Проектирование маршрута методом синтеза

2.4.1 Общий подход к проектированию маршрута

В основе метода лежит положение о том, что процесс проектирования технологических процессов является много уровневым и итерационным. Наиболее общие решения принимаются на первом уровне. Далее происходит оценка и отбор полученных вариантов по какому либо критерию. Полученные варианты участвуют в принятии решения на втором уровне и так далее. При уточнении ранее принятых решений может оказаться, что эти не могут быть использованы, поэтому необходим возврат к предшествующим уровням, т. е. возникает обратная связь, необходимая для осуществления итерационных процессов.

Впервые метод синтеза технологических процессов был предложен В. Д, Цветковым еще в 1969 году [9]^*. В данной работе при изложении основных положений метода синтеза будем ориентироваться, в первую очередь, именно на эти работы. В методе В. Д, Цветкова выделены три уровня проектирования:

· уровень маршрута;

· уровень операции;

· уровень перехода.

Принципиальная схема проектирования по В. Д, Цветкову показана ниже.

Где Блок 1 - синтез принципиальной схемы;

Блок 2 - синтез маршрута.

Блок 3 - синтез операции.

Блок 4 - синтез перехода

В1 - выбор принципиальной схемы.

В2 - выбор маршрута.

В3 - выбор операции.

В4 - выбор перехода.

К1 - критерии выбора принципиальной схемы.

К2 - критерии выбора маршрута.

К3 - критерии выбора операции.

К4 - критерии выбора перехода.

Т - технолог.

Схема отображает многоуровневый и итерационный процесс проектирования технологических процессов. Наиболее общие решения принимаются на первом уровне. Далее происходит оценка полученных вариантов и отбор по критерию К. Полученные варианты участвуют в принятии решения на втором уровне и так далее. При уточнении ранее принятых решений может оказаться, что эти не могут быть использованы, поэтому необходим возврат к предшествующим уровням, т. е. возникает обратная связь, необходимая для осуществления итерационных процессов. Этот метод предполагает, что дерево решений синтезируется, т. е. задано в неявном (имплицитном) виде. Однако полностью реализовать синтез решений не удается, поэтому доля типовых решений в этом методе остается достаточно большой.

Для получения маршрутной технологии введены понятия: принципиальная схема и этапы технологического процесса.

Этап технологического процесса - законченная часть ТП, дающая возможность получить заготовку определенной точности или с определенным качеством поверхностей.

Принципиальная схема - это структура технологического процесса, выраженная в виде кортежа этапов.

В. Д, Цветковым выделил 13 основных этапов, поэтому обозначение принципиальной схемы выглядит следующим образом:

Сх = < Э1, ..., Э13>

Назначение каждого этапа приведено в следующей таблице

Краткая характеристика этапов технологического процесса

Этап	Название этапа	Назначение
Э1	Заготовительный	Съем напусков и припусков, обдирка заготовки, термообработка заготовки
Э2	Черновой	Съем напусков и припусков, обдирка заготовки
Э3	Термический 1	Улучшение или старение
Э4	Получистовой 1	Точность обработки 11-13 квалитет, Ra = 2.5 мкм
Э5	Термический 2	Цементация
Э6	Получистовой 2	Съем припусков на поверхностях, предохраняемых от цементации
Э7	Термический 3	Закалка или улучшение
Э8	Чистовой 1	Точность обработки 6-7 квалитет, Ra = 1.25
Э9	Термический 4	Азотирование или старение
Э10	Чистовой 2	Съем припусков на поверхностях, предохраняемых от азотирования
Э11	Чистовой 3	Точность обработки 4-5 квалитет, Rz = 0.16 мкм
Э12	Гальванический	Хромирование, никелирование
Э13	Доводочный	Достижение шероховатости Rz = 0.04 кв.

Для конкретной детали используются только те этапы, которые необходимы для ее обработки. Например, деталь не высокой точности из латуни может иметь следующие этапы:

Сх = < Э1, Э4, Э8 >

Наша задача определить этапы обработки и на базе этих этапов определить операции, которые будут выполняться внутри этапов, и последовательность выполнения этих операций. Последовательность проектирования маршрута

Ниже последовательно рассмотрены этапы формирования маршрутной технологии соответствии с общей схемой проектирования.

Выбор исходной заготовки

2.4.2. Выбор исходной заготовки

Перед тем как проектировать технологию методом синтеза, желательно спроектировать исходную заготовку (вид заготовки, ее форму и размеры ). При выборе вида заготовки используются три группы параметров:

1. конструктивные параметры (форма, размеры и материал детали);

2. экономические ( например, объем выпуска: чем выше партия, тем прогрессивнее должна быть технология изготовления исходной заготовки);

3. технологические (эти признаки позволяют учитывать условия заводские способы изготовления заготовки).

Выбор вида исходной заготовки выполняется на основании конструктивных признаков детали (и т. д.). Чем выше партия, тем прогрессивнее должна быть технология изготовления исходной заготовки. Технологические признаки позволяют учитывать условия заводские способы изготовления заготовки.

Форму и размеры исходной заготовки определить достаточно сложно, потому что еще не спроектированы операции и не известны припуски, снимаемые на этих операциях. Эти параметры можно определить только после проектирования первой операции механической обработки детали.

На данном этапе проектирования можем решать только задачу выбора вида исходной заготовки (ВИЗ). Пусть имеет место соответствие Z между входными параметрами VP и множество решений VZ:

Z=< VP, GZ, VZ>;

GZ= VP x VZ;

VP={vp_i};

VZ={vz_j}.

Решение по выбору вида структуры можно сформулировать следующим образом: MZ= Z({vp_k}), т. е. множество решений получается как образ соответствия Z для заданного множества входных параметров vp_k.

Множество MZ может содержать несколько решений, поэтому для каждого решения необходимо зафиксировать приоритет, на основе которого можно выделить решение с наибольшим приоритетом. (см. методику выбора вида заготовки).

Результат проектирования вида исходной заготовки:

Код вида заготовки.
Допустимая точность размеров заготовки.
Шероховатость поверхностей заготовки

Типовые схемы обработки поверхностей

2.4.3. Формирование рабочих планов обработки поверхностей

Задача назначения рабочих планов заключается в определении этапов и переходов, необходимых для обработки поверхностей заготовки. Введем ряд понятий.

Состояние поверхности - это модель поверхности, содержащая множество параметров (шероховатость и твердость поверхности, точность ее размеров и т. д. ) для поверхности исходной заготовки или поверхности, полученной после выполнения перехода.

Исходное состояние поверхности - состояние поверхности исходной заготовки

Конечное состояние поверхности - такое состояние поверхности заготовки, при котором параметры поверхности заготовки совпадают с параметрами поверхности детали.

Типовой план обработки поверхности (ТПОП) - это направленный граф, у которого вершины pz_j отображают состояния поверхностей, а дуги p_i отображают переходы, необходимые для того, чтобы поверхность перешла из состояния pz_j в состояние pz_j+1.

Рабочий план обработки поверхности(РПОП) - это типовой план обработки, доработанный применительно к конкретной поверхности детали таким образом, что представляет собой линейный граф, у которого последняя вершина отображает конечное состояние поверхности заготовки..

Исходя из указанных определений, граф типового плана обработки выглядит следующим образом:

В этом графе pz0 - исходное состояние поверхности. Решение задачи получения рабочего плана обработки поверхности заключается в последовательном сравнении модели поверхности детали с моделями состояний, начиная с состояния pz0. Как только модель поверхности совпадает с моделью состояния, то сравнение прекращают. Пройденный путь образует линейный граф рабочего плана обработки поверхности причем последняя вершина представляет собой конечное состояние поверхности заготовки.

Предположим для какой-то поверхности имеется следующий граф ТПОП:

Модель поверхности детали pd сначала сравнивается с pz0. Если совпадения моделей нет, то это означает, что для поверхности исходной заготовки с характеристиками pz0 необходимо применить переход p1 для получения поверхности с характеристиками pz1. В данном случае прохождение по этому графу закончилось на состоянии pz3, так как совпали модели pd и pz3 (Обозначение совпадения моделей: pd ~ pz3). Таким образом, получен рабочий план обработки поверхности:

Таким образом, в РПОП фиксируются какие переходы и в какой последовательности их необходимо применить к поверхности исходной заготовки для получения заданной поверхности детали. К сожалению не всегда структура типового плана имеет линейный вид. Так как типовые планы обработки могут иметь несколько начальных вершин. Например, граф типового плана обработки отверстия имеет вид.

Где

pz0' - исходное состояние поверхности прутка;

pz'' - исходное состояние поверхности трубы;

pz''' - исходное состояние поверхности отливки.

Наличие нескольких начальных вершин свидетельствует о возможности использования различных исходных заготовок: прутка, трубы, отливки. Вершина pz0' является псевдовершиной, т. е. вершиной, отображающей отсутствующее исходное состояние, так как поверхность отверстия образуется лишь после сверления отверстия в прутке (переход p1).

Две вершины могут быть связаны не одной дугой, а несколькими, т. е. переход в новое состояние может осуществляться с помощью различных переходов. Таким образом, ТПОП может представлять собой мультиграф. Например, чистовая обработка отверстия может быть выполнена как развертыванием, так и шлифованием (переходы p6' и p6''). В некоторых случаях ТПОП может представлять собой и граф типа " сеть без циклов". В этом случае достижение одного и того же состояния достигается с помощью некоторой последовательности переходов. Например, переходы р4 (предварительная расточка ) и р5 (окончательная расточка) дают возможность получить такое же состояние, что и переходы р4' (предварительное зенкерование) и р5' (окончательное зенкерование).

После получения рабочего плана обработки его необходимо запомнить.

Хранение рабочего плана обработки поверхности обеспечивается с помощью трех составляющих:

Структура графа РПОП.
Множество переходов необходимых для обработки заданной поверхности.
Множество моделей состояний, получаемых при выполнении переходов РПОП.

Способы описания и хранения планов обработки поверхностей

Формирование рабочего плана обработки выполняется для всех обрабатываемых поверхностей детали. Для получения принципиальной схемы в переходах ТПОП зафиксированы номера этапов, на которых эти переходы выполняются. Поэтому для каждой i - ой поверхности детали выполняется анализ переходов, попавших в РПОП этой поверхности. На основании анализа формируется множество МЭ_i этапов, необходимых для обработки i - ой поверхности. Пересечение этих множеств дает множество МЭ=З МЭ_i этапов необходимых для обработки всей детали. Упорядочение этапов по их номерам позволяет получить принципиальную схему обработки детали. Например, для МЭ={Э12, Э2, Э3} после упорядочения получаем Сх=< Э2, Э3, Э12>.

Общий результат проектирования рабочих планов обработки детали:

Принципиальная схема обработки детали;
Рабочие планы обработки для всех обрабатываемых поверхностей детали.

Формирование и упорядочение укрупненных операций

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 Следующая ⇒