Автоматизированное проектирование технологии процессов ОМД. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Автоматизированное проектирование т
.pdf
1703
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
Автоматизированное проектирование технологии
процессов ОМД
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ к лабораторным работам по курсу
«Автоматизированное проектирование технологии и оборудования»
Составитель: А.И. Володин
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
Автоматизированное проектирование технологии
процессов ОМД
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по курсу
«Автоматизированное проектирование технологии и оборудования»
Составитель: А.И. Володин
Утверждаю к печати |
Проректор по учебной работе |
|
ЛГТУ Ю.П. Качановский |
Объём 2 п.л. |
“___” ____________ 2013 г. |
Тираж 50 экз. |
|
Липецк Липецкий государственный технический университет
2013
2
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра механики пластического деформирования
Автоматизированное проектирование технологии
процессов ОМД
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторным работам по курсу
«Автоматизированное проектирование технологии и оборудования»
Составитель: А.И. Володин
Рукопись утверждаю Заведующий кафедрой механики пластического деформирования
И.М. Володин
“___” ________ 2013 г.
Липецк
Липецкий государственный технический университет
2013
3
УДК 621.7:681.5(07)
В 68
Рецензент кандидат технических наук, доцент О.И. Огаджанян
Володин А.И. |
|
В 68 Автоматизированное проектирование технологии процессов |
ОМД |
[Текст]: методические указания к лабораторным работам по |
курсу |
«Автоматизированное проектирование технологии и оборудования» / сост. А.И.
Володин. – Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2013. – 39 с.
Рассмотрены основные методы и задачи автоматизированного проектирования технологии раскроя металла на полосы, ленты, а также заготовки различной конфигурации и размеров.
Методические указания предназначены для студентов 4 курса института машиностроения, направления 150700.62 «Машиностроение», изучающих дисциплину «Автоматизированное проектирование технологии и оборудования».
Табл. 1 . Ил. 15 . Библиогр.: 4 назв..
© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2013
4
Лабораторная работа № 1
Оптимальный раскрой листов на штучные заготовки или полосы
Общие положения
Оптимизацию раскроя листов на штучные заготовки или полосы наиболее целесообразно проводить для оптимальных размеров штучных заготовок или полос, рассчитанных о помощью ЭВМ. Эффективность раскроя определяется коэффициентом использования металла:
η |
S заг |
100% |
n S з |
, |
(1.1) |
|
|
||||
|
S лист |
A B |
|
||
где Sзаг - площадь всех заготовок, получаемых из листа;
Sлист - площадь листа;
n - число заготовок из листа;
Sз - площадь одной заготовки;
А, В - размеры листа.
Цель работы
Разработка программы для расчета оптимального раскроя листов на языке программирования VBA с использованием приложений Excel.
Содержание работы
Методика расчета Задача оптимального раскроя листов может быть сведена к трем
частным случаям:
1) Имеются листы одного габарита, определенного ГОСТом. Даны размеры и количество заготовок. Требуется определить раскрой, дающий минимальное количество отходов.
5
Такая проблема возникает чаще всего в мелкосерийном производстве при заказе листов одного типоразмера, что диктуется условиями поставки материала.
2) Имеются листы нескольких габаритов, определенных ГОСТом. Даны размеры и количество заготовок. Требуется определить раскрой, имеющий минимальное количество отходов.
Эта задача возникает в крупносерийном и массовом производстве,
когда для некоторых крупногабаритных заготовок целесооб разнее заказ листов другого габарита.
3) Имеются листы нескольких габаритов, в том числе и нестандартных, и известно количество листов данного типоразмера. Даны размеры и количество заготовок. Требуется определить раскрой,
имеющий минимальное количество отходов.
Эта задача возникает при использовании крупногабаритных отходов,
образующихся при штамповке других деталей.
Таким образом, весьма широкий круг практических вопросов раскроя можно свести к трем типам задач.
Практически наиболее часто встречается задача оптимального раскроя листов на одинаковые прямоугольные заготовки или полосы.
Технологические ограничения Задача оптимизации раскроя листа решается при следующих
ограничениях технологического характера:
-условие «гильотинного» реза, т.е. лист или остаток лис та режется целиком от края до края;
-учет минимального остатка под прижим (рис. 1.1.);
-максимальная длина реза на должна превышать возможной для конкретного вида оборудования;
-форма и величина отхода должны позволять использование его для штамповки более мелких деталей.
6
3
5
1
4 |
2 |
|
zmin |
Рис. 1.1 Определение величины минимального остатка под прижим:
1 - верхний нож; 2 - нижний нож; 3 - прижим; 4 - заготовка; 5 - защитное ограждение; zmin - величина минимального остатка под прижим
Учет этиx ограничений позволяет успешно реализовать оптимальную схему раскроя на имеющемся оборудовании.
Математическое обеспечение
Наиболее распространенной является простая схема раскроя (рис. 1.2.).
Для определения схемы раскроя рассмотрим лист размером А х В, где А -
ширина листа, В - длина листа.
Заготовки на листе располагаются либо широкой стороной вдоль узкой стороны листа, либо широкой стороной вдоль широкой стороны листа. Для нахождения наилучшей схемы раскроя необходимо рассмотреть оба варианта.
При резке листа размером А х В на заготовки размером а х в образуются полосы размером А х в и отход размером А х hв. Количество полос равно
7
|
n |
int |
В |
, |
(1.2) |
|
в |
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
где int |
- целая часть числа. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
в |
|
|
|
hв |
hа |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
Рис. 1.2. Простой раскрой листа на одинаковые прямоугольные заготовки |
|||||
Ширина отхода hв равна |
|
|
|
|
hв В nв |
в . |
(1.3) |
Если величина hв |
больше минимального остатка под прижим |
zmin , то |
|
расчёт закончен. |
|
|
|
Если hв < zmin , |
то величина |
остатка недостаточна. В этом |
случае |
последняя полоса остается вместе с отходом и, как правило, идет на штамповку другой детали.
Количество полос, получаемых из листа, в этом случае равно |
|
||
n int |
В |
1 |
(1.4) |
|
|||
в |
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
Размер последней полосы h’в определяется так:
hв |
|
В |
nв в . |
(1.5) |
||
Количество заготовок из полосы определяется следующим образом: |
||||||
n |
|
int |
|
А |
. |
(1.6) |
а |
|
|
||||
|
|
|
а |
|
||
|
|
|
|
|
||
Величина отхода от полосы: |
|
|
|
|
||
hа |
|
А |
nа а . |
(1.7) |
||
Полученную величину hа |
необходимо сравнить с остатком под прижим |
|||||
zmin . |
|
|
|
|
|
|
Если zmin hа , то расчет закончен. Если zmin |
hа , то последняя заготовка |
|||||
не режется и остается вместе с отходом. В этом случае количество заготовок:
nа |
|
А |
1. |
(1.8) |
|
|
|
|
|||
|
а |
||||
|
|
|
|
||
Величина отхода: |
|
|
|
|
|
hа |
А |
nа а . |
(1.9) |
||
Обще количество заготовок из листа: |
|
||||
N |
nа |
|
nв . |
(1.10) |
|
Заменяя в формулах (1.2 - 1.10) значение а на значение в и наоборот,
получим второй вариант раскроя. Из двух вариантов можно выбрать наилучший.
Контрольные вопросы
При подготовке ответов на вопросы кроме данных методических указаний и литературы следует использовать конспект лекций.
1.Чем определяется эффективность раскроя?
2.Зачем нужен минимальный остаток под прижим?
3.Как определить количество полос из листа с учетом прижима?
9
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Комбинированный раскрой листа на одинаковые прямоугольные заготовки
Общие положения
Простой раскрой, как правило, редко дает высокий выход годных заготовок. Для повышения эффективности использования металла необходимо применять более сложные схемы раскроя, можно, например, от листа отрезать несколько полос определенной ширины, затем повернуть остаток листа на 90
градусов и продолжать резать на полосы той же ширины. Перебором всех вариантов соотношений между количеством заготовок, например из целой части листа, и количеством заготовок, получаемых из повернутого остатка можно найти такой вариант, при котором общее количество заготовок,
полученных из листа, будет максимальным.
Рассмотрим раскрой листа размером А х В, из которого надо получить заготовки размером а х в
|
|
hc |
hа |
|
|
A |
|
в |
|
|
|
а |
|
в |
в |
hв |
а |
|
|
|
|
|
B1 |
|
|
B |
Рис. Комбинированный раскрой листа на одинаковые прямоугольные |
||
заготовки |
|
|
|
|
10 |