Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 2

системы необходимо указать способ ее расчленения Каждому способу соответствует определенный тип взаимосн«зей юк век системы, т. е. своя форма целостности. Например, пря конструировании РИ учитывают кинематическке, конструктивные к размерные связи между его частями, что отражает я в соответствующих структурах Целостность объекта или процесса формулируется 12К! в аиде принципа совместимости. Принцип совместимости: совокупность объектов мовкет составлять систему, если они обладают свойством совместимости в по наиболее существенным видам связей и отношений, т.

е. такой общностью по выполняемым функциям, которая обеспечивает их совместное функционирование как единого целого в соответствии с заданными техническими требованиями. В случае нарушения принципа совместимости восстановление его иногда возможно за счет введения так называемых элементов- «посредников» !28!. Совместимость взаимодействующих технических систем и элементов может быть осуществлена различными способами и с различным экономическим эффектом. При проектировании относительно простого объекта — режущего инструмента - — на 1-м этапе проектирования (определение вида РИ) используются функциональные (кинематические) схемы, дающие представление о работе РИ при вьшолнении им 1-й функции, т.

е. формообразования поверхности обрабатываемой детали (рис. !.1); на 2-м этапе проектирования (определение типа РИ) используклся функциональные (кинематико-конструктивные) схемы, дающие представление о работе РИ при выполнении им 2-й функции, т. е. снятия припуска с заготовки в процессе резания; на 3-м этапе проектирования (конструирование типоразмера РИ) используются структурные схемы конструкции РИ. Блочно-иерархическое представление об объекте проектирования можно назвать расчленением иа горизонтальные уровни. В свою очередь, на этих уровнях можно выделить задачи проектирования схем, конструкций и технологии. Совокупность задач проектирования схем часто называкт функциональным уровнем проектирования; совокупность задач конструирования — конструкторским уровнем проектирования; совокупность технологических задач — технологическим уровнем проектирования.

Каждый из этих уровней охватывает соответствующие задачи всех или большинства горизонтальных уровней, и логично нх называть вертикальными уровнями. Ез. КЛАССИФИКАЦИЯ ОБЪЕКТОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИХ ПАРАМЕТРОВ Исходя нз блочно-иерархического подхода к проектированию, следует рассматривать объекты проектирования как системы и элементы. По характеру функционирования объекты проектирования делятся на изделия и процессы (технологические, вычислительные). По физическим основам изделия делят на механические, гидравлические, электрические и др. Используются разнообразные классификации в зависимости от этапа и задач процесса проектирования.

Параметры объекта проектирования классифицируклся на внутренние, внешние и выходные. Внутренние параметры параметры элементов объекта проектирования. Виепгние параметры -- параметры внешней по отношению к объекту среды, оказывающей влияние на его функционирование. Выходные 7 4.

~ Выбор формы заточки и геометрич. параметров 6. Определеняе габаритных раамеров 6. Определение чксла аубьев, заходов, перьев 7. Определение раамеров зубьев и стружечных канавок 8. ~ Определение раамеров механизма крепления 9. ~ Определение параметров механизма регулирования размеров ~тс и ! тсво ь 1 ми Г 1 1 ( ~ тсот ) ) мот ) 1 то и ~1 мав 1 1 'Г ( тси 10.

Профилирование фасонисто режущего инструмента 11. ~ Определение параметров схемы срезаняя прнпуска 12. ~ Определение геометрнч. параметров в процессе резании 13. ~ Определение размеров крепежно-прнсоеднн, части 14. [ Определение рззмероа центр.-напрзвляющ. чащи 16. Определение недостающих размеров 16.

Назначение допусков и технических условий Рис. 1.1. Система проектирозз: кя режущего инструмента ! ~мв Д 1 — — М 12 ! ( 1 Я~а~ 1 моД в'в 14 ! тс ва С ~пмво параметры — показатели качества, по которым можно судить о правильном функционировании системы на любом иерархическом уровне. 1.Я. СХЕМА ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ В ПРЕДЕЛАХ ДАННОГО ЭТАПА (УРОВНЯ) Независимо от обьекта и этапа (уровня) проектирования реализацию возникающих задач можно представить в виде общей схемы процесса проектирования на очередном иерархическом уровне (рис. 1.2). Эта схема включает в себя: синлмз структуры, составление модели н расчет внутренних параметров; анализ полученных результатов с их оптимизацией путем изменения управляемых параметров.

В схеме отражается итерационный характер процесса оптимизации, затрагивающий возможные изменения, начиная с управляющих параметров и кончая корректировкой технического задания (ТЗ). Переход к следующему уровню проектирования осуществляется после оформления технической документации и формулировки ТЗ.

1.6. ОСОБЕННОСТИ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ СИНТЕЗА Задача синтеза включает в себя создание структуры проектируемого объекта — структурный синтез — и расчет его параметров — параметрический синтез Нб). Стр у кт ур н ы й си н те э. Структура объекта проектирования определяется характером элементов и способом их связей между собой в составе объекта. Если объектом проектирования является некоторая схема, то межэлементными связями являются функциональные, информационные, кинематические н другие связи. Если объектом является пространственная конструкция, то связи отождествляются со взаимным расположением элементов в пространстве.

При использовании блочно-иерархического принципа синтезируется не весь проектируемый объект в целом, а на каждом уровне определяется структурная схема, соответствующая этому уровню. Уровни сложности сянтеза [151. 1-й уровень — структурный синтез отсутствует (структура задана), осуществляется только параметрический синтез; 2-й уровень — структурный синтез отсутствует, он заменяется выбором нужного варианта из имеющегося конечного множества структур с известными элементами (решение задачи апоискэ)„.З-й уровень — структурный синтез осуществляется в виде выбора одной структуры из множества структур с заранее известным количеством элементов, но без ограничения на их исполнения (используя поэлементный принцип проектирования, можно получать новые решения); 4-й уровень— структурный синтез основан на использовании новых открытий.

!О Фонд непюдцк и расчатгпб Решение Нет есть Винпгез Вариангпоб (струит урьг) Ноделиробание ь-го Варианта Да Рднозначног Выполняются "ет услады гд Мнпго- Вариангпное Цикл пп ь последнии Нет Нет Дп Выход г'или л следуюигену уробню) Рис. ).2. Общая схема пронесся проектирования на очередном хчапе СПРИ 11 Фанд конструкции и практических данных Поиск гптодмх решенио, ударяет бпряюйгих ТЗ Частичное решение, лзргбуюигее доработки Анализ Резулмпатоб ноделироВоноя Выбор Рационального гарионпга 1'спгпинизация) Пракпзическал реалиагцил процесса проекпшробания Изненение упрабляекьа парплетроб Методы решения задач структурного синтеза.

Задачи 1-го уровня сложности решаются параметрической оптимизацией. Задачи 2-го уровня сложности решаются полным переборам вариантов и их оценкой. В случае очень большого множества вариантов применяют методы направленного перебора (линейное дискретное программирование, метод ветвей и границ, итерационные методы). Последние можно реализовать только при машинном проектировании. Задачи 3-го уровня сложности решаются методом понижения уровня сложности, что практически исключает создание принципиально новых решений, или прн их выполнении используются методы эвристического программирования, в том числе основанного на поэлементном принципе проектирования.

Эвристические методы мало разработаны, и это предопределяет необходимость активного участия человека в решении задач синтеза. При машинном проектировании они реализуются с использованием автоматизированного рабочего места конструктора. Стремление повысить производительность процесса обработки резанием приводит к систематическому совершенствованию известных конструкций н появлению новых. Принципиально новые виды и типы инструментов являются, как правило, результатом изобретений, полученных случайно. Однако уже давно человек стремился к созданию соответствующих методов поиска новых технических решений. В настоящее время известно множество таких методов: метод морфологического ящика, »матрицы открытий», алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), метод систематической эвристики, функционального изобретательства н другие.

Обобщив эти методы, предложили так называемый кобобщенный эвристический алгоритм поиска новых технических решений» П4). Однако для практического использования этот метод слишком громоздкий, и требуется, как справедливо отмечает автор, при решении определенного класса задач выбросить кнеэффективные процедуры». Особенно это важно, когда задача поиска нового решения осуществляется в пределах известной конструкции и необходимо улучшить функции какой-либо ее части или элемента.