Проектирование и производство режущего инструмента (Юликов, 1987), страница 4

Таким образом, можно сделать следующие выводы. 1. При проектировании технических объектов существуют два вида оптимизации: структурная и параметрическая. Наиболее сложной из них является первая, так как она связанасоценкой творческих (структурных) решений. 16 2. Идеальной оптимизации нет и не будет вследствие бесконечности процесса познания. Можно лишь рассматривать идеальную оптимизацию как цель, к которой мы стремимся.

3. Оптимизацию надо рассматривать комплексно, так как результаты оптимизации зависят от полноты учета факторов (в первую очередь, исходной информации), от совершенства методики ~алгоритмов) проектирования, в том числе от совершенства принятой математической модели и таблиц соответствий, ограничивающих область применения соответствующих факторов, от точности расчетов, которая определяется указанными выше факторами. 2, СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ РЕЖУ[ЦЕГО ИНСТРУМЕНТА ал. Опщля хАРАктеРистикА сиРи Система проектирования режущего инструмента (см. рис.

1.1) включает три модели. Их построения основаны на приведенных выше общих положениях проектирования технических систем. Этими моделями являются: структурная модель, определяющая последоватеиьиость процесса проектирования; информационная модель, определяющая состав исходной информации и методы ее переработки при решении задач проектирования; функциональная модель, определяющая в каждом конкретном случае направление хода проектирования. Структурная модель СПРИ разрабатана на основе блочноиерархического принципа и определяется функциональным назначением режущего инструмента, его частей и элементов [12 ).

Последовательность этапов (блоков) структурной модели определяется информационной соподчиненностью, заключающейся в наличии исходной информации, достаточной для выполнения этапа (блока) процесса проектирования. Переход к последующему агапу (блоку) осуществляется на основе дополнительной информации предшествующего этапа (блока).

Режущий инструмент выполняет две функции — формообразование поверхности детали и срезание припуска. Первая функция на основе закономерностей кинематики формообразования предопределяет принципиальную схему инструмента, т. е. его внд; вторая функция инструмента на основе закономерностей кинематики срезания припуска предопределяет расположение режущих кромок относительно производящей поверхности инструмента, т. е. его тип. Определение вида РИ представляет первый этап проектирования; определение типа — второй этап.

Третий этап проектирования включает выбор схемы и определение параметров (характеристик) конструкции инструмента. Теоретической основой третьего этапа СПРИ является теория конструирования РИ. Согласно установленным трем этапам СПРИ, осуществляется процесс определения вида, типа, схемы конструкции, параметров и характеристик конструкции РИ. При рассмотрении информационной модели СПРИ необходимо отметить, что суть процесса проектирования заключается в пере- 17 работке исходной информации в конечную (выходную) информацию.

Основой для построения информаплонной модели СПРИ является решение задач двух типов: качественных (творческих) и количественных (расчетных). Решение творческих задач. Поелементный принцип проектирования. Отметим основные положения, на основании которых в СПРИ осуществляется направленный поиск новых технических решений. Нахождение новых решений на каждом этапе проектирования основывается на теории поискового проектирования. Из анализа литературы следует, что решение творческих задач авторы пытаются упорядочить в двух направлениях: организационно-психологическом и методическом.

В первом направлении можно выделить следующие основные методы: а) метод «проб и ошибок»; б) «мозговой штурм», предложенный в 1953 г. американским психологом А. Осборном; в) метод контрольных вопросов, упорядочивающий перебор вариантов; г) морфологический анализ, предложенный в 1942 г. американским астрономом Ф. Цвикки; д) синектика, или «мозговой штурм», проводимый постоянными группами людей различных специальностей; е) алгоритм решения изобретательских задач (АРИЗ), разработанный Г.

С. Альтшуллером, представляющий определенную систему решений творческих изобретательских задач. За исключением пп. г и е, перечисленные способы упорядочения поиска решений основаны на методе «проб. и ошибок». От поиска решений одним человеком переходят к поиску группой людей («мозговой штурм»); устанавливают определенную последовательность обсуждения выдвигаемых идей (метод контрольных вопросов, синектика) н т.

д. Не отрицая определенную полезность организационно-психологического направления упорядочения решения творческих задач, все же ббльшую пользу для нас имеют работы другого направления. Исходным положением этого направления является признание, что процесс творческого конструирования является не искусством, а в первую очередь логическим мыслительным процессом, который необходимо исследовать, анализировать и на этой основе давать методы конструирования. Анализ работ этого направления показал, что суть нх сводится к использованию так называемого позлементного принципа проектирования. В общем виде этот принцип можно сформулировать следующим образом.

Проектируемый объект (или процесс проектирования) рассматривается состоящим нэ определенного числа элементов, имеихцих свое функциональное назначение. Каждый элемент может иметь несколько исполнений. Множество вариантев испол- 16 пений объекта определяются сочетанием различных исполнений его элементов. Практическое использование поэлементного принципа проектирования, даже с учетом машинного проектирования, возможно лишь при определенных условиях, а именно: 1) при проектировании конкретного объекта; 2) при выполнении определенного этапа творческого процесса; 3) при условии, что проектируемый объект можно разбивать иа определенное (известное) и относительно небольшое число элементов; 4) неизвестных элементов нет; 5) элементы, которые могут быть изменены (иметь другие исполнения), легко отличаются от элементов, не подлежащих изменению; 6) число исполнений изменяемых элементов таково, что их комбинации дают относительно небольшое множество вариантов исполнений объекта, которые практически можно оценить при использовании ЭВМ.

Этим условиям удовлетворяют творческие задачи, стоящие перед конструкторами режущего инструмента, поэтому принцип поэлементного проектирования здесь применим. Содержание поэлемеитного принципа проектирования применительно к режущему инструменту (рис. 2.!): 1) положение о трех источниках множества (типажа) режущего инструмента; кинематика формообразования как источник получения видов инструментов; кинематика срезания припуска как источник сбразовання типов инструментов; собственно конструирование как источник множества конструктивных исполнений; 2) наличие на каждом этапе проектирования творческой (изобретательской) задачи по выбору вида, типа, конструктивной схемы инструмента; 3) при решении творческих (изобретательских) задач поэлемеитный принцип используется с одной лишь целью — упорядочить решение, определив иа основе проведенных исследований возможные варианты исполнений видов, типов и схем конструкций; 4) на каждом из указанных этапов проектирования инструмента разработка возможных вариантов исполнений осуществляется в последовательности, показанной на рис.

2.1 блоками 1 — 6. Изложенные общие положения поэлементного принципа проектирования сохраняются на каждом этапе проектирования режущего инструмента, с той разницей, что в каждый пункт последовательности разработки множества возможных вариантов (исполнений) входит свое специфическое содержание. В СПРИ, используя блочно-иерархический принцип, структурный синтез конструкций РИ осуществляется поэтапно. На первом уровне (1-й этап СПРИ) предопределяется (синтезируется) кинематическая схема инструмента в результате рассмотрения процесса формообразования, т. е.

выполнения инструментом своей первой функции. На втором уровне (2-й этап СПРИ) кинематическая схема уточняется в результате рассмотрения схемы срезания припуска, т. е. выполнения инструментом своей второй функции. !9 Рис. 2Л. Схема поиска новых решений на основе повлементното принципа проек- тировании (условные обовнасенин): Э вЂ” еленеати: и — исполненна;  — варианты; т Ь 2...., а, ..., н — номера эле- мента; у ц а, ..., га — номера нснолаенна В результате выполнения этих этапов возникают начальные элементы конструкции — производящая поверхность с расположением на ней режущих элементов в виде формообразующих кромок.