3.4.2 Условия назначения операций и индивидуальный технологический маршрут

При синтезе технологического маршрута обработки детали необходимо решить задачи:

- выбор из составленных справочников типовых формули­ровок операций нужных операций для обеспечения требо­ваний качества обрабатываемой детали, а затем опреде­ление места выбранной операции в технологическом маршруте. Решение этих задач основано на том, что для каждой операции выявляются условия, которые будут определяющими при ее включении в технологический маршрут. Как видно из справочника формулировок (см. таблицу 3.1), операции с кодами 1140 и 1155 следует вклю­чать в технологический маршрут, если необходима тер­мическая обработка, соответственно закалка или улуч­шение. Из формулировок других операций, например 1147 , сразу не вытекают условия включения этих операций в технологический маршрут. Однако в одном случае установка ступенчатого вала в патроне и люнете определяется отношением длины к приведенному диа­метру L/Dnp и необходимостью править центровые фас­ки, в другом случае использование гидрокопировального токарного полуавтомата при обтачивании хвостовика вилки зависит от количества ступеней. Поэтому важно выявление условий назначения операций в маршруте на основе технологических предпосылок.

Применяемые заготовки также влияют на выбор опе­раций и их последовательность в технологическом маршруте. Например, в условиях мелкосерийного и средне­серийного производства для изготовления валов приме­няют горячекатаный прокат, штамповки, изготовленные на молотах, горизонтально-ковочных и ротационно-ковочных машинах и др. Каждому виду заготовки соответствуют свои типовые формулировки операций, включе­ние той или иной операции термической обработки, на­пример искусственного старения для литых чугунных корпусов. Вид заготовок влияет на содержание черновых операций, связанных с удалением напуска. В свою оче­редь, использование индивидуальных простейших загото­вок или прогрессивных, приближающихся к контуру де­тали, а также комплексных заготовок для группы дета­лей определяется программой выпуска, конструкцией изделия и характерными особенностями того или иного предприятия или отрасли. Уточнение выбора индивидуальных и комплексных заготовок производят с помощью ЭВМ с учетом затрат на изготовление и черновые опе­рации обработки резанием.

Важное значение имеют условия, определяющие по­грешности размера, формы и положения поверхностей, а также качество поверхностного слоя. Заданные погрешности размера и формы обеспечиваются соответст­вующими методами обработки, характерными для пред­приятия или отрасли. Выбор операций по этим условиям легко осуществляется использованием табличных моделей. Погрешность положения обрабатываемых поверх­ностей непосредственно связана с назначением схем ба­зирования, которые связываются с формулировками опе­раций.

В конструктивно-технологической группе деталей в качестве условий при выборе операций учитывают раз­новидности термической обработки, например для сту­пенчатых валов нормализацию, улучшение, закалку, от­пуск и др.; для корпусных деталей из чугуна — искусст­венное старение и т. д. Эти операции назначаются в технологический маршрут при выполнении условий, выте­кающих из технических требований на изготовление де­тали. Условия, характеризующие шероховатость обраба­тываемых поверхностей, определяются характером про­изводства. Например, при обработке наружных цилин­дрических поверхностей валов выполнение условия, обес­печивающего шероховатость поверхности с Ra = 1,25 ... 0,32, требует введения операции шлифования.

Условия, связанные с габаритными размерами дета­ли, как правило, являются двусторонними неравенствами (больше или меньше граничного значения). Граничные значения для различных групп деталей — разные; более того, они различаются для одной и той же конструктив­но-технологической группы в зависимости от традиций и опыта проектирования технологических процессов на предприятиях и в отрасли. Так, часто нежесткой дета­лью называют, например, ступенчатый вал, если соотно­шение его длины к приведенному диаметру (L/Dnp)>12. Но в некоторых отраслях машиностроения данное отно­шение может быть другим. Это соотношение обусловли­вает варианты схем установки заготовок при их обра­ботке. Например, вал можно установить в центрах, пат­роне и люнете, в центрах с люнетом и т. д.

Габаритные размеры обрабатываемой детали и их граничные значения, а также размер партии запуска­емых в производство изделий в значительной степени влияют на выбор оборудования и технологической осна­стки.

Для выбора операций при синтезе технологического маршрута создают справочники условий. В таблице 3.2 приведен фрагмент такого справочника для выбора опера­ций при обработке ступенчатых валов. Например, операцию обработки ступенчатого вала с формулировкой «Токарная. В патроне и люнете. Подрезать торцы в раз­мер и править центровые фаски согласно эскизу» вклю­чают в маршрут при условии (L/Dnp)>12 (условие А₈₄), причем в случае, если перед этим была термическая об­работка — улучшение (условие А₇₀). Таким образом, операция должна следовать после термической обработки — улучшения и предикат, определяющий выбор ука­занной операции, будет иметь вид A₇₀/\A₈₄. Однако эта же операция может следовать также и после термической обработки — закалки, когда вследствие коробления заготовки необходимо обработать торцы и править центровые гнезда. В этом случае логическая функция будет иметь вид A₆₇/\A₈₄. Обобщение сказанного выража­ется предикатом (A₇₀/\A₈₄) V (A₆₇/\A₈₄).

В общем случае логическая функция выбора й-й опе­рации

(3.1)

где А_i — условие из справочника условий для класса (группы) деталей; п₁ — количество условий, связан­ных операцией конъюнкции; n₂—количество конъюнк­ций, связанных операцией дизъюнкции.

Количество условий, связанных операцией конъюнк­ции, например для группы ступенчатых валов, обычно не превышает двух-трех. Для других конструктивных групп их может быть и больше. Это количество устанав­ливают при 'разработке справочника условий. Ограниче­ния по количеству дизъюнкций не устанавливают. Та­ким образом, логическая функция (3.1) представляет со­бой совокупность наборов ()_j , соединенных между собой логической суммой. Один или несколько таких наборов могут быть включены в логическую функцию. Однако только один из множества наборов однозначно позволяет выбрать операцию для индивидуального мар­шрута и указать в нем соответствующее ей место. Опе­рация может входить в индивидуальный технологический маршрут для деталей класса (группы), если fk=1.

В условиях практического использования автомати­зированного проектирования технологических маршру­тов необходимо выявить применяемость сочетаний конст­руктивно-технологических условий для определенного класса (группы) деталей. Анализ показал, что, напри­мер, для ступенчатых валов, вилок, дисков, корпусов ко­робчатого типа и других деталей количество таких соче­таний ограничено. С повышением уровня типизации тех­нологических процессов и унификации изделий количе­ство сочетаний будет уменьшаться, а это, в свою очередь, упрощает синтез технологических маршрутов.

Упорядоченный перечень операций позволяет синте­зировать индивидуальные маршруты для конкретных де­талей с учетом геометрических, технологических и дру­гих особенностей (условий).

Величины n₁,n₂ строго определены на каждом шаге решения задачи, но могут изменяться по мере изменения множеств условий при построении обобщенного маршру­та. Тогда множество, определяющее обобщенный мар­шрут,

(3.2)

где k=n₃ — количество операций (кодов С_R) в обобщенном маршруте.