книги из ГПНТБ / Митрофанов, С. П. Автоматизация технологической подготовки серийного производства

для вновь запускаемых деталей. Комплектуют группу по шифрам наладок с расчетом загрузки оборудования. На печать, помимо операционной карты и данных для изготовления кулачков, вы­ водится табуляграмма с перечнем деталей, входящих в группу.

Программа реализации всего алгоритма автоматизированного проектирования технологического процесса на автоматы продоль­ но-фасонного точения написана на языке Автокод «Инженер». Объем программ и усдовно-постоянной информации составляет 17 восьмиричных блоков на магнитной ленте. Машинное проекти­ рование операционной карты и расчета данных для построения кулачков осуществляется за 2—3 мин в зависимости от сложности детали.

ОБРАБОТКА ДЕТАЛЕЙ НА РЕВОЛЬВЕРНЫХ СТАНКАХ

Револьверные станки относятся к числу наиболее распростра­ ненных видов металлорежущего оборудования, применяемого в машино- и приборостроении. Сразу же отметим, что автоматизиро­ ванное проектирование технологии групповой револьверной обра­ ботки при помощи ЭВМ возможно не только в условиях, когда предприятие уже работает по групповому методу, но и в случаях, когда групповое производство на предприятии еще не налажено.

В схемах 22, 23 даны технологические алгоритмы АПТ груп­ повой револьверной обработки для различных способов комплекто­ вания групп и соответственно для предприятий с различным уров­ нем внедрения групповой обработки. Здесь некоторые блоки, отно­ сящиеся непосредственно к проектированию операционной техно­ логии, совпадают, кроме того они будут иметь такое же содержание и для других станков токарной группы. Некоторые из них доста­ точно хорошо разработаны и описаны в технической литературе и поэтому здесь на них останавливаться не будем. Рассмотрим блок № 4, в котором наибольшие трудности при разработке алгоритмов вызывает назначение инструментов для обработки наружных и внутренних гладких цилиндрических поверхностей.

Алгоритм назначения проходных резцов. При обработке сту­ пенчатых валов большое влияние на производительность оказы­ вает порядок обработки ступеней, так как от этого зависит как суммарная длина, так и число необходимых проходов. Обтачива­ ние ступенчатых валов может производиться по одной из трех воз­ можных схем. Обработка по первой схеме ведется, начиная с пер­ вого торца детали до последнего торца крайней необработанной ступени, при этом количество проходов будет минимальным, а сум­ марная длина проходов максимальной. Вторая схема позволяет свести к минимуму суммарную длину проходов, но зато количество проходов будет максимальным, так как в данном случае каждая ступень обрабатывается отдельно. Третья схема является комбина­ цией первой и второй и, следовательно, более универсальной. Принимая во внимание, что алгоритм разрабатывается не на

326

группу конкретных валов, а для широкого класса деталей, в ос­ нову алгоритма заложена универсальная схема. В общем виде решение задачи оптимизации длин и числа проходов может быть выражено зависимостью

ные или фактические диаметры ступеней; п — число ступеней де­ тали; г — предельная глубина резания, обусловленная конкрет­ ными технологическими условиями. Для чистовых проходов, ис­ ходя из общепринятых положений, г — 0,4 от чернового прохода; В — целое число, причем В ^ Л£; А — условное число проходов, необходимое для обработки ступени.

Метод решения задачи — поочередное, попарное сравнение заранее определенных технологических параметров фиксирован­ ной i-й ступени с остальными ступенями детали. На первом шаге сравнения t всегда равно 1, а значение п равно номеру последней открытой ступени детали, доступной для обработки на проход на данной операции. Если в результате сравнения условие (31) не выполняется, то п присваивается значение п — 1 при п — 1 =?М, в противном случае обтачиваться будет только i-я ступень по вто­ рой схеме (предварительно или окончательно). Если на каком-то шаге сравнения условие (31) выполняется, то все ступени, находя­ щиеся -в промежутке i — п включительно, будут обработаны за один проход, при этом п-я ступень может быть обработана оконча­ тельно, а остальные предварительно. На каждом последующем шаге сравнения i может принимать одно из заранее вычисленных значений при переменном значении п.

Весь алгоритм состоит из трех последовательных этапов, каж­ дый из которых оформлен отдельной подпрограммой. На первом этапе определяют значения фактических диаметров ступеней, кото­ рые можно получить на данной операции. Необходимыми исход­ ными данными для этого служат сведения о заготовке (диаметр и марка материала), о поверхностях детали с их классами точности и шероховатости с учетом наличия на них особенностей. Если, например, на цилиндрической поверхности имеется особенность — резьба, то сначала назначают рациональный метод ее изготовления (резцом, плашкой, головкой или накатывание), а в зависимости от этого устанавливают и окончательный диаметр ступени, получае­ мой на данной операции. Кроме того, здесь же выявляют исходные данные, необходимые в процессе определения диаметров и длин проходов, а также классы точности и шероховатости ступеней. На втором этапе рассчитывают диаметры и длины проходов, одновре­ менно назначая требуемые классы точности и шероховатости.

327

Схема 22

Принципиальная схема алгоритма АПТ групповой револьверной обработки, при комплектовании групп по признаку технологической общности между детале-операциями

328

Схема 23

Принципиальная схема алгоритма ЛПТ групповой револьверной обработки при комплектовании групп по признаку общности детале-операции с одной из имеющихся групповых наладок

I вход

В основу расчетов положено неравенство (31), смысл которого заключается в том, что две сравниваемые ступени подлежат сов­ местной обработке в том случае, если при этом число условных проходов Л,- для i-й ступени уменьшилось на один. Та часть алго­ ритма, в которой происходит сопоставление сравниваемых ступе­ ней, сведена в алгоритмическую табл. 93, входной вектор исходных данных для которой был определен на первом этапе. 1-й и 3-й эле­ менты вектора исходных данных табл. 93 имеют прежнее обозначе­ ние, 2-й и 4-й элементы для конкретных значений i и п постоянны и указывают на необходимость назначения чернового или чистового прохода для окончательной обработки ступени. При Titn = 0 наз­ начают черновой проход, при 7\, „ = 1 — чистовой. Выходной параметр Q указывает, к какой последующей ветви алгоритма необ­ ходимо обратиться для расчета диаметра и длины прохода. Длина прохода для любого значения выходного параметра Q определяется по формуле

= (1, . . ., п) — номер открытой или закрытой ступени. Первый член правой части формулы (32) учитывает длины всех поверхно­ стей (открытых и закрытых), расположенных справа от поверх­ ности с номером п включительно; второй член — длины только закрытых поверхностей, диаметр которых меньше диаметра про­ хода, расположенных слева от поверхности с номером п (он опре­ деляется по отдельной подпрограмме). Значения переменных i и п в каждом конкретном случае находят по одной из ранее определен­ ных ветвей алгоритма одновременно с расчетом диаметра прохода.

Определение длин и диаметров проходов, по некоторым ветвям алгоритма рассмотрим на примере детали, показанной на рис. 69. Параметры детали, необходимые для определения векторов исход­ ных данных таблицы, следующие: D — 40 мм; материал детали —

чивания ступени диаметром 22 мм должен быть чистовым. Вычис­ ленные вектора исходных данных занесем в исходную табл. 94. В таблицу введем переменную до, которая в последующем будет указывать, какие из ступеней детали можно сравнивать между со­ бой (сравниваться могут ступени с равными до).

На первом шаге сравнения имеем: i — 1, п = 3 (так как зна­

таблицы по данным значениям векторов исходных данных будет Q = 7. В седьмой ветви расчетного алгоритма после логической проверки некоторых дополнительных условий происходит пере­ вычисление значения переменной п и изменившихся вследствие этого отдельных векторов для последующего входа в таблицу

330

331

Таблица 94

Исходная таблица векторов исходных данных и изменение ее после каждого шага сравнения

В табл. 95 приведены результаты расчетов длин и числа про­ ходов соответственно по первой, второй и третьей схемам для обра­ ботки детали (см. рис. 69), причем расчеты по третьей схеме ве­ лись по описанному алгоритму.

Из табл. 95 видно, что в варианте 3 получаем более рациональ­ ную схему обработки, в которой как количество проходов, так и их суммарная длина являются минимальными. Учитывая сказан­ ное, а также универсальность методики расчета, данный алгоритм может быть применен для решения таких задач для всех станков токарной группы при внесении соответствующих корректив в исходную информацию на первом этапе решения.

Алгоритм назначения инструментов для обработки гладких ци­ линдрических внутренних поверхностей. При назначении режу­ щих инструментов для обработки внутренних поверхностей можно использовать те же схемы, что и при назначении проходных рез­ цов. Однако методически данная задача не может быть решена

332

по тем же принципам, так как формализация ее в данном случае затруднена ввиду того, что для обработки внутренних поверх­ ностей применяется гораздо больший набор инструментов, чем для наружных. Причем каждый из этих инструментов имеет свою, отличную от других схему резания и, кроме того, место каждого инструмента в плане обработки зачастую зависит от со­ четания его с другими инструментами. К числу таких инструмен­ тов относятся сверла для сверления как по целому материалу, так и для рассверливания, расточные резцы, зенкеры И развертки. Каждый из них применяют для получения определенного диапа­ зона диаметров по определенным классам точности и шерохова­ тости поверхностей. Возникает правомерный вопрос о необходи­

данные инструменты применяются на всех станках токарной группы, то и сам алгоритм должен быть столь же универсальным. При построении такого алгоритма исходили из следующего поло­ жения: рациональная схема обработки внутренних поверхностей детали в соответствии с технологическими или конструктивными требованиями может быть получена только в том случае, если наз­ начается строго определенный комплект инструментов.

Данный алгоритм, как и ранее описанный, также состоит из трех последовательных этапов. Первый этап в нем по своему назначению полностью совпадает с предыдущим. На втором этапе назначается комплект инструментов для обработки отдель­ ных поверхностей, начиная с крайней левой поверхности, причем каждая из них рассматривается не обособленно, а с учетом со­ седней поверхности, расположенной слева. Это необходимо для того, чтобы избежать дублирования, когда одним и тем же инстру­ ментом можно обработать больше одной поверхности. В резуль­ тате комплексного просмотра ступеней определяется минимальное количество инструментов и рациональная схема обработки. Комп­ лект инструментов выбирают по алгоритмической таблице (табл. 96), входные параметры которой для каждой ступени в от­ дельности определяются на первом этапе и имеют следующее

Т а б л и ц а 9 6

Определение комплекта инструментов для обработки внутренних поверхностей

333

В6 — марка материала. На третьем этапе все комплексные коды распределяют на отдельные составляющие элементы, в резуль­ тате чего устанавливают место каждого инструмента в плане обработки.

В качестве примера покажем формирование плана обработки по предварительно определенным кодам наборов инструментов для двухступенчатого отверстия в детали, показанной на рис. 70.

выбирают комплект инструментов с кодом 160, где 1 — спи­ ральное сверло; 6 — черновая и чистовая развертка. Для ступени 012А 4 и з то й же таблицы определится комплект с кодом 300.

Данный код указывает на то, что первоначально необходимо об­ работать ступень 08А (предварительно или окончательно), а уже после этого расточить отверстие 012А 4. Распределение ком­ плекта инструментов с подбором из заводских нормалей необхо­ димых типоразмеров происходит по отдельной подпрограмме. Здесь же рассчитывают фактические диаметры и некоторые дру­ гие параметры обработки, необходимые впоследствии для уста­ новления длины обработки и назначения режимов резания. По мере их вычисления данные параметры в определенном порядке заносят в табл. 97, где приняты следующие обозначения: D1 —

Т а б л и ц а 9 7

Исходные данные для формирования плана обработки внутренних поверхностей

334

диаметр сверления; D2 — диаметр рассверливания; D3 и D4 — диаметры растачивания; D5 и D6 — диаметры соответственно после чернового и чистового развертывания; КТ — класс точности поверхности (ступени); КЧ — класс шероховатости, NST — номер обрабатываемой ступени (если ступеней несколько, то номер крайней слева ступени).

В последующем проводят анализ табл. 97 по первым шести столбцам с целью систематизации и формирования не ее основе плана обработки. Систематизируют таблицу, располагая в ней строки по убыванию цифр в столбцах, начиная с первого по ше­ стой столбец включительно. Окончательно сформированный план обработки с необходимыми сведениями об обрабатываемых по­

Изложенный алгоритм назначения инструментов для обра­ ботки внутренних поверхностей, как и алгоритм для проходных резцов, имеет универсальный характер и может быть применен при АПТ всех станков токарной группы предприятий любой отрасли.

Основные принципы построения алгоритма по первой схеме.

Рассмотрим принципиальную схему алгоритма с блока № 4, в котором происходит привязка разработанного на детале-опера- цию плана обработки к одной из имеющихся групповых наладок. Для этого необходимо закодировать по одной системе как план обработки на деталь, так и все наладки, имеющиеся в заводском классификаторе. Анализ групповых наладок предприятия, для которого разрабатывалась система АПТ на групповую револь­ верную обработку, помог определить количественную и качест­ венную информацию о применяемых инструментах и технологи­ ческих приемах обработки. По результатам анализа были уста­ новлены следующие коды инструментов, используемых в группо­ вых инструментальных наладках:

335