Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 243
Скачиваний: 0
Более точно маршрут выбирается при сравнении суммарной себе стоимости обработки всей детали.
Для оптимизации в процессе проектирования ТП применяется метод перебора.
Перебор состоит в определении критерия оптимизации для конечного множества вариантов и выбора варианта с минимальным значением критерия (припуска или себестоимости). Значения критериев рассчитываются с ис пользованием справочно-нормативной информации, по эмпирическим урав нениям вида:
Zmm ^ Л + Ы У + с Г ,
где Zmin, - минимальный припуск; а - часть припуска, которую необходимо
снять для удаления дефектного слоя и микронеровностей, образованных на предшествующей операции; сумме (ЫУ* + cLn) соответствует часть припуска, которая вводится для компенсации неравномерности, обусловленной про странственными отклонениями отдельных участков обрабатываемой поверх ности и зависящей от габаритных размеров заготовки D и L (диаметр и дли на). Коэффициенты а, Ь, с и показатели степени т и п определяются путем анализа и обработки справочно-нормативных таблиц операционных припус ков с использованием методов наименьших квадратов. Например, эмпириче ское уравнение для минимального припуска на черновую токарную обработ ку наружного диаметра заготовки, полученный методом горячей штамповки, выглядит так:
Zmin = 0,2 + 0,684D°’168 + 0.0235L0'7
Наиболее рациональным методом оптимизации является тот, который выполняется не в процессе проектирования ТО на каждую деталь, а перено сится на этап составления алгоритмов выбора решения, например, с исполь зованием таблиц решений. В этом случае затраты времени на оптимизацию отдельных решений распределяются на весь период использования программ и информационных массивов и их доля для повторяющихся при проектиро вании множества деталей задач будет незначительной.
6.3. Разработка принципиальной схемы технологического процесса
В отличие от технологического маршрута, который может быть ото бражен последовательностью операций, принципиальная схема (ПС) ТО описывается как последовательность этапов обработки. Для разработка ПС необходимо: 1) сформировать перечень типовых этапов обработки для груп-
пы деталей в определенных условиях производства; 2) выбрать этапы обра ботки конкретной детали из перечня в зависимости от характеристик детали. Исходными данными для разработки ПС являются оптимальные маршруты
обработки отдельных поверхностей, базовая, руководящая и справочная ин формация по проектированию ТП.
6.3.1. Формирование перечня этапов обработки
Установдение рационального состава типовых этапов обработки дли деталей различных классов является наиболее сложной задачей формирова ния маршрута обработки детали. Здесь необходимо руководствоваться общей рекомендацией организационно-технологического характера: опыт автомати зированного проектирования ТП показывает, что число этапов должно быть минимально возможным, чтобы в общем объеме информации не терялись и не нивелировались главные и второстепенные вопросы обработки деталей, но в то же время достаточно большим, чтобы учесть все особенности обра ботки деталей.
В табл. 6.5 приводится перечень из 13 этапов, который является дос таточно универсальным, рассчитан на формирование принципиальной схемы для деталей различной конфигурации и степени сложности с учетом терми ческой и химико-термической обработки.
Таблица 6.5
Этапы ТП
|
Обозначение |
Наименование |
|
Э1 |
Заготовительный |
|
Э2 |
Черновой |
|
ЭЗ |
Термический 1 |
|
Э4 |
Получистовой I |
|
Э5 |
Термический И |
|
Э6 |
Получистовой П |
|
Э7 |
Термический Ш |
|
Э8 |
Чистовой 1 |
|
Э9 |
Термический IV |
|
ЭЮ |
Чистовой И |
1 |
Э11 |
Чистовой III |
|
Э12 |
Гальванический |
|
Э13 |
Доводочный |
Назначение и характеристика IloTV4 CHHe заготовки и ее термообработка Съем лишних напусков и припусков Термообработка - улучшение, старение
Точность обработки 11-13-й квалитет, шерохова тость поверхностей Ra ^ 1,25
Цементация Съем цементационного слоя на поверхностях, пре
дохраняемых от цементации Закалка, улучшение
Точность обработки 7-9-й квалитет, шероховатость
Я„ ^ 0J2
Азотирование, старение Шлифование поверхностей, предохраняемых от азотирования
Точность обработки 7-6-й квалитет, шероховатость поверхностей Ra 0,16
Хромирование, никелирование и др.
Получение шероховатости поверхности Ra £ 0,04
Основанием для деления ТП на этапы могут быть и другие технологи ческие признаки. Например, использование защиты меднением поверхностей без цементации диктует ввод дополнительного этапа - меднения. Организа ция производства также может оказывать влияние на выделение этапов, на пример распределение оборудования по разным цехам. Перечень этапов на зывают планом обработки деталей.
При формировании этапов обработки следует учитывать технологиче ские особенности обработки отдельных поверхностей, которые можно рас сматривать как две группы: технологически простые и технологически слож ные поверхности.
Технологически простые - поверхности деталей, для которых приме няются только методы механической обработки. Технологически сложные - поверхности деталей, при формировании которых наряду с механической об работкой применяются термические, гальванические и другие методы обра ботки или покрытия поверхности. В общем случае считается, что при обра ботке технологически простых поверхностей сохраняется последователь ность стадий в виде маршрута обработки для конкретной поверхности. Фор мирование технологически сложных поверхностей характеризуется, как пра вило, нарушением этой последовательности. Так, в конце процесса обработ ки детали, на стадиях тонкой обработки, могут выполняться работы, связан ные с разметкой, формированием технологических баз. В то же время вы полнение работ, характерных для данного этапа обработки, может произво диться на различных ее стадиях. Так, «формирование заготовки под повтор ное старение» выполняется на черновой, получистовой и чистовой стадиях. Это во многом связано с установившимися на предприятии традициями. Чтобы учесть эту особенность и сделать более приспосабливаемыми разраба тываемые САПР ТП, предложено рассматривать приоритетные и вариантные стадии и этапы обработки.
Если при назначении этапа обработки руководствуются объективны ми техническими критериями, инструкциями, рекомендациями, статистиче скими данными, а процесс принятия решения носит алгоритмический харак тер, то такая реализация конкретного этапа будет приоритетной. При вари антной реализации технолог руководствуется субъективными соображения ми, указаниями руководства и т.д., а принятое решение можно считать «во левым». Следует отметить, что приоритетная реализация этапов характерна для конкретной, как правило, одной стадии обработки, а вариантная - для
ряда близких по характеру стадий.
В целях уменьшения числа анализируемых особенностей обработки и упрощения алгоритмов выбора этапов необходимо проводить их ранжирова ние, т.е. определять точное место каждого этапа в пределах стадии обработ
ки.
Синтез общего плана обработки относится к трудноформализуемым задачам и разрабатывается с использованием диалогового режима работы на
ЭВМ.
Для выбора этапов обработки детали необходимо установить опреде ленный состав условий и критериев (признаков) для функционирования каж дого этапа в принципиальной схеме обработки.
Классификационные признаки подразделяются на следующие группы: конструктивно-технологические признаки деталей общего назначения (точ ность, шероховатость поверхностей, материал); конструкторско-технологи ческие признаки особенностей формирования заготовок; приведенные вели чины припусков; сведения о жесткости заготовки; сведения о твердости, прочности заготовки.
Выявленный состав признаков и условий выбора этапов позволяет выбрать большое число вариантов возможных решений. Однако они в значи тельной степени сокращаются в случае алгоритмического выбора решений. В то же время введение условий, определяемых «волевым решением», дает возможность учесть все многообразие особенностей, присущих конкретному производству.
Для построения общего плана обработки деталей необходимо объеди нить набор технологических решений в виде типовых этапов с условиями их функционирования. Сравнивая конкретные признаки, характеризующие ана лизируемую деталь, с условиями выбора типовых этапов в общем плане об работки получают принципиальную схему ТП конкретной детали. Эту опе рацию обычно выполняют с помощью таблиц соответствий.
При выборе этапов обработки используют аппарат математической логики, главной задачей которой является структурное моделирование лю бых дискретных систем, характеризующихся конечным числом состояний.
Каждое условие, определяющее выбор этапа, может пребывать в двух состояниях - «да» или «нет»: совпадают или не совпадают признаки кон кретной детали с условиями выполнения этапа. Известно, что объекты с дву мя возможными состояниями характеризуются булевыми переменными, а отношения между ними представляются булевыми функциями - отрицанием X , дизъюнкцией Х\ V Х2(V - или, логическая сумма) и конъюнкцией Х } Л Х2 (Л - и, логическое произведение). В общем случае условие выбора этапа представляется в виде логического выражения
КЭ = / ( * , , лг2,..., Х п),
где КЭ - код этапа, принимает два значения - «да» или «нет»; Х ь Х 2, ~ - признаки детали.
Для некоторых этапов, которые являются общими, логическая функ ция отсутствует и принимается КЭ = 1. Общий план обработки деталей типа тела вращения состоит из 17 этапов (табл. 6.6). Знак «= =» - знак отношения «равно» в логическом выражении. Например, КЭ = ХТО = = 1 . 1 —КЭ равня
ется 1, и этап выполняется, если для детали необходима термообработка — нормализация (при описании детали с нормализацией признаку детали «ХТО» присваивается код 1.1 и выражение принимает вид 1.1 = = 1.1).
|
Общий план обработки |
Таблица 6.6 |
|
|
|
Этап обработки |
Условие выполнения этапа (ком |
Код этапа КЭ |
|
ментарий) |
|
1
1.Заготовительный
2.Подготовительный (обработка центро вых отверстий)
3.Черновой
4.Термообработка
2
Всегда
кз=дд£>),
отношение длины детали L к диа метру D больше 5
КЗ-ДВЗ), вид заготовки - не полуфабрикат с кодом 4
КЭ -/(ХТО), ХТО - нормализация
3
КЭ- 1
КЭ L/D >5
К Э -В З -4
КЭ - ХТО-= 1.1
5. Получистовой |
Всегда |
КЭ - 1 |
|
6. Меднение |
КЭ-ДХТО), |
КЭ - ХТО - - 3.2 V |
|
|
|
азотирование и цементация с защи V ХТО- “ 4.2 |
|
|
|
той меднением |
|
7. |
Получистовой И (удаление меди с по |
КЭ - /(ХТО), |
КЭ - ХТО ® = 3.2 V |
|
верхностей с ХТО) |
азотирование и цементация с защи V ХТО - - 4.2 |
|
|
|
той меднением |
|
8. |
Цементация |
КЭ-ДХТО), |
КЭ - 4 < ХТО < 5 |
|
|
ХТО - цементация |
|
9. Получистовой 111 (удаление цементи |
КЭ-ДХТО) |
рованного слоя с поверхностей без ХТО |
|
при защите припуском, обработка вторич |
|
ных поверхностей без ХТО) |
|
10. Термообработка |
/-(ХТО), |
|
ХТО - закалка или цементация |
11. Чистовой 1 |
ПКгК), |
|
есть хота бы одна поверхность с |
|
шероховатостью Ra< 2,5 |
12. Азотирование |
ЛХТО). |
|
ХТО - оотмроимие |
КЭ -Х ТО --3.1
КЭ -Х Т О -- 1.3 V V ХТО = я 1.4 V 4 <
<ХТО < 5
КЭ = Я* < 2,5
КЭ = 3 < ХТО < 4
13. Чистовой 11 (обработка поверхностей |
f(XТО), |
К Э -Х Т О --3.1 |
без ХТО при защите припуском при азо |
ХТО - азотирование с |
|
тировании) |
зашитой припуском |
КЭ - 3 < ХТО < 4 |
14. Чистовой 111 (обработка азотируемых |
Г(ХТОХ |
|
поверхностей) |
ХТО - азотирование |
|
15. Чистовой IV (обработка вторичных |
;^"(точность) |
КЭ = точность < 9 |
поверхностей: зуба, шлиц, резьбы) |
\Г(ХТО), |
|
16. Гальванический |
КЭ - ХТО --2 .1 V |
|
|
ХТО - хромирование нтш |
V ХТО - - 22 |
|
1никелирование |
|
17. Доводочный |
} |
КЭ-*.<0,16 |
|
1есть хотя бы одна поверхность с |
|
|
1шероховатостью Я* < 0 16 |
|