Оптимизация технологических процессов механической обработки

обработки уже на ранних этапах проектирования, когда у технолога еще отсутствует вся необходимая информация для точной оценки тру­ доемкости обработки.

Далее рассматривается выбор конструктивно-технологических при­ знаков для определения возможных вариантов обработки на примере

верхностей вращения. В зависимости от требований чертежа детали каждая поверхность должна пройти ряд стадий обработки, под кото­ рыми понимаются укрупненные группы операций, включающие од­ нородную по характеру, точности и качеству обработку элементарных поверхностей. Стадии обработки могут выбираться на основе алгоритма, представленного в виде табл. 15.

Габаритные размеры детали, точность и шероховатость поверх­ ностей, а также твердость указываются на чертеже и принимаются в качестве исходных данных. Значительно большую трудность пред­ ставляет определение конструктивной сложности обрабатываемых поверхностей.

Конструктивная сложность детали — это сложность ее как геомет­ рического тела. Количественная ее оценка может быть выражена об­ щим числом поверхностей, обрабатываемых'на /-й стадии. Для каж­ дой стадии обработки следует различать основные поверхности (Р), образующие основной контур детали (для валов Р — это число сту­ пеней), торцовые (МТ) и дополнительные поверхности М (фаски, галтели, пазы), образующие как бы рельеф на основном контуре.

Конструктивная сложность определяется по исходным данным чертежа и может быть представлена некоторой функциональной за­ висимостью в виде суммы всех обрабатываемых поверхностей. Учиты­ вая разную трудоемкость обработки основных и дополнительных по­ верхностей вследствие отличия их размеров и точности обработки на основе статистического анализа наиболее типовых деталей класса «ва­ лы», получена зависимость для определения конструктивной сложнос­ ти рассматриваемых деталей, приведенной к трудоемкости обработки основных поверхностей на /-й стадии в следующем виде!

Одним из важнейших признаков, от которого зависит правильный выбор вида технологической операции, ее структуры и соответствую­

коэффициенту закрепления операции k3.0, который описывается отношением числа всех различных технологических операций, выпол­ ненных или подлежащих выполнению в течение месяца, к числу ра­ бочих мест. В свою очередь, k3,0 главным образом зависит от заданной программы выпуска деталей и трудоемкости ее изготовления /шт.к-

Вычисление на ранних стадиях технологического проектирования значения /шт.к представляет определенную трудность.^ Учитывая, что на этой стадии не может быть получен операционный ТП, содер­ жащий необходимые сведения для расчета норм времени, необходимо использовать методы укрупненного нормирования. В рассматрива­ емом случае приняты наиболее укрупненные методы с выявлением функциональных зависимостей между штучно-калькуляционным вре­ менем и наиболее общими параметрами детали, учитывающими ее конструктивную сложность Q и размерные характеристики. Для оп­ ределенных типов деталей размерные характеристики имеют корреля­ ционную связь с массой детали М л. На основе статистического анализа процессов обработки различных классов деталей установлены функ­

методов обработки составлена таблица соответствия выбора видов технологических операций (табл. 17).

В ней для черновой, чистовой, тонкой и отделочной стадий и для раз­ личной серийности производства представлены коды возможных тех­ нологических операций согласно табл. 18.

Нетрудно заметить, что для определенных стадий обработки и се­ рийности производства имеется возможность выбрать для анализа от трех до пяти видов операций, которые отличаются между собой глав­ ным образом структурой. Структуры технологической операции могут быть одно и многоинструментальными, одно- и многопозиционными, прерывными и непрерывными [54]. Это многообразие структур тех­ нологических операций существенно отличается по производительности

и себестоимости обработки, что связано с их влиянием на трудо­ емкость обработки. Образование структур технологических операций может вестись в двух направлениях: за счет совмещения элементов основного времени tQ (последовательная, параллельно-последователь­ ная и параллельная обработки); за счет совмещения элементов вспо­ могательного времени tn = tm + tc.y + tx, затрачиваемого на из­ мерение и ручную подналадку оборудования методом пробных про­ ходов (/из), на съем и установку деталей (/с.у), на выполнение холостых ходов (£х).

Применительно к обработке наружных и торцовых поверхностей

быть получено при использова­ нии методов эвристического про­ граммирования [8]. Наиболее часто рассматриваемую задачу решают при определении опти­ мальной последовательности пе­ реходов обработки ступенчатых поверхностей детали (плоских, цилиндрических наружных и внутренних)^Для примера будет рассмотрено построение алгорит­ ма выбора оптимального коли­ чества и последовательности пе­ реходов в черновых токарных операциях для ступенчатых ва­ лов. При этом рассмотрим наи­ более сложный случай, когда в качестве заготовки принимается горячекатаный прокат и каждая ступень вала имеет различный по величине напуск.

На рис. 18 показаны два варианта последовательной обработки ступенчатых цилиндрических поверхностей. По первому варианту (рис. 18, а) производится последовательная обработка по всей длине вала, начиная от наибольшего диаметра и заканчивая наименьшим. Причем первый проход выполняется с максимально допустимой глу­ биной резания /тах, а второй — с величиной, равной t{ = Z£— /тах, где Zt — величина припуска на /-й ступени вала. Это выполняется при

Наиболее прогрессивен с точки зрения теории резания второй ва­ риант последовательности обработки (рис. 18, б). В его основе лежит выполнение максимально возможного числа переходов с глубиной ре­ зания /тах, что обеспечивает наибольшую производительность обработ­ ки^ Такой подход к решению задачи обеспечивает наименьшую длину рабочего хода, что, как известно, определяет основное время обработки.

Если принять длину всех ступеней вала /, = а, то нетрудно оп­ ределить длину рабочего хода (без расчета перемещений инструмен­ та на врезание) для рассматриваемых вариантов последовательности

в 1>5 раза длиной резания. Это соотношение зависит от числа и раз­ меров вала и требует расчета в каждом конкретном случае.

Выбор оптимальной структуры операции, состоящей из различ­ ного количества и последовательности переходов применительно к рассмотренным схемам (без учета времени выполнения вспомогатель­ ных приемов) может быть описан в виде следующего алгоритма: