6.4 Элементы размерно-точностного проектирования

 

Разработанный советскими учеными-технологами аппарат размерного анализа технологических процессов позволяет на стадии проектирования расчетным путем определить допуски операционных размеров, припуски на обработку, требуемые размеры заготовки. Исходной информацией для такого размерного анализа является структура технологического процесса: технологические базы на каждой операции, а также число, виды и последовательность стадии обработок каждой поверхности, которые определяются разницей в точности заготовки и готовой детали. Таким образом, размерный анализ позволяет расчетным путем определить структуру проектируемого процесса, т. е. число установов, переходов и операций.

Задачи размерного анализа с позиций теории автоматизированного проектирования относятся к группе расчетных. Поэтому методическое обеспечение и разрабатываемое на его базе алгоритмическое и информационное обеспечение систем автоматизации размерного анализа достаточно компактны. Система представляет собой математическую модель взаимосвязей погрешностей обработки, припусков на обработку, номиналов выполняемых размеров и полей их рассеяния для различных схем базирования, видов и последовательностей обработки (структур технологического процесса).

Расчет операционных размерных цепей дает обоснованные значения номиналов промежуточных операционных размеров и размеров заготовки с учетом технических требований по допустимым отклонениям расположения геометрических элементов обрабатываемых деталей.

Размерный анализ проектируемых и действующих процессов позволяет повысить их надежность, улучшить качество выпускаемой продукции, способствует уменьшению припусков на обработку и сокращению расхода металлов.

 

6.5 Автоматизация проектирования операций, выполняемых на токарных многошпиндельных автоматах

 

Задача проектирования операции, выполняемой на горизонтальном многошпиндельном токарном автомате, весьма трудоемка и ее оптимизация на стадии проектирования без применения ЭВМ трудно реализуема. Проектирование операции ведется в диалоговом режиме, а расчет режимов обработки — в пакетном.

В пакетном режиме производит параметрическую оптимизацию спроектированных технологом операций обработки на многошпиндельных автоматах, в результате которой определяют оптимальные значения частоты вращения шпинделей и подач всех суппортов для заданного варианта структуры наладки, определяют сменные шестерни привода подач, осуществляют подбор кулачков, назначают вспомогательный инструмент.

Основной целью диалогового режима работы является структурная оптимизация операции. Технолог, анализируя результаты параметрической оптимизации очередного варианта структуры наладки, определяет пути ее совершенствования, вводит в ЭВМ необходимые изменения в наладке и дает указания о проведении параметрической оптимизации скорректированного варианта и т. д. до получения удовлетворительной с его точки зрения структуры наладки. Для формулирования указаний технолога в системе имеется специальный язык директив технолога (ЯДТ).

Максимальное число инструментов, которое может быть использовано в операции, ограничено числом элементов списковых структур, которое в равно 2000, что допускает наличие до 50 инструментов в наладке.

Состав моделей оборудования, марки обрабатываемого материала и инструмента, виды инструмента определены каталогом и шаблонами. Базовый вариант каталога и шаблонов может быть изменен и расширен самим пользователем.

Выходным документом системы является операционная технологическая карта обработки на автоматическом оборудовании, оформленная в соответствии с ГОСТом.

Методы проектирования. Оптимизационная постановка задачи проектирования автоматной операции предусматривает систему ограничений на множество параметров оптимизации и критерии оптимальности. В системе используют три группы ограничений:

- технологические (точность обработки, шероховатость обработанной поверхности);

- технические, описывающие возможности применяемого оборудования и оснастки (например, ограничение по прочности режущего инструмента; ограничение, описывающее кинематические возможности станка, и т. д.);

- организационные (например, согласование времени работы разных инструментов, суппортов, позиций, способ замены инструмента и т. д.).

Предусмотрены следующие условия оптимизации режимов резания:

- минимум себестоимости;

- максимум производительности-минимум себестоимости при заданной производительности.

Оптимизация режимов резания в пакете сведена к определению предельно допустимых подач для всех суппортов и поиску оптимального значения скоростей резания для каждого инструмента при учете требований по стойкости и способу замены инструмента.

Рисунок 15 – Пример схемы наладки