Конспект лекций по дисциплине Технологическая подготовка производства (842029), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Методика расчета технико-экономическойоценки выбора заготовкиДокументация типового, группового или единичного технологического процессаНомерэтапаНаименованиеэтапа5Разработка технологическихопераций6Нормированиетехнологическихпроцессов7Определениетребований техники безопасности8Расчет экономической эффективности технологического процессаРешаемые задачина этапеопераций. Определение составасредств технологического оснащенияРазработка последовательности переходов в технологических операциях.
Выбор и определение средствтехнологическогооснащения, средствмеханизации и автоматизации, атакже режимов обработки, регулировки и т.д.Расчет и нормирование труда на выполнение техпроцесса. Расчет нормрасхода материалов. Определениепрофессии и разряда работ в зависимости от сложностиоперации.Разработка или выбор требованийтехники безопасности и производственной санитарииВыбор оптимального варианта технологического процесса6868Основные необходимые документыСтандарты ЕСТПП по выборусредств технологического оснащения и другие нормативные документыКлассификаторы разрядов работ ипрофессий.
Методика разработкинорм времени. Нормативы времени и расхода материаловСтандарты ССБТ. Инструкции потехнике безопасности и промсанитарииМетодика расчета экономическойэффективности технологическихпроцессовНомерэтапа9НаименованиеэтапаОформление технологическихпроцессов69Решаемые задачиОсновные необходимые докуменна этапетыНормоконтроль иСтандарты ЕСТД, ЕСТППсогласование документации технологических процессовсо службами и ееутверждениеНеобходимость каждого этапа разработки технологического процесса, составзадач, виды основных документов и последовательность их решения определяются взависимости от вида изделия и типа производства.При разработке ТП используются три вида исходной информации: базовая, содержащаяся в конструкторской документации на изделие (технические условия, комплект конструкторской документации, технологический классификатор изделий,стандарты типовых технологических процессов) и годовая программа выпуска деталей; руководящая (данные, помещенные с стандартах ЕСТПП, РУК, специальныхтребованиях и технологических инструкциях предприятия; справочная (находящаясяв справочниках, каталогах, описаниях действующих унифицированных ТП).Применение унифицированных ТП позволяет вместо разработки новых подобрать действующие технологические процессы, оснастку и использовать с незначительной доработкой применительно к данной детали, что значительно сокращаеттрудоемкость выбора вида ТП, исходной заготовки и состояния исходного материаладля обработки и переработки, маршрута, оборудования и т.д.Существенной особенностью разработки технологических процессов являетсято, что окончательное решение всех задач находят параллельно, методом постепенных приближений, уточнения решения одних задач после решения других.В общем случае разработка документации на изготовление изделия включаетвыполнение следующих работ.1.
Выбор вида технологического процесса и подбор ранее разработанного унифицированного технологического процесса, если такая возможность имеется.2. Выбор вида исходной заготовки или состояния исходного материала для обработки или переработки в изделие.3. Определение предварительного содержания операций, схем установки заготовок и последовательности выполнения операций (маршрута операций).4.
Выбор и заказ технологического оборудования, оснастки и средств механизации и автоматизации производственного процесса. Уточнение содержания операций.69705. Выбор и расчет режимов обработки, нормирование переходов и операцийТП, определение профессий и квалификации исполнителей.6. Расчет и проектирование производственных участков, составление планировок размещения оборудования и разработка операций перемещения изделий и отходов.7. Выбор и назначение внутрицеховых подъемно – транспортных средств.8. Оформление рабочей технологической документации.Оптимизация технологических процессов.
Для оптимизации технологических процессов используются статистические методы математического моделирования и оптимизации.Описание технологических процессов в математической форме (математическое моделирование) является важнейшей задачей современного производства. Пользуясь математическими моделями, можно правильно и корректно, с научной точкизрения, разрабатывать, анализировать и оптимизировать технологические процессы, атакже наиболее эффективно управлять ими с целью обеспечения требуемой точности,надежности, экономичности и производительности.Важнейшим требованиям, предъявляемым к моделям, является требованиеточно и правильно описывать качественные и количественные характеристики моделируемого технологического процесса, т.е. модель должна быть адекватна реальному процессу.Для получения математической модели используется метод планирования эксперимента.
В основу этого метода заложен активный эксперимент, который проводится по заранее составленному плану. Этими планами предусматривается минимально необходимое число опытов при одновременном и преднамеренном изменениивсех параметров, влияющих на технологический процесс, что позволяет установитьхарактер и силу взаимодействия параметров, дает возможность более точно воспроизвести реальные условия протекания процесса и получить математическую модель.Полученная таким образом математическая модель является функцией отклика (целевой функцией), связывающей параметр оптимизации с переменными управляемыми факторами, Y = F(X1, X2 ,… , XK ).Пространство с координатными осями, по которым отсчитывают значения факторов X1, X2 ,… , XK, называют факторным (многофакторным) пространством, агеометрическое место точек, соответствующих функции отклика в факторном пространстве, представляет собой поверхность отклика.При использовании статистических методов математическая модель параметраоптимизации (поверхности отклика) представляется в виде полинома первой или второй степени.70Нелинейная модель в общем виде учитывает взаимосвязи технологическихфакторов и квадратичные эффекты в соответствии с уравнениемkk71kY = β0 + ∑ βj хj + ∑ βuj хu xj + ∑ βjj х2jj =1u,j =1j =1u ≠jИзменение величины y носит не детерминированный, а случайный характер,так как в реальном технологическом процессе существуют неконтролируемые и неуправляемые переменные.
Вследствие этого при обработке экспериментальных данных получают так называемые выборочные коэффициенты b0, bj, buj и bjj, которыеявляются оценками соответствующих теоретических коэффициентов β0, βj, βuj и βjj.Математическую модель технологического процесса, полученную по экспериментальным данным, записывают в виде:kkkY = b0 + ∑ bj хj + ∑ buj хu xj + ∑ bjj х2jj =1u,j =1j =1u ≠jгде b0 - свободный член уравнения; bj - коэффициенты, учитывающие линейные эффекты; buj - коэффициенты, учитывающие эффекты взаимодействия; bjj - коэффициенты, учитывающие квадратичные эффекты.Перечисленные коэффициенты вычисляют по экспериментальным данным сиспользованием математических методов планирования экспериментов.С целью упрощения заполнения матриц планирования и обработки экспериментальных данных пользуются преобразованием абсолютных (натуральных) технологических факторов ˜xj в относительные (безразмерные) xj.
Такой переход носит название кодирования факторов. Формула кодирования имеет вид˜xj - ˜xj0xj = ------------ , j = 1, 2,…, k.∆ xjгде xj - кодированное (безразмерное) значения фактора; ˜xj - натуральное значениефактора (верхнее или нижнее); ˜xj0 - натуральное значение основного уровня фактора,относительного проводится его варьирование; ∆ xj - интервал варьирования в натуральных единицах измерения j – го фактора; j - номер фактора; k- число факторов,определяющих режим технологического процесса.Масштабы по осям значений факторов выбираются таким образом, чтобы вбезразмерной системе координат верхний уровень каждого фактора был равен +1,нижний уровень -1 и основной уровень равен нулю (совпадает с началом безразмерной системы координат).7172Матрица планирования для многих факторов оказывается весьма громоздкой.Для сокращения пользуются алгебраической формой записи. При этом верхний уровень фактора обозначается строчной буквой латинского алфавита в следующем порядке: 1-й фактор – первая буква алфавита; 2-й фактор – вторая буква и т.д.
Опыты, вкоторых все факторы находятся на нижнем уровне, обозначаются единицей (1).Матрицы планирования, независимо от числа факторов, обладают следующимиобщими свойствами.1. Симметричность относительно центра эксперимента, которая выражается в том, что алгебраическая сумма элементов столбца каждого фактора равна нулю:N∑ хji = 0,i =1где N – число опытов (равно числу строк в матрице планирования); j - номер фактора,j = 1,2,…, к; i- номер строки, i- 1,2,…, N.2. Нормированность выражающейся в том, что сумма квадратов элементов каждого столбца равна числу опытов:N∑ хji2 = N,i =1эти свойства характерны для столбцов матрицы планирования; следующее свойствоотносится к совокупности столбцов;3.
Ортогональность матрицы, проявляющаяся в том, что сумма почленных произведений элементов любых двух столбцов равна нулю:N∑ хji хui = 0,i =1где u ≠ j номера разных факторов; u, j = 0, 1, 2,…, k . Фактор с нулевым индексомназывается фиктивным и вводится для удобства вычисления коэффициента b0, а также для проверки свойства ортогональности матрицы. Фиктивный фактор вводится вматрицу планирования путем добавления столбика 2 – со значением +1 по всем опытам (таблица 5.4);4.
Матрицы планирования должны обладать свойством рототабельности, под которым понимается одинаковая точность предсказания параметра оптимизации на равных расстояниях от центра эксперимента независимо от направления.Рототабельность матрицы обеспечивается специальным подбором экспериментальных точек в факторном пространстве.7273В соответствии с условиями, записанными в матрице, проводится полный факторный эксперимент (ПФЭ) и выявляется значения параметра оптимизации yi длявсех опытов.Коэффициенты математической модели, вычисленные по экспериментальнымданным, полученным в реальных производственных условиях, подвержены случайным колебаниям.
Это приводит к необходимости оценки их значимости по критериюСьюдента. Оценка изменчивости коэффициентов проводится по величине дисперсиивоспроизводимости с учетом повторных опытов согласно формуле:yN∑ ∑ (yiq – ˜yi)2q =1i=1S2bn = --------------------,(7)N(γ – 1)где q - номера повторных опытов; γ - число повторных опытов; yiq - значение параметра оптимизации в каждом отдельном опыте; ˜yi - среднее значение параметра оптимизации для i- й строки.При двукратном повторении опытов (γ =2) формула (7) принимает вид:N2∑ (yiq – ˜yi)2i=1S2bn = --------------------,(8)NОценка значимости коэффициентов линейной модели с помощью критерия Стьюдента производится в соответствии с формулой:tSbn| b | > -------,(9)√nгде t - значение критерия Стьюдента, которое выбирается из Приложения 6 в зависимости от числа степеней свободы f и заданного доверительного уровня Р; обычнопринимают Р = 0,95.Число степеней свободы выбирается одним из следующих способов:- при повторении опытов γ раз по одной строке принимается f = γ - 1;- при повторении опытов γ раз по всем строчкам матрицы планирования берется f = N(γ -1).Коэффициенты, величина которых не отвечает требованиям уравнения (9), считаются незначимыми и они вместе с переменными исключаются из математическоймодели технологического процесса.Полученную математическую модель проверяют на адекватность с целью выявления степени ее соответствия реальному технологическому процессу.
Адекват7374ность оценивают по критерию Фишера. Для этого вычисляют дисперсию адекватности, учитывающую отклонение расчетных значений параметра оптимизации отэкспериментальных данных. Модель считают адекватной, если расчетная величинакритерия Фишера не будет превышать табличного значения.На завершающей стадии эксперимент переносится в околооптимальную область поверхности отклика, где становятся значимыми не только эффекты взаимодействия, но и квадратические эффекты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
