Корсаков В.С. 1977 Основы (1004575), страница 94
Текст из файла (страница 94)
181. Граф последовательности обработки шеек ! — У! вала ступенчатого вала из проката. Ступени вала обрабатывают, снимая слой металла с каж- а) дой ступени или слои с нескольких ступеней поверхностей (соответственно рпс. 180, и и б); существуют и комбинированные схемы обработки. Число шеек ступенчатого Рнс. !30. Схевн обработки ступеней вала вала, которое нужно рассматривать одновременно при определении оптимальной схемы обработки, зависит от вида заготовки, конфигурации детали и способа закрепления заготовки. Оптимальную схему обработки для всей совокупности ступеней можно определять направленным шаговым методом, начиная от шейки вала наибольшего диаметра при двустороннем расположении ступеней; при одностороннем расположении — также с тпейкн наибольшего диаметра, с учетом конфигурации вала и способа закрепления заготовки.
Исходной информацией при решении данной задачи являются оптимальные маршруты обработки отдельной поверхности, полученные для рассматриваемого сочетания по первой и второй схемам (см. рис. 180). Последовательность решения данной задачи представляют в виде сетевого графа (рис. 181). При каждом шаге рассчитывают время обработки двух шеек по основным схемам (сплошными стрелками показан возможный выбор схем). В узлах б н в сетевого графа происходит формирование вариантов схем для каждого сочетания поверхностей с учетом оптимального решения на предыдугцих шагах (штриховой стрелкой показано образование комбинированной схемы в случае, когда иа предыдущем шаге оказалось оптимальной первая схема).
Формирование схем обработки для каждого сочетания поверхностей в ходе а а /и шаа ви ша а„- „,а, Рнс. 182. Формирование схем обработки для каждого сочетания поверхностей вала решения задачи показано на рис. 182. После анализа последовательности обработки ступеней первой половины вала совершается переход ко второй. Число переходов обработки резанием второй половины вала определяют аналогично первой. Варианты при каждом шаге решения анализируются с помощью целевой функции, которую можно представить как сумму основного времени 1, и времени тх на холостые перемещения инструмента 1,', = г, + г .
Если 1онт ( 1,' а, то принимают первую схему обработки; в другом случае схемы равноценны или оптимальной будет вторая схема. Укрупненная блок-схема алгоритма нахождения лучшего варианта обработки приведена на рис. 183. Оптимальное содержание операции определяют с учетом множества переходов, методов настройки, числа подналадок, оборудования и его технологических возьюжностей. При формировании операций необходимо общую совокупность переходов упорядочить и разбить иа множества с учетом термической обработки, минимизации количества установок и холостых перемещений инструмента. В одном случае все переходы могут быть обьединены в одно множество, т. е. обработку выполняют за одну операцию и один установ.
В другом предельном варианте черновые и чпстовые переходы выполняют за несколько операций и установов. Определение очередности выполнения переходов в множествах позволяет минимизировать холостые перемещения инструмента. При построении операции определяют общие режимы обработки, исходя из содержания оптимальных переходов на отдельные поверхности. 11апример, при выпачпепии операции па токарном гидрокопировальиом полуавтомате требуется установить определенную (общую) частоту враще- 400 Вторая схема оираиотл и Скенм оараиотхи Перяан стени рияноиеннлт оярооотни Рнс. 183.
Блок-схема алгоритма определении оптимальной последоиательности обработки ступеней иана ния шпинделя пг и подачу зу, а на токарном станке с ЧПУ вЂ” только частоту вращения. Принимают .пимитирующие значения зу и пг нз ряда подач н частот вращения, полученных на этапе проектирования маршрута обработки отдельных поверхностей. Общие режимы обработки при выполнении нескольких переходов в операции влияют на составляющие суммарной погрешности, достижение требуемой точности Лкг и нгероховатости 1с',„ь а также число подналадок.
Позтому необходимы поверочные расчеты достижения заданной точности и параметров шероховатости обрабатываемых поверхностей, что определяет условия выполнимости операции Лкг -'-- б1 ЛФ. кг =-.—. ЛФ. дап ггкк '=-. гскдап. Кроме того, при выполнении операции необходимо обеспечить отклонение взаимного расположения поверхностей в заданных пределах, т. е. Лпр. кг оп Лпр. кап. Задача построения оптимапьных операций носит многовариантный характер, и область решений можно ограничить двумя предельными случаями: каждый переход соответствует однопереходной операции; все переходы выполняются в одной операции.
Перед началом решения задачи общая известная совокупность переходов 0 распределяется на подмножества б' с учетом методов обработки, наличия термической обработки и минимизации числа установок. После:юнательность выполнения переходов н подмножествах устапавливаетсн с учетом разделения их на черновые, получистовые и чистовые. Обгцуго совокупность переходов, входящих в подмно- 401 жеотво У и расположенных в некоторой фиксированной последовательности, обозначают числамн 1, 2, ... й ... (... гд ... р, где 1, 2, lг ...
1 ... т . — промежуточные номера переходов; р — номер последнего перехода, равный общему числу переходов в подмножестве (/'. Необходимо распределить имеющиеся переходы по операциям так, чтобы суммарное значение целевой функции (себестоимость выполнения операции С.ы) конкретного варианта было минимальным.
Образование вариантов по каждому подмножеству 0' начинается с обьединения в операцию максимального числа переходов. Граф образования вариантов обработки црнведен на рис. !34. Для сужения области поиска оптимального варианта сочетаний переходов используют критерии отбора, которые позволяют исключить из рассмотрения определенную часть вариантов. Первым этапом такого отбора является выявление технологически возможных вариантов из числа возможных с учетом ограничений последовательности обработки с минимальным числом переустановок и технологических возможностей станка.
На следующем этапе проектирования, когда вариант сформирован для конкретной модели станка, его проверяют на условие выполнения ограничений. Если вариант выполним, вычисляют целевую функцию (технологическую себестоимость) данного варианта операции. Затем этот вариант проверяют на возможность выполнения иа станке другой модели. Если такая возможность есть, то производят все приведенные выше расчеты, после чего сравнивают нх результа~ы по приведенным затратам и выбирают лучший вариант.
При равенстве затрат по целевой функции варианты сравнивают но штучно-калькуляционному времени. Расчет продолжают до тех пор, пока все переходы не будут распределены по операциям (верхняя ветвь граф-дерева) н не определена суммарная целевая функция. Прн формировании содержания первой операции на следукщем шаге первое расчетное сочетание переходов, полученное на первом шаге, уменьшается до технологически выполнимого нового сочетания.
Ладьнейшнй расчет аналогичен указанному выше (нвжняя ветвь графа). Когда будут получены результаты расчетов по двум . У =с,„ Рно. 184. Граф нарнантоо станочных оннрацн6 463 (182) 1ь „+$„щи+Се,,~~и' ~р. ~са где С= ' „(здесь С, — потери времени на инструментпри заданяот ной постоянной частоте вращения шпинделя л,); л, — новая частота вращения шпинделя; эг — подача; 1р „— длина обрабатываемой поверхности; 1„— потери времени на вспомогательные ходы рабочего цикла; и — показатель степени при скорости резания. Режимы обработки при построении оптимальной операции математически определяют следующим образом.
Задан комплект исходных данных (размеры и материал детали, режущий инструмент, глубина резания и т. д.); требуется найти режимы обработки (подачу зу в частоту вращения п~ шпинделя), удовлетворяющие условиям точности обработки, параметрам шероховатости обработанной поверхности, кинематики станка и дающие максимальную произ- воднтельностгн Лу;==-АА; Лнт'==й,6;; ! паап ~ л! ~ лп~ах1 (183) зппп .-з/~ зевх~ 1~ы ~ йххоп' ~~ рез~ ~ ЛэлЧ где 6~ — допуск на размер 1-й ступени вала; Й,, й, — коэффициенты, учитывакхцие соответственно долю погрешностей Лрд и Ли в допуске на размер; т' — число деталей в партии. 403 шагам (итерацпям), их необходимо сравнить и выбрать .лучший. Если последний вариант хуже предпоследнего, то на основании правила доминирования расчет прекращают.
В случае улучшения варианта расчет продолжают до получения оптимального. Тогда вместо худшего формируется новый вариант. Правило доминирования заключается в том, что дальнейшее увеличение числа операций ведет к возрастанию затрат времени и технологической себестоимости обработки. Исходными данными для формирования оптимальной станочной операции будут чертеж детали н заготовки, годовая программа выпуска деталей, размер партии, маршруты обработки поверхностей детали, оборудование, вид и место термической обработки, схема установки заготовки, тип приспособления. В некоторых конкретных случаях построение оптимальных станочных операций упрощается, например, при одноцикловой обработке ступенчатых валов на гидрокопировальном полуавтомате. Каждую ступень вала обрабатывают за олин переход.
В качестве критерия выбора оптимальной операции можно принять максимальную производительность станка При одновременном использовании поперечного супгюрта вводят дополнительное ограничение ~„'Й ., „==: )у,„т(, ! где д — число резцов на поперечном суппорте. дт(ля нахождения искомых величин используют метод регулярного поиска, сущность которого заключается а следующем. Задают начальное решение (п„э,), изменяют одну перемени)то, например пь пока она не достигнет границы возможных вариантов решения задачи. Затем перебирают все значения л; и х~ вблизи границы и определяют режимы обработки (п„а, з„), дающйе максимум целевой функции.
В силу дискретности значении л; и э~ перебор заканчивают за несколько шагов. Геометрическая интерпретация метода регулярного поиска приведена на рис. 185. к'кк» Рис. !%. Область допустимых рсжимов обри ботки $ 4. ФОРМИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ С ПОМОЩЬЮ ЭВЫ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ При формировании технологического процесса обработки детали используют маршрут„полученный с помощью ЭВМ для конкретной детали, и спроектированные станочные операции.
Оптимизация " станочных операций позволяет корректировать маршрут, т. е. определять оптимальное число операций в маршруте, уточнять оборудование и оснастку. Для каждого метода обработки разрабатывают алгоритм и программы. Блочный характер общего алгоритма проектирования позволяет использовать внешнюю память ЭВМ и по мере необходимости вызывать подпрограммы (блоки) в оперативную память. Блоки формирования операций по каждому методу могут быть разработаны с различной степенью детализации в зависимости от производства и удельной трудоемкости, приходящейся на конкретный метод обработки. В некоторых случаях оптимизировать станочные операции не нужно; например, при сверлении поперечного отверстия в ступенчатом ваде, фрезеровании шпоночного паза и др.
В этих случаях используют существующие зависимости для расчета режимов резания или аппроксимируют табличЯ04 ные нормативные данные для последующей разработки алгоритма и программ для ЭВМ. Последовательность решения задачи на примере обработки вала шестерни приведена на блок-схеме алгоритма (рис. 186). Общее управление решением задачи осуществляется от блока управления (У). С его помощью решение задачи передается на блоки формирования операций определенных методов обработки в последовательности, установленной типовым маршрутом. В блоках (подпрограммах) проектирования обработки по каждому методу происходит определение числа, содержания и последовательности выполнения операций.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
