Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 243

Скачиваний: 0

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

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