Тема 3.5. Система автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).
В машиностроении всё шире используют системы автоматизированного проектирования технологических процессов ( САПР ТП), что вызывается возрастающим ростом объёмом машиностроения, усложнением конструкций изделий и ТП, сжатыми сроками технологической подготовки производства и ограниченной численностью инженерно- технических кадров.
САПР ТП позволяет не только ускорить процесс проектирования, но и повысить его качество путём рассмотрения большого числа возможных вариантов и выбора самого лучшего по определённому критерию ( по себестоимости, производительности и др).
Проектирование ТП включает ряд уровней: разработку принципиальной схемы ТП, проектирование технологического маршрута, проектирование операций, разработку управляющих программ для оборудования с числовым программным управлением.
Проектирование сводится к решению группы задач, которые относятся к задачам синтеза и анализа. Понятие « синтез» ТП в широком смысле этого слова близко по содержанию к понятию « проектирование». Однако, здесь есть разница, которая заключается в том, что проектирование означает весь процесс разработки ТП, а синтез характеризует создание варианта ТП, не обязательно окончательного. Синтез как задача может выполняться при проектировании много раз, сочетаясь с решением задач анализа.
Анализ ТП или операции – это изучение свойств; при анализе не создаются новые ТП или операции, а изучаются заданные.
|
|
|
Синтез направлен на создание новых вариантов ТП или операции, а анализ используется для оценки этих вариантов.
САПР строится как открытая развивающаяся система . Разработка САПР занимает продолжительное время , и экономически целесообразно вводить её в эксплуатацию по частям по мере их готовности. Созданный базовый вариант системы может расширяться. Кроме того, возможно появление новых , более современных математических моделей и программ, изменяются также и объекты проектирования. САПР создаётся как иерархическая система , реализующая комплексный подход к автоматизации на всех уровнях проектирования.
Так, в технологическом проектировании механосборочного производства обычно включают подсистемы: структурного, функционально- логического и элементного проектирования ( разработка принципиальной схемы ТП, проектирование технологического маршрута, проектирование операции разработка управляющих программ для станков с ЧПУ). Возникает необходимость обеспечения комплексного характера САПР, т.е автоматизации на всех уровнях проектирования.
Структурными частями САПР являются подсистемы.
|
|
|
Подсистема – выделяемая часть системы, с помощью которой можно получить законченные результаты. Каждая подсистема содержит элементы обеспечения . Предусматриваются следующие виды обеспечения, входящие в состав САПР :
Методическое обеспечение –совокупность документов, устанавливающих состав и правила отбора и эксплуатации средств обеспечения автоматизированного проектирования;
Информационное обеспечение – совокупность сведений, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования ( совокупность каталогов, справочников и библиотек на машинных носителях);
Математическое обеспечение – совокупность математических методов , математических моделей и алгоритмов, представленных в заданной форме и необходимых для автоматизированного проектирования;
Лингвистическое обеспечение – совокупность языков проектирования, включая термины и определения;
Программное обеспечение – совокупность машинных программ, представленных в заданной форме, необходимых для выполнения проектирования. Программное обеспечение делят на две части: общее, которое разрабатывается для решения любой задачи и специфику САПР не отражает, и специальное программное обеспечение, включающее все программы решения конкретных проектных задач;
|
|
|
Техническое обеспечение – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств, предназначенных для автоматизированного проектирования. Наиболее успешно эти требования могут быть удовлетворены на основе применения ЭВМ единой серии (ЕС ЭВМ);
Организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих состав проектной организации и её подразделений, связи между ними, их функции, а также форму представления результатов проектирования и порядок рассмотрения проектных документов, необходимых для выполнения проектирования.
Классификация САПР.
Установлены следующие признаки классификации САПР (ГОСТ 23501.108-85): тип проектирования, разновидность объекта проектирования; сложность объекта проектирования; уровень автоматизации проектирования; комплексность автоматизации проектирования; характер выпускаемых документов; число выпускаемых документов; число уровней в структуре технического обеспечения.
По первому признаку – тип объекта проектирования- установлены три кода классификационной группировки для машиностроения( ГОСТ 23501.108-85):
|
|
|
САПР изделий машиностроения – для проектирования изделий машиностроения;
САПР технологических процессов в машиностроении – для проектирования ТП в машиностроении;
САПР программных изделий – для проектирования программ ЭВМ , станков с ЧПУ, роботов и т.д.
Код и наименование классификационной группировки по признаку « Разновидность объекта проектирования» определяет по действующим классификаторам на объекты, проектируемые системой:
для САПР изделий машиностроения и приборостроения – по классификаторам ЕСКД или Общесоюзному классификатору промышленной и с/хоз-ой продукции ( ОКП);
для САПР технологических процессов в машиностроении и приборостроении – по классификатору технологических операций в машиностроении и приборостроении или по отраслевым классификаторам.
Сложность объектов проектирования определяется пятью кодами классификационной группировки: САПР простых объектов ( технологическая оснастка, редуктор), САПР объектов средней сложности ( металлорежущие станки), САПР сложных объектов ( трактор) , САПР очень сложных объектов ( самолёт) и САПР объектов очень высокой сложности.
Существует три классификационные группировки автоматизации проектирования, когда уровень автоматизации проектирования составляет до 25% ; система среднеавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет 25…50% ; система высокоавтоматизированного проектирования – уровень автоматизации проектирования составляет свыше 50%.
При проектировании ТП часто приходится решать задачи в условиях частичной или полной неопределённости. Такие задачи трудно формализуемы, например, синтез автоматических операций. В этом случае применяют подход, основанный на активном участии технолога- проектировщика и реализуемый в режиме диалога с ЭВМ.
Схема взаимодействия технолога- проектировщика с ЭВМ:
Технолог- проектировщик ЭВМ
Кодирование исходной → Первичная переработка
информации информации.
Оценка, принятие, решение, ← Проектирование инструментальной
←← корректировка структуры наладки наладки , оптимизация режимов
│ и режимов резания. резания и цикловой производитель-
│ ности.
│
│ │
│ →→→→→→→→→→→→→→ Расчёт режимов резания.
│
│
│ │
│ ← Результат удовлетворительный │
нет по производительности? ←←←←←←←←←←←←←←
│
│ →→→→→ Нормирование операции,
Да расчёт кулачков.
↓
Печать операционной карты.
После ввода исходной информации в ЭВМ машина проектирует инструментальную наладку. Для её оценки, вывода на терминал и дальнейшего совершенствования технологом ЭВМ осуществляет оптимизацию режимов резания и расчёт цикловой производительности. На экран терминала выводятся карта-таблица с наименованием переходов, режимами резания и нормами времени, а также данными для расчёта кулачков. Произведя оценку результатов проектирования , технолог- проектировщик может принять структуру операции. После изменения структуры ЭВМ снова рассматривает режимы резания и цикловую производительность. Эти операции повторяются до тех пор, пока результаты проектирования будут удовлетворительны. Затем ЭВМ производит окончательное нормирование и расчёт кулачков и выдаёт операционную карту общепринятого образца.
При неавтоматизированном проектировании технолог выполняет не более двух операций, а в режиме диалога – пять-шесть. Тем самым улучшается качество проектного решения ( повышается цикловая производительность на 5-10%), в 1,5-2 раза и более снижается трудоёмкость проектирования.
Тема 3.6 Совершенствование технологических процессов.
При проектировании новых производств в основе технологических разработок и выбора оборудования должны находиться прогрессивный ТП и технико- экономическое обоснование, подтверждающее выгодность применения нового высокопроизводительного оборудования, сложных и дорогостоящих средств технологического оснащения. На действующих заводах необходимо учитывать имеющееся оборудование, однако это не должно оказывать решающего влияния на разрабатываемый ТП, если условие производства обеспечивает рациональное использование специального оборудования, достижение высокой производительности труда, снижение себестоимости деталей.
Проектируя любой вариант операции, технолог стремится к снижению нормы времени , что достигается уменьшением основного времени То и вспомогательного времени Тв.
Возможность сокращения слагаемых основного времени операции связана с совершенствованием конструкций режущих инструментов, качеством инструментальных материалов, правильным подбором СОЖ, хорошей обрабатываемостью материала детали, уменьшением припусков на обработку и уменьшением числа рабочих ходов за счёт повышения точности заготовок, поступающих для обработки.
Слагаемые вспомогательного времени уменьшаются с помощью приспособлений сбыстродействующими зажимами путём повышения скорости перемещения суппортов, головок столов станков, уменьшения числа рабочих и вспомогательных ходов при более рациональном построении ТП обработки.
Основным источником снижения нормы времени явл-ся такое построение операций, при котор. Открываются возможности для одновременного ( совмещённого во времени) выполнения нескольких технологических переходов и совмещённого во времени выполнения вспомогательных переходов с технологическими. При одновременном выполнении тех или иных переходов в норму времени, входят лишь наиболее продолжительные ( лимитирующие) переходы из числа всех совмещённых.
Совмещение вспомогательных переходов с технологическими возможно при многоместных схемах обработки. Многоместные схемы операций осуществляются в тех случаях, когда заготовки:
1) Обрабатывают одной операционной партией, устанавливаемой на станке и снимаемой со станка одновременно ( например, шлифование партии мелких деталей на магнитном станке плоско- шлифовального станка);
2) Устанавливают в приспособления независимо от других заготовок ( или групп заготовок) и обрабатывают поочерёдно( например, при фрезеровании заготовок маятниковой подачей или в поворотных приспособлениях);
3) Обрабатывают на непрерывно вращающемся столе или барабане, а устанавливают и снимают на
ходу, без остановки станка;
Организация ТП должна обеспечить ритмичный выпуск изделий при условии их прохождения по всем операциям с наименьшими перерывами, т.е максимально приближаться к поточной форме. Поточную форму организации ТП в зависимости от номенклатуры одновременно обрабатываемых заготовок следует подразделить на однономенклатурную и многономенклатурную поточные линии. Первая поточная линия характеризуется обработкой заготовок одного наименования по закреплённому ТП в течение длительного периода времени . В зависимости от числа одновременно обрабатываемых заготовок одного наименования линии подразделяют на однопоточную ( один объект) и многопоточную ( два или более объектов).
Тема 3.7 Технологическая дисциплина
При разработке единичных процессов контроля (ГОСТ 14.306-73) выявляют характеристики объекта контроля; показатели процесса контроля, определяющие выбор средств; уточняют методы и схемы измерений, дя чего требуется конструкторская документация на изделие, технологическая документация на его изготовление и контроль, методика расчёта показателей контроля.
Состав средств контроля должен обеспечивать заданные показатели с учётом метрологических и эксплуатационных характеристик ( используются государственные, отраслевые стандарты и стандарты предприятий на средства контроля, классификаторы и каталоги средств контроля). Произведённый выбор средств контроля обосновывается экономически , выдаются исходные данные и технические задания для проектирования недостающих средств.
Средства активного контроля выполняют всю совокупность операций, необходимых для сравнения действительного размера обрабатываемой детали с заданным размером и в зависимости от результатов этого сравнения управляют технологическим процессом.
Независимо от технологического оборудования средства активного контроля в общем виде строят по единой принципиальной схеме,состоящей из отдельных узлов, предназначенных для выполнения определённых задач.
Измерительная оснастка включает в себя необходимые щуповые механизмы в виде скоб, призм, рычажных устройств и т.д, подвижные элементы которых воспринимают изменения контролируемого размера и преобразуют их в удобные для дальнейших измерений перемещения одного или нескольких своих звеньев. Эти преобразования обычно выполняются без усиления, ав некоторых случаях даже с понижением чувствительности. К измерительной оснастке относятся также механизмы отвода и подвода щуповых устройств на позицию контроля, а также механизмы связи этих устройств со станком. Основная задача этих механизмов – максимально снизить влияние на результаты контроля случайных перемещений контролируемой детали относительно узлов станка, вызванных силами резания, трения и тепловыми явлениями.
В качествеизмерительных приборов , широко используемых в средствах активного контроля, применяют механические, электроконтактные, пневматические, индуктивные и другие приборы. Выбор того или иного прибора зависит от задач, решаемых средством активного контроля, а также от технологического оборудования для обрабатываемой детали.
Контроль - это процесс получения и обработки информации об объекте (параметре детали, механизма, процесса и т. д.) с целью определения его годности или необходимости введения управляющих воздействий на факторы, влияющие на объект.
Классификация видов контроля [49]
1) По возможности (или невозможности) использования продукции после выполнения контрольных операций различают неразрушающий и разрушающий контроль.
При неразрушающем контроле соответствие контролируемого размера (или значения) норме определяется по результатам взаимодейст-вия различных физических полей и излучений с объектом контроля. Ин-тенсивность полей и излучений выбирается такой, чтобы не только не про-исходило разрушений объекта контроля, но и не менялись его свойства во время контроля. В зависимости от природы физических полей и излуче-ний виды неразрушающего контроля разделяются на следующие группы: акустические, радиационные, оптические, радиоволновые, тепловые, маг-нитные, вихревые, электрические, проникающих веществ.
При разрушающем контроле определение соответствия (или несоот-ветствия) контролируемого размера (или значения) норме сопровождается разрушением изделия (объекта контроля), например, при проверке изделия на прочность.
2) По характеру распределения по времени различают непрерывный, периодический и летучий контроль.
Непрерывный контроль состоит в непрерывной проверке соответствия контролируемых размеров (или значений) нормам в течение всего процесса изготовления или определённой стадии жизненного цикла.
При периодическом контроле измерительную информацию получают периодически через установленные интервалы времени t. Период конт-роля t может быть как меньше, так и больше времени одной техноло-гической операции tоп. Если t = tоп, то периодический контроль стано-вится операционным (или послеоперационным).
Летучий контроль проводят в случайные моменты времени.
3) В зависимости от исполнителя контроль разделяется на: самоконтроль, контроль мастером, контроль ОТК (отделом технического контроля) и инспекционный контроль (специально уполномочен-ными представителями). Инспекционный контроль в зависимости от того, какая организация уполномочила представителя проводить контроль подразделяется на: ведомственный, межведомственный, вневедомственный, государственный (выполняемый контролёрами Госстандарта).
4) По стадии технологического (производственного) процесса отличают входной, операционный и приёмочный (приёмосдаточный) контроль.
Входному контролю подвергают сырьё, исходные материалы, полу-фабрикаты, комплектующие изделия, техническую документацию и т.п., иначе говоря, всё то, что используется при производстве продукции или её эксплуатации.
Операционный контроль ещё незавершённой продукции проводится на всех операциях производственного процесса.
Приёмочный контроль готовых, сборочных и монтажных единиц осуществляется в конце технологического процесса.
5) По характеру воздействия на ход производственного (техно-логического ) процесса контроль делится на активный и пассивный.
При активном контроле его результаты непрерывно используются для управления технологическим процессом. Можно сказать, что актив-ный контроль совмещён с производственным процессом в единый контрольно-технологический процесс. Как правило, он выполняется авто-матически.
Пассивный контроль осуществляется после завершения либо отдель-ной технологической операции, либо всего технологического цикла изго-товления детали или изделия. Он может бать ручным, автоматизирован-ным и автоматическим.
6) В зависимости от места проведения различают подвижный и стационарный контроль.
Подвижный контроль проводится непосредственно на рабочих мес-тах, где изготавливается продукция (у станка, на сборочных и настроечных стендах и т.д.).
Стационарный контроль проводится на специально оборудованных рабочих местах. Он применяется при необходимости создания специаль-ных условий контроля; при наличии возможности включения в техноло-гический цикл стационарного рабочего места контролёра; при исполь-зовании средств контроля, которые применяются только в стационарных условиях; при крупносерийном и массовом производстве.
7) По объекту контроля отличают контроль качества выпускаемой продукции, товарной и сопроводительной документации, технологичес-кого процесса, средств технологического оснащения, прохождения рек-ламации, соблюдения условий эксплуатации, а также контроль техно-логической дисциплины и квалификации исполнителей.
8) По числу измерений отличают однократный и многократный контроль.
9) По способу отбора изделий, подвергаемых контролю, отличают сплошной и выборочный контроль.
Сплошной (стопроцентный) контроль всех без исключения изготовленных изделий применяется при индивидуальном и мелкосерийном производстве, на стадии освоения новой продукции, по аварийным параметрам (размерам), при селективной сборке.
Выборочный контроль проводится во всех остальных случаях, чаще всего при крупносерийном и массовом производстве. Для сокращения затрат на контроль большой партии изделий (которую в математической статистике принято называть генеральной совокупностью) контролю подвергается только часть партии – выборка, формируемая по определён-ным правилам, обеспечивающим случайный набор изделий. Если число бракованных изделий в выборке превышает установленную норму, то вся партия (генеральная совокупность) бракуется.
Цилиндрические соединения и их контроль.
Калибры.
Калибры служат недля определения действительного размера деталей, а для рассортировки их на годные и две группы брака ( гораздо реже – на несколько групп годных для последующей селективной сборки). Предельные калибры делятся на проходные и непроходные.
При контроле годной детали проходной калибр (ПР) должен проходить , а непроходной(НЕ) проходить не должен.
Проходной калибр отделяет годные детали от брака исправимого, а непроходной – от брака неисправимого.
По конструкции калибры для контроля отверстий представляют собой пробки, а для контроля валов – скобы и кольца. Это рабочие калибры, которыми пользуются рабочий и контролёр ОТК. Кроме того, есть контркалибры-пробки ( «шайбы») служат для контроля рабочих калибров-скоб или же для установки размеров регулируемых калибров- скоб. Кнтркалибров- скоб не бывает. Это объясняется следующими причинами. Во- первых, допуск изготовления калибра должен быть в несколько раз меньше допуска контролируемой детали . А допуск контркалибра , являющегося калибром по отношению к рабочему калибру, должен быть ещё меньше. Т.о, изготовление контркалибров-скоб с их весьма малыми допусками было бы сложным.Во-вторых, рабочие калибры-пробки нетрудно измерять универсальными СИ. В этом отношении калибры- пробки , т.е калибры с наружным измерительными поверхностями, выгодно отличаются от калибров-скоб. имеющих внутренние измерительные поверхности: производить внутренние измерения с высокой точностью значительно сложней.
Измерение наружных размеров.
Для измерения наружных размеров широко применяются СИ, представляющие собой скобу, оснащённую отсчётным устройством. Применение таких скоб позволяет в отличие от контроля калибрами не только определять действительные отклонения измеряемых размеров, но и производить измерения с определённым( стабильным) измерительным усилием.
Наиболее простыми из таких СИ являются рычажные и индикаторныескобы ( ГОСТ 11098- 75). Эти скобы являются ручными приборами и предназначены для измерения наружных размеров методом сравнения с мерой. У рычажных скоб ( тип «СР») измерительный механизм отсчётного устройства размещён внутри скобы; он аналогичен механизму измерительных головок. В индикаторных скобах ( тип «СИ») в качестве отсчётного устройства применяют индикатор. Он установлен с одной стороны скобы. С противоположной стороны установлена переставная пятка. Диапазон перемещения пятки и число сменных пяток обеспечивают необходимый диапазон измерений скобы. Переставная пятка имеет плоскую измерительную поверхность, а подвижная пятка измерительного механизма- плоскую поверхность для измерения размеров до 200 мм и сферическую для размеров свыше 200мм.
Для измерения наружных размеров широко применяют многие стационарные приборы: оптиметры, контактные интерферометры,длинномеры, измерительные машины, универсальный и инструментальный микроскопы, а также различные С И с использованием измерительных головок, пневматические и электронные измерительные приборы. Погрешности измерения на стационарных приборах, как правило, меньше погрешностей измерения ручными приборами.
Измерение внутренних размеров.
Приборы для измерения внутренних размеров могут быть как ручными, так и стационарными. Среди ручных СИ внутренних размеров наибольшее распространение имеют нутромеры со шкальным отсчётным устройством ( индикаторные) с ценами деления 1; 2 или 10 мкм. Их применяют для измерения отверстий диаметром 3-1000 мм. Измерение диаметра отверстий этими нутромерами производят методом сравнения с мерой. Нутромеры выполнены по двухточечной схеме измерения, т.е их измерительные наконечники расположены диаметрально. Это позволяет, поворачивая нутромер, измерять диаметр отверстия в нескольких сечениях, определяя тем самым отклонение формы отверстия. Но при такой схеме измерения нельзя ( как и при наружных измерениях) определить отклонения формы при гранности с нечётным числом граней.
Измерение внутренних размеров производят также на многих стационарных универсальных приборах. при этом точность измерения обычно выше , чем на ручных приборах. Это связано с большой жёсткостью приборов и более чувствительным точным механизмом совмещения линии измерения с диаметром отверстия. В основном применяют контактные оптические приборы горизонтального исполнения : оптиметры, длинномеры, интерферометры, измерительные машины. Измеряемые детали устанавливают на стол прибора. Измерение производят с помощью дуг ( скоб), измерительные наконечники которых вводятся в измеряемое отверстие ( для диаметров от 12-13,5 мм) или ( для диаметров от 1 до 13,5 мм).
Контроль больших размеров.
Контроль больших размеров имеет ряд специфических особенностей. средства их измерения выполняют накладными или устанавливают на станках.
Диаметральные скобы применяют для контроля валов по всей их длине. для не очень больших номиналов металлические корпуса скоб выполняют с отверстиями для облегчения. Для более крупных размеров корпуса скоб выполняют в виде сваренной из труб фермы, что обеспечивает нужную жёсткость при сравнительно небольшой силе тяжести. Корпуса скоб иногда выклеивают из деревянных элементов, а для предохранения от сырости покрывают водостойкими материалами. Крупные скобы при измерении подвешивают на крюк мостового крана или шарнирно устанавливают на роликовой тележке, перекатываемой по проверяемому валу.
Скобы размером более 1000 мм оснащают индикаторной головкой, что исключает колебание усилия разжима при измерении. При этом всегда используют стандартные индикаторы с ценой делений 0.01 мм, хотя погрешность измерения скобами часто во много раз больше.
Линейные скобы используют для контроля наружной поверхности дисков, колец, обечаек, валов вблизи от торца и т.п.
Контроль резьбы.
Резьбовые калибры , так же как и калибры для гладких цилиндрических деталей, делятся на рабочие и контрольные, а кроме того – на проходные и непроходные. По конструкции калибры для внутренних резьб представляют собой пробки , для наружных резьб – кольца и скобы.
Калибр ПР комплексно контролирует d2,P,α∕2, т.е приведённый средний диаметр, а также d или d1,. Он имеет полный профиль и достаточно большое число витков. Калибр НЕ контролирует только собственно средний диаметр, он имеет укороченный профиль и мало витков.
Контроль резьбы скобами в сравнении с кольцами более производителен и, в частности, пригоден для детали, закреплённой в центрах станка. Ещё большее повышение производительности дают специальные настольные средства контроля, в которых на плите последовательно установлены проходные , а затем непроходные роликовые скобы. Для свинчивания резьбового калибра- пробки с деталью и отвинчивания применяют приспособления с электродвигателем или пневматические, ускоряющие контроль и обеспечивающие более стабильное измерительное усилие, чем при ручном свинчивании.
Большая сложность конических резьб в сравнении с цилиндрическими и следующие отсюда трудности контроля приборами( особенно внутренних конических резьб) приводят к тому, что в этой области резьбовые калибры явл-ся почти исключительным средством контроля. В отличие от цилиндрических резьб, здесь свинчивание детали и калибра на той или иной длине имеет место всегда, а годность определяется по глубине этого свинчивания, т.е по признаку, выдерживается ли нормированное базорасстояние( можно провести аналогию с гладкими коническими соединениями).
Контроль валов.
Диаметральные размеры, длины ступеней, размеры резьб, шлицев, шпоночных пазов проверяют с помощью предельных скоб, резьбовых и шлицевых колец. Шероховатость повнрхности контролируют сличением с эталоном.
Для проверки отклонения от соосности шеек ступенчатый вал укладываютбазовыми шейками на призмы контрольного приспособления , а стержнем индикатора касаются поверхности контролируемой шейки. Поворачивая вал вокруг оси определяют биение шейки по разности показаний индикатора.
Отклонение от параллельности шлицев или шпоночного паза оси вала устанавливают по разности показаний индикатора в двух крайних положениях, базируя вал на призмах или в центрах.
В крупносерийном и массовом производствах контроль валов производят многомерными приборами с индикаторными или электроконтактными датчиками.
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!