8Ранжирование конструктивно-технологических элементов

Ранг КТЭ – это понятие, определяющее порядок его образования КТЭ.

Нулевой ранг имеют КТЭ, образующие внешний контур детали. Такими элементами могут быть только грани. Формальный признак грани, являющейся частью внешнего контура – отсутствие у нее вогнутых ребер (Рисунок 8 .6). Таким образом, чтобы выявить КТЭ нулевого ранга, необходимо проанализировать все грани геометрической модели детали и выделить из них те, которые ограничены только выпуклыми ребрами.

Рисунок 8.6

Первый ранг имеют КТЭ, образованные отсечением части пространства от КТЭ нулевого ранга (Рисунок 8 .7). Второй ранг ‑ КТЭ, образованные отсечением части пространства от КТЭ первого ранга. Третий и далее ранги определяются по индукции на основании приведенных выше определений первого и второго рангов. То есть КТЭ ранга i образуется отсечением части пространства от КТЭ ранга i-1.

Формальный признак наличия КТЭ рангом ниже нулевого, является выпуклое ребро. Выпуклое ребро – признак полости. Полость – «отсеченная часть пространства».

Рисунок 8.7

Это грани, которые ограничены только выпуклыми ребрами.

Формальным признаком поверхности «ненулевого» ранга является наличие вогнутого ребра.

Выдвигается следующая гипотеза: поверхности всегда можно обработать в порядке возрастания их ранга.

Сторона грани является внешней, если направление взгляда на эту грань противоположно направлению нормали, тогда другая сторона грани является внутренней. С каждой гранью связана поверхность. Для поверхности не определяют такие понятия, как внешняя или внутренняя сторона, но их можно перенести с грани.

В некоторой точке смежного ребра построить окружность, в плоскости, определяемой нормалями к смежным граням. Если на этой окружности найдется точка, внешняя одновременно к обеим поверхностям граней, - ребро вогнутое. В противном случае – выпуклое.

Рисунок 8.8

9Разработка технологической операции

Станок (V, S, P)

Получается оптимизационная задача, причем с многочисленными взаимосвязями параметров. Например, при выборе инструмента учитывается диапазон скорости резания, при определении скорости используются коэффициенты, учитывающие марку и геометрию инструмента.

Постоянные данные точность, шероховатость, свойства обрабатываемого материала.

Варьируемые свойства марка инструмента, геометрия инструмента, стойкость инструмента, способ закрепления.

На основании варьируемых параметров определяются скорость резания и скорость подачи.

Однако режимы резания – еще не критерии. Основной критерий – это время. Чем оно меньше – тем лучше. Однако время выполнения отдельного перехода имеет не самое большое значение. Гораздо важнее время выполнения всей операции. И если на некотором переходе время снизить не удается, то имеет смысл ослабить режимы на других переходах. Таким образом, необходимо кроме абсолютного времени учитывать время соотнесенное с другими переходами.

Мощность резания. Предполагается, что станок уже выбран на этапе маршрутизации. В таком случае его мощность следует учитывать как ограничение на режимы резания. Однако мощности различных переходов могут быть различны. Причем большая разница – это плохо. Станок в целом следует подбирать по максимальной мощности, но это нецелесообразное использование ресурсов на переходах с меньшей мощностью. Таким образом, имеет смысл снизить режимы на пиковых переходах и, если возможно, ужесточить на остальных. То есть, дополнительный критерий качества – разность мощностей на переходах.

После назначения режимов резания на каждом переходе можно определить время выполнения перехода, силы и мощность резания.

После разработки операции ее показатели следует сравнить с другими операциями. И тут тоже время выступает основным критерием. Если время разработанной операции превосходит соседей, следует задействовать следующие резервы: быстродействующую оснастку и совмещение переходов.

Токарный патрон – может быть трехкулачковым, а может быть цанговым. Первый приходится некоторое время раскручивать, а затем закручивать, второй действует гораздо быстрее. При этом следует учесть изменение способа закрепления – соответствующий коэффициент используется при определении скорости резания.

Если сокращения времени за счет быстродействия приспособления не достаточно. Можно попробовать совместить выполнение переходов. Мене кардинальное совмещение – последовательное. Заключается оно в том, что два перехода выполняются последовательно одним инструментом. Например, поверхности 2 и 3 (Рисунок 4 .4) выполняются одним резцом: сначала протачивается цилиндр, а затем подрезается торец. Экономия за счет времени подвода и отвода инструмента. При этом следует учесть изменение геометрии резца и соответствующих коэффициентов

Параллельное совмещение – два инструмента работают одновременно. Например, обработка поверхностей 2 и 4 в том же примере. Время одного из переходов практически полностью пропадает из общего времени операции. При этом следует учесть значительное ужесточение нагрузки на оборудование.

Основное преимущество, которое могут обеспечить средства автоматизации при разработке технологических операций – это расчет нескольких вариантов. Большинство решений на данном этапе – дискретные значения. Марка инструмента, тип приспособления, геометрия инструмента. Режимы резания тоже должны округляться до значений, допускаемых оборудованием (если только это не оборудование с ЧПУ). Процедуры поддержки разработки операции должны, в первую очередь, обеспечить генерирование и обсчет различных вариантов.