Куликов Д.Д. САПР ТП. Конспект лекций

Подождите немного. Документ загружается.

На основе матрицы предшествования синтезируется исходная структура

операции. Синтез основан на способе "вычеркивания истоков". Для исходной

структуры характерна максимальная производительность за счет

максимального распараллеливания переходов. Однако не для всех моделей

станка допустим такой параллелизм и, поэтому, исходная структура

дорабатывается с учетом особенностей выбранной модели оборудования.

Таким образом, получается рабочая структура операции, которая используется

для дальнейшего проектирования технологического процесса.

Особенности проектирования операций

методом адресации

3.4.Особенности проектирование операций методом адресации

(Раздел временно отсутствует)

Проектирование операционных заготовок

3.5 Проектирование входных заготовок

Цель проектирования входной заготовки:

Формирование параметрической модели

входной заготовки.

Ранее было показано, что при обратном проектировании ТП

параметрическая модель входной заготовки (ПМВхЗ).

является одним из

результатов проектирования операции и в дальнейшем используется для

проектирования предшествующей операции или исходной заготовки.

Исходная информация:

 Параметрическая модель выходной заготовки (ПМВыхЗ).

 Множество припусков, снимаемых на данной операции.

Решение задачи проектирования входной заготовки основано на

технологическом правиле, которое заключается в том, что входная заготовка

может быть спроектирована путем наращивания припусков на поверхности,

которые были обработаны на данной операции. Следовательно, в процессе

проектирования необходимо определить форму и собственные размеры

поверхностей входной заготовки и занести их в ПМВхЗ.

Методика расчета собственные размеры поверхностей входной заготовки

основана на теории размерных цепей. Составляются два графа: граф

замыкающих размеров и граф составляющих размеров.

Граф замыкающих размеров (ГЗР) - это направленный граф, у которого

вершинами являются линейные границы поверхностей, а дуги - собственные

размеры входной заготовки.

Граф составляющих размеров (ГСР) - это направленный граф, у

которого вершинами являются линейные границы поверхностей, а дуги -

собственные размеры выходной заготовки и припуски, снимаемые на данной

операции.

Правило составления размерной цепи.

o Для каждой j - ой дуги из графа ГЗР определяется номер

начальной вершины (ННВ) и номер конечной вершины (НКВ).

o На графе ГСР ищется путь от вершины с номером равным ННВ

до вершины с номером НКВ.

o Составляется размерная цепь, у которой замыкающее звено -

размер, отображаемый j - ой дугой графа ГЗР, а составляющие

звенья - размеры, отображаемые дугами, образующими

найденный путь на графе ГСР.

Размерная цепь характеризуется уравнением R

= a k*RS

, где k -

коэффициент принимающий значение 1, если размер RS

является

увеличивающим звеном, либо значение -1, если размер RS

является

уменьшающим звеном. В указанном уравнении в левой части известны все

элементы, следовательно, достаточно просто определяется каждый

собственный размер R

входной заготовки. (ссылка на файл ex3-4) (См.

примеры расчета).

После расчета собственных размеров ПМВыхЗ преобразуется в ПМВхЗ.

Преобразование заключается в следующем:

 Удаляются из ПМВыхЗ те поверхности, которые были образованы на

данной операции (например, поверхности образованные сверлением

отверстий).

 Уточняется форма поверхностей входной заготовки.

 Корректируются размеры ПМВыхЗ по результатам расчета собственных

размеров.

Полученная, таким образом, ПМВхЗ заносится в текущую базу данных.

Постановка задачи

4. Проектирование переходов

4.1. Постановка задачи

Цель проектирования перехода: определение содержания

перехода и характеристик поверхностей, обрабатываемых на

переходе .

~~~~ Проектирование перехода выполняется на третьем уровне

проектирования технологического процесса и заканчивается возвратом на

уровень проектирования операции.

Решаемые задачи:

 определение припусков на обработанные в переходе поверхности;

 определение структуры перехода;

 назначение режущего, измерительного и вспомогательного инструмента;

 расчет режимов резания и времени выполнения перехода;

 расчет стоимости выполнения перехода.

В зависимости от уровня автоматизации часть задач может выполнятся

вручную или с помощью модулей, которые могут функционировать автономно.

Однако необходимо обеспечить согласованное функциональное и

информционное взаимодействие между модулями и выбор оптимального

варианта перехода.

Исходные данные

4.2. Входные данные

Объем входных данных для проектирования перехода~ зависят от уровня

автоматизации, установленного для САПР ТП. При первом уровне

автоматизации информация о переходе вводится технологом в режиме диалога.

Для второго и третьего уровня автоматизации информация, необходимая для

проектирования ; перехода, содержится в параметрических моделях

технологического процесса и выходных (входных) заготовок. В общем случае

входные данные можно разделить на три группы:

 геометрические данные;

 технологические;

 экономические.

Геометрические данные содержатся в параметрической модели выходной

заготовки для заданной операции. Для текущего перехода необходимо

использовать:

 параметры, обрабатываемых на переходе поверхностей

(форма, размеры, их точность, шероховатость и твердость

поверхностей).

 базовые поверхности, от которых надо держать размеры;

 общие размеры заготовки.

~~~ Технологические данные: содержатся в параметрической модели

текущего перехода. Однако, в начале проектирования перехода обычно

известен лишь код перехода. Из модели текущей операции могут быть

выбраны:

 схема базирования; приспособления;

 код модели оборудования или сама модель (для режимов обработки и

точности).

Кроме того, код материала может быть выбран из параметрической модели

выходной заготовки.

~~~ К экономическим данным относится размер партии или годовой объем

выпуска деталей. Эти данные обычно вводятся в параметрическую модель

процесса в начале проектирования технологического процесса.

~~~ В процессе проектирования перехода активно используется информация

об оборудовании, приспособлениях, инструменте и справочная информация

различного типа о припусках, режимах резания и нормах времени.

Следовательно, необходимо иметь быстрый и удобный доступ к базам данных

и знаний, как в режиме диалога, так и в автоматизированном режиме. От

рациональной организация СУБД в первую очередь зависит эффективность

проектирования перехода.

Результирующие данные

4.3. Выходные данные

~~~ Состав выходных данных зависит от выбранной степени детализации

оформления технологического процесса.

~~~~~~~~ При первом уровне автоматизации результаты проектирования

перехода фиксируются в текстовом файле, содержащем маршрутно-

операционную или операционную технологическую карту.

~~~~~~~ На втором и третьем уровнях проектирования ~~результаты

проектирования перехода обычно содержатся в параметрической модели

текущего перехода и в параметрической модели входной заготовки.

~~~~~~~ Целесообразно выделить две группы выходных данных:

технологические и геометрические данные.

Технологические данные:

 текст~ перехода (например, рассверлить отверстие и т.п.);

 назначенный инструмент(режущий, вспомогательный,

измерительный );

 вид охлаждения инструмента;

 режимы резания и время выполнения инстркмента

 стоимость выполнения перехода.

Геометрические данные.

 размеры обрабатываемых на переходе поверхностей;

 траектория движения инструмента

Оптимизация переходов

4.4. Оптимизация переходов

~~ Переход может выполняться различными способами, то есть варианты

выполнения перехода могут быть различными. Поэтому необходимо выполнить

оценку этих вариантов и выбрать оптимальный по какому-либо критерию.В

качестве критерия оптимизации могут быть выбраны различные оценки,

например время выполнения перехода, производительность,~ стоимость

выполнения перехода и т. д. Например,~ выполнение перехода с

использованием специального инструмента потребует меньшего времени, чем

при использовании универсального инструмента, однако использование~

специального инструмента может резко увеличить стоимость выполнения

перехода при малой партии деталей. На наш взгляд, целесообразно

использовать приведенную стоимость перехода~ C

, при которой учитывается

стоимость применяемого инструмента:

+ C

;~~~ (*)

где C

- стоимость выполнения перехода, руб;~~~~~

- приведенная стоимость инструмента, руб.

= (t

+ t

)·З

рс

;

где t

- время выполнения рабочих ходов, мин;

~~~~~ t

- время выполнения вспомогательных~ ходов, мин;

~~~~~ З

рс

- стоимость 1 минуты работы рабочего и станка, рублей/мин.

= (C

инс

· t

)/(T · p· );

где~ C

инс

- полная стоимость инструмента, руб;

~~~~~~ Т - период стойкости, мин;

~~~~~~ p - размер партии заготовок, шт;

~~~~~~ ~ - количество переточек инструмента, шт.

~~~ В свою очередь время обработки определяется по формуле t

=l/s, где l

длина обработки (длина рабочего хода), мм; s - минутная подача, мм/мин.

~~~ Оптимальный переход - это переход, имеющий минимальное значение

из всех возможных вариантов перехода.

~~~ Функция (*) имеет минимум, так как увеличение режимов резания

(скорости вращения n шпинделя и подачи s ) приводит к уменьшению t

соответственно C

п,

а затем, когда стойкость инструмента начинает падать из-за

увеличения скорости резания, происходит быстрое увеличение стоимости

инструмента и кривая стоимости C

начинает идти вверх.

~~~ В соответствии с принципом неокончательных решений в результате

проектирования перехода может быть сформировано несколько вариантов, из

которых первым используется вариант с наименьшим C

~~~ Вариант перехода зависит от применяемой схемы выполнения перехода

и выбранного режущего инструмента. Для каждого варианта выполняется

оптимизация режимов резания таким образом, чтобы обеспечить минимальное

значение C

Структура перехода

4.5. Структура перехода

Под структурой перехода будем понимать граф SP, у которого вершины

отображают рабочие и вспомогательные хода, а дуги - отношение следование

между вершинами:

SP=<MH,MD>;

MH=< th

>; i = 1,n;

MD=< dp

>; j = 1,m;

где MH - множество из n ходов;

~~~~~ th

- i-ый ход;

~~~~~ MD - множество из m дуг;

~~~~~ dp

- j-ая дуга.

~~~ Граф SP обычно имеет линейную структуру. Каждый рабочий или

вспомогательный ход характеризуется не только режимами резания, но и

пространственными параметрами: координатами начальной и конечной точки

хода. Поэтому, кроме графа SP для перехода может быть спроектирована и

пространственная схема перехода. Для одного~ и того~ же перехода могут быть

составлены различные прострастранственные схемы. Например,~ обточка

цилиндрической поверхности показана на рис. 4.5.1.

Другой вариант обточки, использующий поперечное движение резца,

показан на рис.4.5.2.

Необходимо отметить, что структура перехода проектируется лишь при

разработке управляющей программы. Обычно решение этой задачи

переносится в CAM-систему. Исключение составляет проектирование

технологии для токарных автоматов и полуавтоматов, у которых управление

станком выполняется с помощью кулачков. Расчет кулачков выполняется в

САПР ТП.

Однако при проектировании перехода всегда необходимо определить

схему выполнения перехода. Как видно из рис. 4.5.1 возможна обработка

поверхности продольным или поперечным движение инструмента. От

выбранной схемы выполнения перехода зависит конфигурация режущего

инструмента, обрабатывающего поверхность на переходе. В свою очередь

схема обработки зависит от припусков, на получаемую поверхностью. Таким

образом, после решении задачи расчета припусков необходимо выполнить

геометрический анализ назначенного припуска и код схемы выполнения

перехода~ занести в модель перехода.

Общие принципы проектирования

переходов