |
- |
1 |
Рассверливание |
2 |
|
12 |
|
63 |
- |
|
Черновое зенкерование |
3 |
|
12 |
|
30 |
- |
7 |
Получистовое растачивание |
4 |
|
12 |
|
20 |
- |
L |
i Чистовое зенкерование |
5 |
|
11 |
|
- |
3,20 |
|
|
|
|||||
|
Чистовое растачивание |
6 |
|
10 |
|
- |
2,00 |
3 |
Черновое шлифование |
7 |
|
10 |
|
|
3,20 |
|
Черновое развертывание |
8 |
|
10 |
|
- |
2,50 |
I л |
Тонкое растачивание |
9 |
|
8 |
|
- |
0,80 |
Чистовое протягивание |
10 |
|
8 |
|
- |
0,63 |
|
*т |
Чистовое шлифование |
11 |
|
8 |
|
- |
0,63 |
|
|
|
|||||
|
Тонкое развертывание |
12 |
|
8 |
|
- |
0,63 |
|
Хонингование |
13 |
|
6 |
|
|
0,08 |
|
Тонкое шлифование |
14 |
|
6 |
|
- |
0,16 |
5 |
Притирка |
15 |
|
6 |
|
- |
0,08 |
|
Калибрование шариком |
16 |
|
? |
|
|
0,16 |
1 |
Тонкое развертывание |
17 |
|
6 |
! |
- |
0,32 |
|
|
|
|
|
|
Таблица 6.4 |
|
|
Массив операций обработки плоских поверхностей |
|
|||||
Стадия |
|
Код |
|
Точ |
|
Параметры шерохова |
|
обра |
Наименование операции |
|
ность, |
|
тости, мкм |
||
операции |
|
||||||
ботки |
|
квалитет |
Яг |
Rc |
|||
|
|
|
|||||
1 |
2 |
3 |
|
4 |
|
5 |
6 |
] |
Черновое фрезерование |
1 |
|
12 |
|
80 |
|
Черновое строгание |
2 |
|
12 |
|
80 |
|
|
|
|
|
2,50 |
||||
|
Чистовое фрезерование |
3 |
|
10 |
|
|
|
2 |
Чистовое строгание |
4 |
|
10 |
|
|
2,50 |
|
Предварительное шлифование |
5 |
|
9 |
|
|
1,60 |
3 |
Предварительное протягивание |
6 |
|
8 |
|
- |
1,60 |
Тонкое фрезерование |
7 |
|
7 |
|
- |
0,80 |
|
|
Тонкое строгание |
8 |
|
7 |
|
- |
0,80 |
Окончание табл. 6.4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
Отделочное протягивание |
9 |
6 |
- |
0,32 |
л |
Чистовое шлифование |
10 |
7 |
|
0,63 |
ч |
Тонкое фрезерование |
11 |
6 |
- |
0,32 |
|
Тонкое строгание |
12 |
6 |
- |
0,32 |
|
Притирка |
13 |
5 |
- |
0,08 |
|
Полировка |
14 |
5 |
- |
0,08 |
5 |
Тонкое шлифование |
15 |
5 |
- |
0,08 |
|
Вибронакатывание |
16 |
5 |
|
0,16 |
|
Виброполирование |
17 |
5 |
- |
0,05 |
Рис. 6.2. Матрица вариантов МОП
Поиск возможных вариантов маршрута начинается с просмотра мат рицы по строкам. Анализ нулевой строки показывает, что после заготови тельной операции будет выбрана операция с кодом I (черновая токарная). Далее переходим к просмотру первой строки и видим, что будет выбрана вторая операция - получистовая токарная. Во второй строке может выби-
раться операция третья (чистовая токарная) или четвертая (черновая шлифо вальная). Если по сформированным условиям выбирается третья операция, то переходим к просмотру третьей строки, если выбирается четвертая, то пропускается третья строка и анализируется сразу четвертая, и т.д. Напри мер: условием выбора операции из нескольких возможных может быть такое: если обрабатываемый материал - цветной сплав, выбирается точение. После выбора каждой операции идет сравнение качества, достигаемого на выбран ной операции £, с требуемым качеством детали £ф. Если качество поверхно сти, достигаемое на операции, удовлетворяет требованию £ф > Е{, то даль нейший выбор операции не производится и выдается один из возможных ва риантов маршрута обработки.
6.2.3, Выбор оптимального маршрута обработки поверхности
Следующий шаг при установлении маршрута обработки - выбор оп тимального МОП из множества возможных. Число вариантов обработки уменьшается с учетом технологических правил, например следующих:
1.Если обрабатываются цветные металлы и сплавы, то абразивные методы (шлифование, резьбошлифование) не используются.
2.При диаметре отверстия D < 2 мм растачивание исключается, при L/D < 1 (I - длина отверстия) развертывание нецелесообразно.
3.На этапе получистовой обработки снятие припуска лезвийной обра боткой (точение, фрезерование и т.п.) по сравнению с абразивной требует меньшего числа ходов, поэтому нецелесообразно использовать шлифование.
4.Если материал имеет твердость HRC > 40, рекомендуется использо вать шлифование.
5.С целью снижения погрешности обработки и времени на переуста
новку заготовки целесообразна обработка на одном станке за несколько пе реходов.
6.Жесткость и конфигурация заготовки ограничивают применение некоторых вариантов обработки.
7.Необходимость обработки данной поверхности совместно с други ми для достижения большей точности их взаимного расположения предопре деляет метод обработки.
Для выбора оптимального МОП применяются два метода:
1) оптимизация в процессе проектирования технологического процес
са;
2)оптимизация при разработке информационных массивов автомати зированных систем, используемых в алгоритмах принятия решения.
Вкачестве критериев используются:
1)минимальный общий припуск для всех выбранных стадий обработ
ки;
2)минимальная трудоемкость варианта маршрута по суммарному ос новному времени обработки.