книги / Размерный анализ технологических процессов на ЭВМ. Проектирование и оптимизация технологических размерных структур

Сокращения: О - обтачивание (точение), ТО - термообработка, Ш - шлифование, С - суперфиниш, П - полирование, Д - доводка, п - предварительное, ч - чистовое, т - тонкое.

При составлении маршрута обработки следует учесть ре­ комендации:

а) правило совмещения баз (измерительных, технологиче­ ских, конструкторских);

б) увеличение точности на каждой последующей операции; в) вначале обрабатываются поверхности, которые затем бу­

дут базовыми; г) затем обрабатываются поверхности, с которых нужно

снять наибольший припуск; д) из остальных наиболее точные поверхности обрабаты­

ваются последними; е) если отверстия не являются базовыми, то они сверлятся

в конце.

2.3. Рекомендации для совершенствования разрабатываемого техпроцесса

После создания маршрута обработки приступают к проек­ тированию и кодированию операционных эскизов, назначают точность выполняемых операционных размеров, отклонения от соосности для цилиндрических поверхностей, рассчитывают припуски на обработку.

На основе преобразованных операционных эскизов создают необходимое количество размерных схем, выявляют и рассчи­ тывают размерные цепи.

Чтобы оценить размерную структуру разработанного тех­ процесса, используют несколько критериев, таких как количест­ во размеров в размерных цепях, суммарный снимаемый припуск и другие (см. далее).

Если техпроцесс неоптимален, то для его совершенствова­ ния можно рекомендовать:

а) замену операционных технологических установочных и измерительных баз;

б) изменение схемы простановки размеров с целью форми­ рования цепей с меньшим числом звеньев размерной цепи;

в) выбор других планов обработки; г) изменение последовательности выполнения операций

и переходов; д) введение дополнительных переходов или операций;

е) ужесточение величин допусков в разработанном вариан­ те по сравнению со статистической точностью применяемых методов обработки на 1-2 квалитета;

ж) если перечисленные рекомендации не дают положи­ тельного результата, то необходимо разработать новый вариант технологического процесса.

Контрольные вопросы

1. Какие данные необходимо подготовить для РА проекти­ руемого ТП?

2. Сколько размерных схем необходимо для РА детали ти­ па тела вращения?

[ладетали

Оптимальная размерная структура проектируемого технологического процесса механической обработки

Рис. 8. Схема оптимизации размерной структуры техпроцесса

к) точность размеров, шероховатость и толщина дефектно­ го слоя, получаемых при соответствующих способах изготовле­ ния исходной заготовки (ИЗ);

л) габаритные размеры и масса ИЗ для каждого способа; м) остальные размеры (номиналы и допуски);

н) механические свойства материала детали.

Все вышеперечисленные факторы являются ограничения­ ми модели PC ТП. Поскольку факторы являются неформализуемыми или трудно формализуемыми, то целесообразно при построении размерной структуры использовать комплексные факторы, суммирующие их действие.

Комплексные факторы учитывают влияние всех факто­ ров, действующих при построении PC ТП, и легко поддаются формализации.

Точность оборудования и оснастки (ТОО) формализуется с помощью создания специальных таблиц среднеэкономической точности обработки на соответствующем оборудовании.

Планы обработки поверхностей - маршрут обработки детали (ПОП-МОД). Для формализации ПОП создаются специ­ альные таблицы в зависимости от материала, шероховатости и точности детали, МОД обычно формализуется с помощью соз­ дания типовых ТП.

Конструкторско-технологический код детали (КТКД) -

классификация видов деталей с учетом их конструктивной фор­ мы и технологии обработки.

Код вида исходной заготовки (КВИЗ) - классификация ви­ дов и способов получения исходных заготовок.

3.2. Этапы и параметры оптимизации PC ТП

При оптимизации размерной структуры целесообразно провести ее изменение в 3 этапа:

а) выбор типовой размерной структуры; б) назначение технологических и измерительных баз на

операциях ТП; в) определение точности обработки операционных размеров.

Типовая размерная структура - это размерная структура, созданная для определенного конструкторско-технологиче­ ского кода детали и реализующая один из вариантов КВИЗ и ПОП-МОД.

Технологические и измерительные базы определяют вари­ ант размерной схемы - простановку размеров на эскизах ТП. В отличие от типовой PC они непосредственно влияют на точ­ ность операционных размеров.

где Г, - допуск составляющего звена /-й размерной цепи, и - количество составляющих звеньев во всех РЦ.

Таким образом, себестоимость зависит от допусков и числа составляющих звеньев во всех размерных цепях. Возникает возможность перейти при анализе от экономических к исход­ ным, структурным критериям.

Структурные критерии:

а) суммарный снимаемый припуск

£ Z = Узаг- У дет,

где Уж- объём заготовки, Удет- объём детали; б) суммарное количество размеров во всех размерных це­

пях ТП

£ N = £ n j , y=i

где fcколичество размерных цепей; в) суммарное колебание припуска

Ч= Ъ ,

1=1

Недостатком структурных критериев является то, что они не учитывают часть конструктивно-технологических ограниче­ ний и факторов, которые значительно влияют на себестоимость детали.

Технологические критерии (количество операций, количе­ ство переходов на всех операциях, количество переходов для каждой операции и другие) обычно используются для оценки не только размерной структуры, но и всего ТП. Однако с помо­ щью этих критериев практически невозможно оценить опти­ мальность размерной структуры, их используют в основном для оценки эффективности ТП в целом.

Оптимизацию PC ТП можно проводить в несколько этапов с использованием разных критериев на каждом этапе, например последовательно применить технологический, структурный и экономический критерии, но в этом случае существует веро­ ятность на одном из этапов упустить наиболее оптимальный ва-

риант, поскольку расчет экономических критериев всех воз­ можных вариантов размерной структуры излишне трудоёмок. Таким образом, возникает необходимость использования ком­ плексных критериев, суммирующих влияние структурных, эко­ номических и технологических.

Один из эффективных комплексных критериев рассчитыва­ ется следующим образом:

в= 1 С иС21С31Т0,

'= 1.7=1

где С С г , С3 - оценочные коэффициенты, учитывающие раз­ личные факторы (трудоемкость, затраты на спецоснастку, затра­ ты на инструмент и т.д.).

3.4. Постановка н решение задачи оптимизации

Выше мы описали модель размерной структуры, которую в общем виде можно записать следующим образом:

M = S {ТОО, ПОП-МОД, КТКД, КВИЗ}.

Целевой функцией является min Q.

Q —*■min.

Т.е. при оптимизации необходимо найти такой вариант, ко­ торый соответствовал бы min экстремуму Q,

1. Перечислите экономические критерии оптимальности РСТП.

2. Какие изменения претерпевает размерная структура при изменении технологических и измерительных баз на опера­ циях ТП?

3. Запишите в общем виде постановку задачи оптимизации РСТП.