Проектирование операционной технологии.

Постановка задачи.

После того как уточнена структура УТП и получена структура рабочего ТП, начинается проектирование отдельных операций. Назна­чение операций выполняется на 2-м уровне проектирования ТП.

Возникает вопрос: о какой операции начать проектирование - с первой или с последней. Если начать с первой операции, то обычно неизвестна исходная заготовка, так как для ее определения ну­жно знать припуски, удаляемые на последующих операциях. Эти опе­рации еще не спроектированы и, следовательно, величины припусков неизвестны. Поэтому как правило проектирование операций ведется от последней операции, на которой получается уже готовая деталь, к первой» Такой подход удобен тем, что при проектировании операции уже известно описание межоперационной заготовки, которая должна быть получена на проектируемой операции.

Назовем межоперационную заготовку, поступающую на операцию, входной, а соответственно заготовку, полученную после выполнения операции, выходной.

Преобразование межоперационных заготовок можно проиллюстри­ровать, так же как и ранее изменение состояния поверхности элемен­та детали, о помощью линейного графа состояний заготовки.

 

Каждая вершина графа отображает межоперационную заготовку Zi, а дуга Oi - технологическую операцию, позволяющую преобразовать заготовку Z(i-1) в заготовку Zi. Заготовка Zо является исходной заготовкой, а последняя заготовка Zn представляет собой готовую деталь Д.

Техническими ограничениями, определяющими возможные варианты проектируемой операции, служит технологическое оснащение, имеюще­еся на предприятии. Поэтому при решении данной задачи применяют базы данных: "Оборудование", "Приспособление", "Инструмент". Кроме того необходимо использовать технологические стандарты на припу­ски, напуски, режимы резания и др. Для них создается база данных "Нормативы".

Задача проектирования технологической операций заключается в:

- выборе технологического оснащения;

- определении структуры ТО;

- вычислении себестоимости операции; 

 - составлении описания заготовки Z(i-1) ,   поступающей на i-ю операцию.

Проектирование технологической операции является одной из на­иболее сложных и слабоформализованных задач, поэтому оптимизация ТО также является сложным процессом.

В качестве критерия оптимизации целесообразно взять приведен­ную себестоимость операции Со :

Со=С_пер+С_пр+С_н

  где                       

С_пер- суммарная стоимость обработки по переходам;

С_пр - приведенная стоимость приспособления;

С_н - приведенная стоимость наладки станка.

     С_пер=SС_j

 где C_j - стоимость j -го перехода;

     C_пр=С_п/N

где C_пр - стоимость приспособления, отнесенная к году;

    N - годовой объем выпуска;

Сн=C_пн/Р

 где С_пн- полная стоимость наладки;

Р - размер партии.

Структурная оптимизация ТО заключается в выборе такого обору­дования, приспособления и порядка выполнения переходов при кото­рых достигается наименьшая приведенная стоимость.

Параметрическая оптимизация обычно выполняется на уровне пе­рехода, т.е. на 3-м уровне проектирования. Оптимизация на уровне операции выступает как глобальная по отношению к оптимизации на уровне перехода, причем возможна ситуация, когда сумма стоимо­стей оптимальных переходов больше С_пер для оптимальных переходов, т.е. когда глобальный оптимум не совпадает о локальным.

Это имеет место при совмещении переходов, т.е. при манипули­ровании структурой операции. Например, выполняемые последователь­но оптимизированные переходы Р_н и Р_m , могут быть совмещены и выполняться параллельно.

 

При этом должны изменяться режимы резания для выравнивания вре­мени обработки по переходам. И хотя каждый переход в отдельности становится весьма далек от оптимального, однако t_n+t_m>t_n,m и соответственно стоимость двух совмещенных неоптимальных переходов будет ниже стоимости двух оптимальных переходов, но выполняемых последовательно.

Результатом проектирования операционной технологии являются: описание ТО; описание заготовки, поступающей на операцию; управ­ляющая программа; задания на проектирование специальных приспособ­лений и инструмента.

 

Проектирование операций методом адресации.

Проектирование операции методом адресации выполняется в соот­ветствии с общим алгоритмом приведенным на рис. 12. При этом для каждой проектируемой операции выбирается унифицированная операция (УНО), необходимая для получения рабочей операции (РО).

В описании унифицированной операции уже указаны модель обо­рудования и обозначение применяемого приспособления, а также ука­зана последовательность выполнения переходов и виды инструмента, используемые для выполнения переходов.

Наличие такой информации облегчает проектирование РО, напри­мер, не нужен этап определения модели оборудования и выбора при­способления.

Важная задача проектирования РО - это определение структуры oпeрации применительно к конкретной заготовке. На предшествующих этапах проектирования для каждой поверхности были определены их промежуточные состояния» а также номера операций и переходов, не­обходимые для получения этих состояний.

На первом этапе определения структуры операции необходимо из унифицированной операции убрать те переходы, которые отсутствуют у конкретной детали.

Далее возможны два варианта продолжения решения задачи.

     Первый вариант основан на том, что в УО ее структура задана жестко и структура РО получается автоматически после удаления лиш­них переходов.

Второй вариант предполагает, что последовательность выполне­ния переходов задана не жестко и поэтому необходимо структуру опе­рации откорректировать.

Сложность корректировки структуры У0 заключается втом, что в УО могут быть несколько одинаковых переходов, а у заготовки мо­гут быть одинаковые поверхности, которые можно обработать с помо­щью этих переходов,

В этом случае возможна оптимизация структуры путем нахожде­ния рациональной последовательности выполнения переходов, дающей например, наименьшую себестоимость перехода. Такую структуру бу­дем называть структурой о оптимизацией, в отличие от прежней, на­зываемой простой структурой.

Рассмотрим следующий пример. На рис. 13.а. показан операционный эскиз заготовки, получаемой на револьверной операции.

Соответствующая для данной заготовки откорректированная стру­ктура УО приведена на рис. 14.а. Здесь оптимизируемыми переходами яв
ляются переходы на черновой обработке Р3…Р8. Отметим, что оптимизируемые перехода могут выполняться в любой последовательнос­ти, но обозначаются, как и выполняемые параллельно, добавляется лишь дополнительная дуга, соединяющая ребра для вершин обозначающих оптимизируемые переходы.

В УО указано максимально возможное количество переходов по че­рновой обработке цилиндрических поверхностей ( Р3…Р8).

Дляэтих переходов допустим любой порядок их выполнения.

После оптимизации, результата которой зависят от соотношения диаметров цилиндрических поверхностей и максимально допустимой глу­бины резания, количество переходов уменьшится и определится порядок их выполнения. На рис. 13.б. показан эскиз заготовки о указанием опти­мизированных переходов.

Соответствующая структура операции после оптимизации приведена на рис.14.б.

Алгоритм корректировки состоит из нескольких последовательно выполняемых модулей:

- корректировка состава У0 по переходам;

- уточнение структуры операции;

- оптимизация однородных переходов;

- упорядочение номеров переходов (присваивание новых номеров перехо­дам в порядке их выполнения).

Разработка структуры операции является сложной многовариантной задачей, тесно связанной с проектированием переходов. Полученные ва­рианты уточняются на более низких уровнях проектирования, в данном случае на уровне перехода. Если на этом уровне определено, что пе­реход по каким-либо причинам спроектирован неудачно, то осуществля­ется возврат на уровень проектирования операции и проводится соот­ветствующая корректировка структуры операции.

При формировании структуры операции необходимо использовать комплекс общетехнологических правил. Выделим наиболее общие правила:

- обработка поверхностей в порядке возрастания рангов поверхностей;

- предварительное выполнение черновых переходов, а затем чистовых (окончательных);

- ведение обработки таким образом, чтобы жесткость заготовки пони­жалась в наименьшей степени;

- поверхности, которые являются базовыми, должны быть обработаны в предшествующих операциях или должны создаваться в первую очередь;

- использование в качестве базы поверхностей, от которых задано на­ибольшее количество размеров.

Применительно к каждому классу деталей и виду оборудования эти общие правила дополняются и уточняются. Для токарной обработки можно привести следующие правила:

- обработка детали начинается с подрезки торца и создания центрово­го отверстия;

- сначала выполняется обработка наружных поверхностей, а затем вну­тренних;

- обработка ведется таким образом, что канавки и фаски выполняются в конце операции; переход по нарезанию резьбы производится обычно в самом конце операции (если операция является окончательной для данной стороны детали).

Необходимо отметить, что в условиях конкретного предприятия эти правила также могут быть изменены или им могут быть даны другие приоритеты для учета специфики предприятия.

  Поэтому алгоритм определения структуры носит субъективный хара­ктер и требует доработки при переходе на другое предприятие. Кроме того, при определении структуры операции применение всех технологи­ческих правил не приводит к полной однозначности. В этом случае на­правленный поиск варианта может осуществляться технологом в режиме диалога.

 

Проектирование переходов.

Проектирование перехода выполняется на 3-м уровне проектирова­ния ТП.

Обращение к задаче назначения перехода происходит при проекти­ровании операций на соответствующем этапе. После решения задачи про­исходит возврат ко 2-му уровню проектирования и проектирование опе­рации продолжается.

При обработке поверхности для каждого перехода требуется выпол­нить рабочие и вспомогательные ходы. Совокупность ходов и последова­тельность их выполнения образует структуру перехода.

Пример перехода и соответствующая ему структура приведены на рис. 15.

Исходными данными при проектировании перехода являются:

1 - информация об обработанной поверхности заготовки, т.е. о форме, размерахиих точности i -го состояния поверхности заготовки;

2 - технологическая информация (тип перехода, схема установки дета­ли, модель станка, обозначение приспособления и т.д.).

 Выходной информацией служит следующая информация о переходе:

- обозначения выбранных вспомогательного и режущего инструмента;

- структура перехода;

- режимы резания и нормы времени (основное и вспомогательное время) на переход;

- стоимость выполнения перехода;

- задание на проектирование специального режущего инструмента;

- значение припусков и размеров поверхностей.

В процессе проектирования перехода происходит многократное об­ращение к базе данных для получения характеристик:

- о заданной модели оборудования (частоты вращения, возможные пода­чи, мощность привода, усилие подачи и т.д.);

- о выбранном приспособлении;

- об искомых инструментах и т.д.

Кроме того, при расчетах режимов резания и нормы временя прово­дится обращение к соответствующим нормативным таблицам.

Для каждого варианта может быть подсчитана стоимость перехода С_n:

C_n=C_p+C_u

Где С_р=(t_p+t_b)3_pc

C_u»C_инсt_p/Ta        

При этом Ср - стоимость обработки поверхности;

     С_u- приведенная стоимость режущего инструмента;

     3_пс- стоимость I мин. работы рабочего и станка;

      C_инс- стоимость инструмента;

     t_p,t_b - время рабочего и вспомогательного ходов;

   Т- период стойкости инструмента;

   a- количество переточек»

  Оптимальный переход - это переход, имеющий минимальное значе­ние С_n из всех возможных вариантов перехода

Функция С_n имеет минимум, так как увеличение режимов резания (скорость вращения шпинделя и подачи) приводит сначала к уменьшению t_p и соответственно С_n, а затем, когда стойкость инструмента на­чинает падать из-за увеличения скорости резания, происходит быстрое увеличение стоимости инструмента и кривая стоимости и начинает идти вверх.

Критерий C_n является локальным по отношению к стоимости опера­ции в целом и может с ней не совпадать.

В соответствии о принципом неокончательных решений в результа­те проектирования перехода может быть разработано несколько вариан­тов, Первым используется вариант с наименьшим С_n.

Проектирование перехода проводится в такой последовательности:

1. Выбор допустимых способов выполнения переходов.

2. Определение припусков.

З. Определение типоразмеров режущего инструмента.

4. Назначение вспомогательного инструмента.

5. Выбор допустимых вариантов структуры перехода.

6. Расчет режимов резания и определение основного времени для каж­дого варианта структуры перехода.

7. Определение времени выполнения вспомогательных ходов для каждого варианта структуры перехода.

8. Выбор оптимального по себестоимости перехода.

9. Формирование описания перехода.

10. Разработка задания на проектирование специального инструмента.

       

---

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 606; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!