Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 245

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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 Л 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

 

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

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.