Файл: Системы автоматизированного проектирования технологических процессов..pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.02.2024
Просмотров: 239
Скачиваний: 0
- 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.