Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 29.02.2024

Просмотров: 239

Скачиваний: 0

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

- среди поверхностей, для которых назначается база, должна нахо­ диться поверхность, которая связана кратчайшими размерными связями с как можно большим числом поверхностей и, следовательно, будет базовой на следующем этапе обработки.

Методика выбора баз с точки зрения автоматизации должна содер­ жать количественные характеристики выбора, этапы определения баз и их последовательность.

В качестве количественной оценки используется погрешность уста­ новки. Решение общей задачи выбора баз разделим на три этапа:

1)исследование вопроса координации обрабатываемой поверхности в одном направлении - в направлении исполняемого размера;

2)дополнение выбранной базы до полного комплекта, который дол­ жен обеспечить закрепление и координацию детали относительно средств обработки;

3)выбор баз для группы поверхностей, обрабатываемых за одну опе­

рацию.

Вопрос выбора баз для группы поверхностей, обрабатываемых за од­ ну операцию, решается при учете свойств поверхностей. При этом часть вы­ бранных ранее баз меняется. При замене необходимо учесть, что погреш­ ность исполняемого размера во вновь построенной размерной цепи не долж­ на превышать допустимую погрешность.

Выбор технологических баз и типа оснастки с учетом требований точности взаимного расположения поверхностей является одной из самых трудноформализуемых задач автоматизированного проектирования. Поэтому при разработке САПР единичных технологических процессов для повыше­ ния их надежности часто используют локализацию системы, т.е. сужение но­ менклатуры деталей, охватываемых системой. Достаточно надежные алго­ ритмы можно создать на детали типа тела вращения (валы, втулки, шестерни, муфты и тщ.). При изготовлении деталей этого типа перечень возможных способов базирования небольшой (патрон, центра, патрон с поджимом зад­ ним центром, люнеты), что и упрощает алгоритмы. Решение данной задачи для деталей сложной конфигурации целесообразно выполнять в диалоговом режиме проектирования.

6.4.3. Формирование последовательности и структуры операций

При решении задачи выбора технологических баз для групп поверх­ ностей и установлении последовательности обработки поверхностей опреде­ лены и основные структурные элементы ТП механической обработки. Так, при выборе баз формируют группы совместно обрабатываемых поверхно­ стей, исходя из их свойств и взаимного расположения. Эти группы являются исходным множеством для определения состава операций.

Последовательность операций определяется порядком баз и улучше­ нием качества; для групп операций, имеющих одни и те же базы, порядок


обработки устанавливается исходя из требований организации ТП, например требования максимально возможной концентрации операций на одном уча­ стке по типам применяемого оборудования.

Полученную последовательность операций можно уточнить, исполь­ зуя следующие рекомендации (о некоторых из них было сказано выше):

1.В первую очередь следует обрабатывать поверхности, принятые за чистые (обработанные) технологические базы.

2.Последовательность обработки зависит от простановки размеров. В

начале нужно обрабатывать ту поверхность, относительно которой на черте­ же координировано большее число других поверхностей.

3. При невысокой точности исходной заготовки сначала следует обра­ батывать те поверхности, с которых для раннего выявления литейных и дру­ гих дефектов, например раковин, включений, трещин и отсеивания брака, требуется удалить небольшой слой материала.

4.Последовательность операций необходимо устанавливать в зависи­ мости от требуемой точности поверхности: чем точнее должна быть поверх­ ность, тем позднее ее необходимо обрабатывать, гак как обработка каждой последующей поверхности может вызывать искажение ранее обработанной. Снятие каждого слоя металла приводит к перераспределению остаточных напряжений, что и вызывает деформацию заготовки. Последней нужно обра­ батывать ту поверхность, которая является наиболее точной и ответственной.

5.Операции обработки поверхностей, имеющих второстепенное зна­ чение и не влияющих на точность основных параметров детали (сверление мелких отверстий, снятие фасок прорезка канавок и т.п.), следует выполнять

вконце ТП, но до операций окончательной обработки ответственных по­ верхностей. В конец маршрута желательно также выносить обработку легкоповреждаемых поверхностей, к которым относят наружные резьбы, наруж­ ные зубчатые и шлицевые поверхности.

6.Необходимо учитывать возможное сокращение путей транспорти­ ровки деталей.

Задача формирования структуры операции состоит в том, чтобы опре­ делить оптимальную последовательность переходов.

Для структуры технологической операции так же, как и для ТП, ха­ рактерна многовариантность, которая предполагает существование опти­ мального решения. Синтез оптимальной структуры включает в себя опреде­ ление вариантов последовательности переходов и расчет параметров перехо­ дов, необходимых для выбора оптимального варианта последовательности. Здесь задача структурной оптимизации решается в три этапа:

- создание (синтез) очередного варианта последовательности перехо­

дов;

-анализ (оценка) варианта;

-принятие решения о замене ранее выбранного варианта на новый или о прекращении синтеза новых вариантов.

ISO



Для оценки уровня создаваемых вариантов вводится целевая функция и формируется критерий оптимальности, т.е. правило предпочтения одного варианта другому.

Наиболее часто задачу определения оптимальной последовательности переходов решают при обработке ступенчатых поверхностей детали (пло­ ских, цилиндрических, наружных и внутренних), например при черновой то­ карной обработке ступенчатых валов, когда в качестве заготовки принимает­ ся прокат и каждая ступень вала имеет различный по величине напуск. Ана­ лиз возможных вариантов выполняется с помощью целевой функции, учиты­ вающей величину перемещения инструмента.

Другим характерным примером оптимизации структуры операции яв­ ляется сверление нескольких отверстий в корпусной детали. Здесь необхо­ димо отыскать между отверстиями маршрут наименьшей протяженности.

Для решения указанных задач обрабогки ступенчатых поверхностей и сверления отверстий используется метод динамического программирования.

6.5. Расчет технологических размеров

Технологические размеры определяются на основе расчета техноло­ гических размерных цепей.

Размерной цепью принято называть совокупность последовательно связанных размеров.

Размерные цепи могут быть разомкнутыми и замкнутыми. Например, на чертеж детали обычно наносят только те размеры, которые необходимы для ее изготовления. При этом размерные цепи оказываются разомкнутыми. Иногда на чертеже указывают дополнительные размеры, отмеченные знаком ф, а в технических требованиях записывают: «* Размеры для спра­ вок». В этом случае размерные цепи оказываются замкнутыми (рис. 6.3, а).

40 ± 0,2

30-0,1

20*

90-0,7

Рис. 6.3. Замкнутая размерная цепы а - на чертеже детали; б - схема размерной цепи

Размеры, входящие в размерную цепь, называют звеньями. В замкну­ той размерной цепи одно из звеньев считают замыкающим, а остальные - со­ ставляющими.

Замыкающим называют звено, которое получается в результате вы­ полнения остальных звеньев данной цепи.

В зависимости от расположения звеньев в пространстве размерные цепи подразделяют на линейные, плоские и пространственные.

Линейной называется цепь, состоящая из размеров, лежащих на одной прямой или на нескольких параллельных прямых.

При размерном анализе выявляют непосредственно невыполняемые размеры, а затем формируют размерные цепи. Для наглядности каждую раз­ мерную цепь представляют в виде отдельной схемы (рис.6.3, б). Составляю­ щие звенья на схеме изображают одинарной линией, а замыкающие - двой­ ной.

Составляющие звенья можно разделить на увеличивающие и умень­ шающие. Увеличивающими называют составляющие звенья, при увеличении которых замыкающее звено увеличивается, уменьшающими - при увеличе­ нии которых замыкающее звено уменьшается. Увеличивающие звенья обо­

значают Ах, уменьшающие - Ах

Учитывая обозначения увеличивающих и уменьшающих звеньев, по­ лучим выражение для определения величины замыкающего звена:

пт -1 ^

А0 ~

~

(6. 1)

 

/=1

1=п+\

где п - число увеличивающих звеньев; т - общее число звеньев цепи, вклю­ чая замыкающее звено.

Наибольший предельный размер замыкающего звена

Ао = ы ,тах + л2тах + . . . + А ™ ) - ( А ™ + А™2+ ... + А Г {).

Наименьший предельный размер замыкающего звена

V m = U 1min+ ^ min- ‘ '

т т

max\

+ ...+ V

“ ) - ( ^ f f + 4 E 5

+ ... + Ат-1 /•

Разность наибольшего и наименьшего предельных размеров замы­

кающего звена определяет величину его допуска ТА$ , который выражается в виде

j тт\ , .

~ а 2

)+...+

+ (4и-

_ лЛ т-1т т ).


При замене выражений, находящихся в скобках, соответствующими допусками получается формула для определения допуска замыкающею звена через допуски составляющих звеньев линейной размерной цепи:

ТЛ, = ТЛ, + тл, +... + ТА^ , ш ш Т Ал= mf j A:

(6.2)

1=1

 

Уравнения (6.1) и (6.2) являются основными уравнениями размерной

цепи.

При размерном анализе встречаются две группы задач: проверочные и проектные.

Проверочные задачи заключаются в определении характеристик за­ мыкающего звена по известным характеристикам составляющих звеньев. Например, номинальный размер (см. рис. 6.3)

^Кном) = ^1(ном) ~ ^2(ном) “ ^3<ном) = 90 40 - 30 = 20,

средний размер

^Кср) = ^i(cp) ~ ^2(ср) " ^З(ср) = 89,65 - 40 - 29,95 = 19,7

Допуск размера Ао

 

Та, = ТАх + ТЛ7 + 7 ^ = 0,7 + 0,4 + 0,1 = 1,2,

«19,7 ± 0,6

Проектные задачи заключаются в определении характеристик одного или нескольких составляющих звеньев по известным характеристикам замы­ кающего звена.

Для расчета размерных цепей применяют два метода: метод максиму­ ма-минимума и вероятностный.

При расчете предельных размеров замыкающего звена методом мак­ симума-минимума предполагают, что в цепи возможно наихудшее сочетание предельных размеров составляющих звеньев: увеличивающие звенья имеют наибольшие размеры, уменьшающие - наименьшие. Поле рассеяния замы­ кающего звена оказывается наибольшим и содержит все 100 % случаев реа­ лизации цепи (все возможные значения замыкающего звена будут лежать в расчетных пределах).

При использовании вероятностного метода определяют «условное» поле замыкающего звена, содержащее менее 100% возможных случаев. При реализации цепи появляется некоторая вероятность того, что значения замы­ кающего звена окажутся вне допустимых пределов.

При расчете цепей вероятностным методом основное уравнение, ис­ пользуемое для расчета номинального и среднего размеров, остается неиз­ менным. Поэтому номинальный и средний размеры замыкающего звена, рас­ считанные двумя методами, совпадают.