Кузнецов Ю.Н. Станки с ЧПУ (986783), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Методы численного решения задач не, линейного программирования с помощью ЭВМ продолжают создавать и многие практические задачи уже удалось решить на ЭВМ. В табл. 2.3 представлены методы решения задач оптимального проектирования для детерминированных моделей проектируемых станков, станочных снстем и их элементов, в которых все параметры изменяются непрерывно. При выборе лучшего варианта на 1 и П уровнях проектирования удобно пользоваться методами неформальных процедур, осуществляя поиск лучших решений в условиях нечеткой (или неполной) исходной информации, требующей экспертной информации (29, 40). Одним из таких 81 Рис. 2.20. ГРаф турнира вариантов иаготввленпя двухступенчатой детали по критерию мини. валиного расхода металла ха ~ х4 х, ) х, Ха >Х« х,<х, х,<ха хт < х4 Общее число парных сравнений при т вариантах и= 2 (2.1 1) В этом случае гп = 4, а число парных сравнений М = — = 6.
4 ° 3 = г В графе вариантов ребра между вариантами хт и х» отражают условия: ! 1~) ! 4=! 4<!' !<! Обычно применяют следующую систему количественных СООтиОШЕинй КаЧЕСтВЕННОГО СРаВНЕНИЯ: ПРИ 4 )! ам = 2; 16', 1, при( )пи=1; О, анри (<! ан 0; 0,5; — 1. методов является метод расстановки приоритета 171, который может использоваться также для определения коэффициентов весомости в комплексном критерии качества (формулы (2.9) и (2.10)1. Метод расстановки приоритета — один из эффективных методов качественной оценки вариантов. Он служит для многокритериального„качественного авализа на основе экспертизы вариантов построения объектов. Метод предусматривает попарное сопоставление объектов по принципу «лучше» (~), «хуже» (<), равно»(=) и специальный алгоритм обработки полученных данных.
Рассмотрим пример применения метода расстановки приоритета для оценки качества четырех синтезированных вариантов х„х„х„х, (см. рис. 2.7). По критерию минимального расхода металла проведем парные сравнения в виде системы сравнений и построим граф турнира вариантов (рис. 2.20): 2.4. Квадратная матрица емемиаети (рис. 2.20) Принимаем систему количественных соотношений: 1,5 ат а~ —- ар=- 1 от=а~ а=и 0,5 ат~а~— Строим и заполняем матрицу смежности (табл. 2А), из которой видно, что лучшим является вариант П (ха), так как его относительный вес Рт (2) = 0,360, что соответствует 1 месту по минимальному расходу металла при изготовлении двухступенчатой цилиндрической детали.
3. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ СТАНКОВ С ЧПУ 3.1. Общие принципы построения однопозиционных станков с ЧПУ Построение станков с ЧПУ должно быть направлено на повы1нение их технико-экономических показателей и расширение технологических возможностей. Построение компоновки станка является важным этапом в его создании и имеет свои последовательные ступени: технологическую компоновку (определение необходимого состава рабочих и установочных движений, числа шпинделей, степени универсальности станка, параллельной или последовательной формы централизации обработки, числа рабочих или загрузочных позиций и т.
д.); координатную компоновку, раскрываю1цую состав и порядок сочетания коорлинатных движений; базовую компоновку, определяющую 83 тип станка по разновидностям базовых узлов и другим признакам; конструкционную компоновку, уточняющую конструктивное исполнение и некоторые другие особенности. В машиностроении различают технологические и конструкционные модули. Технологический модуль — это «технологическая структурная единица компоновки», или наименьший состав блоков компоновки станка, необходимых для выполнения операций «формообразования». Конст«рукционный модуль — функционально и конструктивно независимая единица унификации «танка, которая может использоваться индивидуально или в различных комбинациях с другими модулями.
Основные положения, характеризующие модульный принцип проектирования и изготовления, следующие )2). Модуль — это конструктивно и функционально законченная единица, являющаяся составной частью общей системы станков. Примером могут служить варианты исполнения модульных конструкций узлов для поступательного перемещения фирмы «М. РдоггпЬас««» (ФРГ) с различным количеством управляемых координат (рис. 3.1). Модуль характеризуется наименьшим возможным числом связей для присоединения к нему новых модулей (присоединительные размеры должны быть унифицированы). Ограниченная номенклатура модулей должна обеспечивать множество различных компоновок станков путем многообразия сочетаний и положений модулей.
Модульный принцип позволяет проектировать экономичные станки, наиболее полно отвечающие требованиям решения конкретной технической задачи без избыточных функций, более полно использовать выполненные ранее разработки при сокращении времени и трудоемкости проектирования, увеличивать надежность работы за счет использования отработанных конструкций модулей. Уменьшение разнообразия конструкций модулей и составляющих их элементов улучшает условия эксплуатации и ремонтопригодность.
Модульное проектирование позволяет создавать новое высокопроизводительнор оборудование для оптимальной обработки заготовок, а не подводить процесс под возможности уже имеющегося оборудования. Модульный принцип создает реальные предпосылки для замены устаревших форм и методов проектирования новых конструкций станков и их систем. Одним из путей повышения производительности автоматов и станков с ЧПУ является дифференциация технологического процесса — первый принцип построения однопо- Рис. ЗЛ. Модульное нострренне координатных суннортое фирмы еМ, Ноатеиьосав с числом координат: е — одмоа; 6 — двуми; е — треви е — еетмрьме зици ционных станков с одношпнндельной обработкой.
При этом процесс расчленяется на составные части, выполняе ы м е на разл нчных позициях, через которые последовательно ить проходит кажда каждая деталь. Вместо того чтобы производ ментау обработку детали (рис. 3.2) многими инстру мн поочереди в одной позиции (рис. 3.3, а), технологи е ч ский б о б ботки и комплект инструментов рассредоточивают на еу однопозицнонных станков (рис. 3.3, б). р р, Нап име, на первом м токарном станке будет производиться обточка, на втором — нарезание резьбы, на третьем — с р отвер рстия на четвертом — фрезерование шпица. Чем больше число позиций, тем меньше обработка на квжд При равномерной дифференциации технологического про гине 86 где дега врем жим глуб .-Ж й Рвс.
3.3. Структурные сяемы технологвческвк машин, аыполнвввцнх данный объем обработка а фактическая производительность 1 1рО~Ч + гх + 1всп При значительной степени дифференциации (д- <ю) длительность цикла (при 1„,„= О) и цикловая производительность Я„все более определяются длительностью несовмещенных холостых ходов цикла: ! Е...„=В1 а.=-. еах (3.4) ференциации операций ((р —— Максимальное число позиций д„., определяется невозможностью дальнейшей дифференциации процесса из-за потери качества изделий. Так, нельзя дробить на части чистовую обточку точных поверхностей ибо на поверхности останутся ступеньки, не устраняемые шлифованием. Второй путь повышения производительности — автоматизация рабочего цикла, создание однопозициониых станков с многоинструментной обработкой с тем же сочетанием технологических возможностей, как у универсальных станков с ручным управлением, но более высоким быстродействием выполнения отдельных элементов рабочего цикла.
Например, на многооперационном станке (рнс. З.З, в) типа «токарный обрабатывающий центр» при автоматической смене инструмента можно выполнить все операции; при этом вращающийся и невращающийся инструменты могут располагаться в многопозиционной (револьверной) головке, установленной на многокоордннатном суппорте.
Дальнейшее повышение производительности достигается сочетанием первых двух принципов — дифференциации н концентрации (рис. З.З, г) за счет многоннструментной обработки. Сравним по производительности два конкурирующих варианта однопозицпонных станков в условиях серийного производства: 1) группа из р параллельно работающих многооперационных станков (МОС), реализующих принцип концентрации операций (тр, Етр1); 2) группа нз д работающих последовательно одноопе. рационных станков с ЧПУ, реализующих принцип днф- Рис. 3.4 Струит равного иоличес с ЧПУ: а — иаагоааераиаа Сравнение явл Пренебрегая потер производнтельност где гвв = год ив средняя составляю отвод инструмента, координатная установка); г — размер партии деталей; 1, — вспомогательное время, связанное с загрузкой-разгрузкой; о,— среднее время переналадки станка, не зависящее от технологического маршрута и числа элементарных переходов (замена управляющих программ, замена и выверка приспособления и др.); о, — единичная составляющая среднего времени переналадки, пропорпнональная числу элементарных переходов (замена комплекта инструментов, обработка и контроль пробной детали, поднастройки инструмента и др.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
