Куликов Д.Д. САПР ТП. Конспект лекций

Подождите немного. Документ загружается.

Оптимальным будет вариант, при котором произведение n·s максимально.

Указанные зависимости являются нелинейными, однако могут быть сведены к

линейным, путем их логарифмирования. После преобразований неравенства

могут быть приведены к виду:

+bx

+cx

k; ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ (**)

где а=1, b=y, c=x, x

=ln n, x

=ln s, x

=ln t.

. Целевая тоже может быть приведена к виду х

+х

max.

При наличии системы линейных неравенств и целевой функции указанного

вида задача оптимизации может быть решена методами линейного

программирования. В этом случае строится многоугольник, ограничивающий

возможную область допустимых решений. В этом многоугольнике одна из

вершин является вершиной, в которой произведение n·s является

максимальным. Эти параметры n и s и определяют оптимальные по

производительности режимы резания. Более подробно оптимизации режимов

резания методами линейного программирования рассмотрена в разделе

"Оптимизация режимов резания".

Однако рассмотренный метод оптимизации обладает следующими

недостатками:

 процесс оптимизации идет относительно долго;

 оптимальные значения n и s приходиться корректировать применительно

к дискретным значениям n и s, имеющихся у заданной модели станка.

Для ликвидации указанных недостатков могут быть применены поисковые

методы оптимизации. Например, методы направленного поиска. Пусть имеется

таблица возможных у данной модули станка комбинаций n и s.

n S n·s

~ ~ ~

В этой таблице строки заполнены в порядке убывания произведения n·s.

Строки с одинаковыми значениями произведения n·s расположены в порядке

убывания s. Из этой таблицы выбирается первая пара~ n·s и проверяется по

ограничениям (*). Если ограничения не выдержаны, то берется следующая пара

и так до тех пор, пока не найдется пара, удовлетворяющая всем ограничениям

модели резания. Эта пара и будет давать оптимальные режимы резания.

В последние годы было доказано, что неравенства (*) существенно

нелинейны и привести их к линейному виду не удается. Кроме того, если

использовать в качестве критерия оптимизации приведенную себестоимость

обработки, то методы линейного программирования тоже не удается

использовать. Критерий максимальной производительности не учитывал то

обстоятельство, что чем интенсивнее режимы резания, тем меньше стойкость

инструмента и следовательно больше переточек. Каждая прерточка связана со

снятием инструмента с последующей установкой и наладкой на размер. Все это

снижает производительность процесса и увеличивает себестоимость перехода.

Фактический период стойкости (T

) сильно зависит от нормативной скорости

резания V

= ( Vн / Vф )

1 / m

где Vф - фактическая скорость резания. Например: для токарного резца

коэффициент m~0,125 и, следовательно, даже небольшое увеличение Vф по

сравнению с нормативным, резко снижает фактическую стойкость резца.

В этом случае оптимизация режимов резания может производиться

следующим образом. Для заданной нормативной скорости резания

определяются максимальная подача, удовлетворяющая ограничениям (*), при

этом берутся те дискретные значения s, которые имеются у выбранной модели

станка. Для найденного значения s

опт

начинают менять V таким образом, чтобы

уменьшить стоимость C

перехода. Точка достижения минимального значения

соответствует оптимальным значениям n и s.

В случае одновременного выполнения двух и более переходов с

использованием единого резцедержателя (блочные переходы) для каждого

перехода отыскиваются свои оптимальные значения n и s. Далее определяется ?

лимитирующий? s и V, т.е. подачи и частоты вращения, имеющие минимальное

значение, и для всех переходов назначаются режимы, равные лимитирующим.

Повторный просчет проводится с учетом суммарных усилий по всем

переходам. Оптимизация режимов проводится при этом по формуле:

~~~~~~~~~~~~~ m

Cп = Cп

где Сп

- стоимость к-ого одновременно выполняемого перехода, m -

количество одновременно выполняемых переходов. Сложность расчетов

многоинструментальных переходов заключается еще и в том, что смена

инструмента в блоке может производиться разными способами:

индивидуальная (для каждого изношенного инструмента), групповая (для всего

блока при износе лишь одного инструмента). Смена инструмента может

производиться для всей инструментальной наладки в конце рабочей смены. Эти

обстоятельства должны быть учтены при расчете стойкости инструментов,

входящих в инструментальную наладку, и они осложняют расчет режимов

резания. В этих случаях целесообразно использовать режим диалога.

Вывод:

1.Расчет режимов резания выполняется на основе нормативных данных,

адаптированных к условиям конкретного предприятия.

2.Оптимизация режимов резания проводится в лишь ограниченных случаях при

большой годовой программе выпуска поисковыми методами, позволяющими

достаточно быстро выполнить необходимые расчеты.

Назначение режущего инструмента

4.9.Назначение режущего инструмента

~~~ Задача назначения режущего инструмента (РИ) является важной

задачей при проектировании перехода. Сложность назначения РИ

вызвана, во-первых, большим разнообразием конфигурацией

инструмента и его типоразмеров, а во-вторых, не полной

формализацией задачи его назначения. Исходя из общей методики

поиска технологического оснащения назначение режущего

инструмента происходит в три этапа:

1. Выбор вида рещущего инструмента.

2. Выбор типоразмера инструмента.

3. Определение возможности использования пройденного

типоразмера инструмента для заданной ситуации.

~~ Первый этап назначения режущего инструмента

На первом этапе выполняется выбор вида РИ. Принятие решения

осуществляется на основе соответствия:

р,1

= ( G

р,1

, V

, R

) ,

где

~~~ G

р,1

- график соответствия, G

р,1

= {< v

1,i

, r

1,j

>};X

XXX V

множество входных элементов, V

= { v

1,i

} ,X i=1, n

;

XXX R

- множество решений, R

= { r

1,j

}

,X j=1, m

Исходными данными для выбора режущего инструмента

являются:

 технологические характеристики - группа

оборудования и код перехода;

 характеристики заготовки - группа материала и

характеристики обрабатываемого элемента;

 экономические характеристики - размер партии.

~~~ В качестве кода для группы оборудования могут быть

использованы, например, кодовые обозначения по классификатору

ЕСКД. При кодировании наименования перехода целесообразно

использовать ГОСТ 3.1702-79. Для записи группы материала

применяется технологический классификатор [13]

. На выбор

инструмента влияют форма и размеры обрабатываемого элемента,

причем каждый вид инструмента рассчитан на определенный диапазон

размеров элемента. Поэтому в алгоритме ~ выбора вида РИ участвуют

предельные размеры основного обрабатываемого элемента для

каждого вида инструмента. Так как ~ у каждого конструктивного

элемента заготовки свой перечень основных размеров , то ~

необходимо выбрать те параметры, которые в первую очередь влияют

на выбор вида инструмента. Следовательно в алгоритме необходимо

использовать обозначение размера или код такого обозначения, по

которому можно узнать, какой размер используется при выборе вида

инструмента.~ При автоматизированном определении вида

инструмента этот код используется для выделения основного размера

из описания элемента для последующего анализа: находится ли

значение основного размера в заданных пределах.

Выходной элемент может содержать следующие~ параметры:

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX r

1,j

= {nv

, kv

, sv, anv, mv };

где

XXX nv - номер вида РИ;

XXX kv - код вида РИ;

XXX sv - приоритет для вида РИ;

XXX anv

- адрес набора данных с типоразмерами РИ;

~~~ mv - полное наименование вида РИ.

~~~ Вид инструмента кодируется либо по классификатору ЕСКД,

либо по классификаторам самого предприятия.

Адрес набора данных с типоразмерами РИ используется в

дальнейшем для вызова набора с типоразмерами и последующего

поиска типоразмера РИ. При выборе вида инструмента может быть

найдено несколько видов инструмента, которые могут быть

использованы для обработки заданного элемента. Поэтому в выходных

параметрах надо зафиксировать номер, который будет означать

приоритет выбора инструмента. Чем больше номер, тем выше

приоритет. Если в таблице выбрать строки ~ для каждого вида

инструмента в пределах одной группы оборудования и перехода

располагать в порядке убывания приоритета, то для найденной

совокупности записей первая запись будет по умолчанию обладать

наибольшим приоритетом. Пример формирования набора данных для

выбора вида инструмента приведен в разделе 4.9.4.

~~~ Принятие решения интерпретируется как получение образа

входного множества {v

} относительно~ соответствия Г

и,1

= Г

и,1

({v

}).

~~~ Множество MR

может содержать несколько решений:~ MR

1,k

}, k = 1,...,n

. Из этого множества выбирают вид режущего

инструмента ~ с наибольшим приоритетом:

&right; r

1, p

, ~ при max(sv

1, p

~~~ Таким образом , на первом этапе находятся код и наименование

вида РИ, а также адрес набора данных с типоразмерами РИ.

~~~ ~~ Второй этап назначения режущего инструмента

На первом этапе определен адрес anv

набора данных, в котором

необходимо найти нужный (экземпляр) типоразмер инструмента.

Принятие решений на этом этапе можно выразить следующим

образом:

р,2

= < G

р,2

, V

, R

= { v

2,i

},~ i=1, n

;

= { r

},~ j=1, m

;

=Г

и,2

( { v

р,i

} );

= { r

2,k

};~ i=1, n

;

2,k

= < p

, ... ,р

, mt, st >;

где

~~~ n

- количество найденных типоразмеров РИ;

~~~ r

2,k

- k -ый найденный типоразмер РИ;

~~~ p

, ... ,р

- параметры найденного типоразмера;

~~~ mt - наименование найденного типоразмера;

~~~ st - приоритет найденного типоразмера.

~~~ Если найдено несколько типоразмеров ( n

> 0 ), то выбираеся

типоразмер с наибольшим приоритетом.

&right; r

2, k

, ~ при max(st

2, k

~~~ Наименование mt найденного типоразмера~ заносится в

технологическую карту.

~~~~ Если поиск типоразмера закончился неудачно ( n

= 0 ) , то~

выбирается следующий из найденых ранее видов РИ для

последующего поиска типоразмеров, либо составляется задание на

проектирование и изготовление специального инструмента.

~~~ Способы принятия решений при выборе типоразмера

аналогичны выше изложенным и более подробно изложены в разделе

4.9.2.

~ ~ ~ Третий этап назначения режущего инструмента

На третьем этапе выбранный инструмент надо проверить на

возможность использования в конкретных условиях. Иначе говоря,

необходимо проверить найденное РИ по тем параметрам, ~ которые не

участвовали при поиске типоразмера. Например был выбрано сверло

для сверления короткого отверстия на дне паза (рис. 4.9.1).

~~ Как видно из рисунка, в данном случае вместо короткого сверла

необходимо выбрать сверло из сверл длинной серии. Необходим

возврат к ранее найденым видам сверл и повторение поиска

типоразмера сверла.

~~~ При положительных результатах проверки третий этап обычно

завершается записью наименования инструмента в параметрическую

модель заданного перехода. В некоторых случаях,~ в параметрическую

модель перехода могут быть записаны и параметры инструмента,

необходимые, например, для расчета режимов резания.

~~~ Как видно из сказанного, назначение РИ требует создания~ и

сопровождения развитой базы данных ( знаний ) и библиотеки с

эскизами инструмента. Создание такой базы является весьма

трудоемким процессом, однако чем полнее база, тем быстрее

выполняется назначение РИ и~ выше качество принимаемых реше ний.

Назначение измерительных средств

4.10. Назначение измерительных средств

~~~ Под термином "средства измерения или измерительные

средства" будем понимать средства измерения (СИ) линейных,

угловых и других размеров, включая механические, оптические и

электронные приборы и системы, а также универсальный,

стандартный и специальный измерительный инструмент.

~~~ Технологические (операционные) размеры проставляются

воперационном эскизе и (или) при записи содержания перехода в

технологической карте. Эти размеры определяют обычно~ на основе

расчета размерных цепей,как было показано в разделе проектирования

операций. Рассчитанная номинальная величина технологического

размера часто получается нестандартной и обычно отсутствует в

предпочтительном ряде чисел Ra40 и не относится к дополнительным

линейным размерам по СТ СЭВ 514-77. Это обстоятельство уменьшает

вероятность нахождения стандартного инструмента и осложняет поиск

средств измерений.

~~~ Рассмотрим пример. Пусть необходимо выбрать измерительные

средства для линейного размера L=13.9±0.08 детали, показанной на

рис.4.10.1а. Размер партии равен 30 тыс. штук. При такой партии

используются специальный измерительный инструмент (предельный

инструмент),~ как средство измерения обладающее наибольшей

производительностью контроля. В данном случае такими средствами

являются шаблоны для контроля длин ( рис. 4.10.1б,в,г).

~~~ В отличие от режущего инструмента наиболее важной

информацией, необходимой~ для выбора средств измерения, являются

характеристики измеряемого операционного размера. В качестве

главных характеристик~ выбраны класс, подкласс и вид размера,

выраженные~ как четырехзначный код размера. Методика кодирования

приведена в разделе 4.10.1. Для рассматриваемого размера код размера

- 0131. Код означает, что данный размер является операционным

( первая цифра - 0), линейным (вторая цифра - 1), левый край ( третья

цифра - 3) проставлен как показано ниже

правый край ( четвертая цифра - 3) проставлен как показано ниже

~~~ Первый этап назначения средств измерения

Исходя из общей методики поиска технологического оснащения

на первом этапе выполняется выбор~ вида средств измерения.

Принятие решения осуществляется на основе соответствия:

и,1

= ( G

и,1

, V

, R

) ,

где

~~~ G

и,1

- график соответствия, G

и,1

= {< v

1,i

, r

1,j

>};~

~~~ V

множество входных элементов, V

= { v

1,i

} ,~ i=1, n

;

~~~ R

? множество решений, R

= { r

1,j

}

,~ j=1, m

Входной элемент содержит параметры:

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ v

1,i

= ( kr, nr, tr, p );

где

~~~ kr - код размера;

~~~ nr - номинальная величина размера;