Скачиваний:
125
Добавлен:
10.08.2013
Размер:
471.55 Кб
Скачать

5. Формирование кодов индивидуального маршрута

нет

Останов

да

Рисунок 3.7Алгоритм синтеза технологических маршрутов

3.5 Направленный перебор при синтезе маршрута обработки поверхности детали

3.5.1 Многовариантность задачи синтеза маршрута обработки поверхности детали.

При решении задач синтеза маршрута обработки поверхно­стей используют методы направленного перебора, дина­мического программирования и др. Рассмотрим синтез маршрута обработки поверхности на основе направлен­ного перебора, суть которого заключается в определе­нии количества переходов за счет использования допу­стимых режимов резания при условии выполнения огра­ничений и минимизации (максимизации) целевой функции.

При многопереходной обработке поверхности каж­дый предыдущий переход существенно влияет на резуль­таты последующего (главным образом на точность об­работки). Поэтому различные варианты выполнения последующего перехода могут рассматриваться только после того, как выбраны определенные параметры пре­дыдущего перехода.

Различные варианты многопереходной обработки по­верхности должны рассматриваться как отличные друг от друга по количеству и основным характеристикам наборы переходов, выполняемых в строго определенной последовательности. Каждый такой набор дает опреде­ленную точность обработки и связан с конкретными затратами.

Если задана стойкость инструмента, то скорость ре­зания можно принять производной от глубины резания и подачи. Следовательно, два последних параметра и определяют многовариантный характер рассматривае­мой задачи. Глубина резания на первом переходе тео­ретически может принимать значения от максимального tmax, равного общему максимальному припуску на рас­сматриваемую поверхность, до минимального tmin, до­пустимого физикой процесса резания. Каждое последую­щее значение глубины резания может отличаться от предыдущего на величину t, характеризуемую возмож­ностью устойчивого регулирования при данной конструк­ции настроечного устройства. Таким образом, на пер­вом переходе глубина резания выражается величиной tmax.jt, где j==0, 1, 2,..., р. Каждая из указанных глубин резания может образовывать новый вариант перво­го перехода в сочетании с различными величинами по­дач, принимающими значение от Smax до Smin. В резуль­тате образуется определенное множество вариантов выполнения первого перехода, неравноценных как по по­лучаемой точности обработки, так и по затратам (напри­мер, технологической себестоимости).

Особенности выполнения первого перехода оказыва­ют большое влияние на количество возможных вариан­тов последующих переходов, и в первую очередь за счет изменения глубины резания. Количество вариантов маршрутов на последующих переходах будет тем боль­ше, чем больше та часть припуска, которая осталась неиспользованной после первого перехода. Вариант пер­вого перехода в сочетании с различными вариантами выполнения второго перехода дает набор неравнознач­ных вариантов двухпереходной обработки. Аналогично определяют возможные варианты с третьим, четвертым и последующими переходами.

Варианты маршрута многопереходной обработки по­верхности могут быть представлены графом, вершины которого соответствуют какому-нибудь показателю (на­пример, погрешности обработки поверхности), а ребра, соединяющие две вершины,—определенным парамет­рам перехода. Различные цепи, выходящие из вершины графа, соответствующей какому-либо показателю заго­товки, имеют последнее ребро, рассматриваемое как последний переход. Сами цепи описывают варианты многопереходной обработки. Поэтому формально раз­личные варианты переходов и их последовательностей могут быть представлены ребрами и цепями графа. Де­рево вариантов маршрута обработки поверхности дета­ли представлено на рисунке 3.8.

Чтобы каждая цепь отражала вариант многопереход­ной обработки, представляющий практический интерес, необходимо установить определенные технологические правила, которым она должна удовлетворять.

При выборе плана маршрута многопереходной обра­ботки поверхности детали резанием в первую очередь преследуется цель удалить слой металла (припуск) и достичь заданной точности за наименьшее число пере­ходов. В этом отношении рационально начинать по­строение графа с минимального числа переходов, посте­пенно увеличивая их число.Тогда и расчеты должны проводиться в той же последовательности, что значительно уменьшит их объем. Этого правила надо придер­живаться и при выборе последовательности рассмотре­ния различных значений подач. На завершающем пере­ходе на подачу накладываются ограничения, обуслов­ленные заданной шероховатостью поверхности.

Поэто­му при построении графа достаточно из ряда подач, имеющихся на данном станке, принять ограниченное число, например, пять-шесть, одна-две из которых будут меньше определяемой требуемой шероховатостью по­верхности, а остальные, предназначенные для первых переходов, — больше. В общем случае каждое значение глубины резания может сочетаться с любым значением подачи из ряда Smax, ..., Sk,..., Smin. Практически нецеле­сообразно на последующем переходе использовать по­дачу большую, чем на предшествующем. Поэтому при построении графа количество ребер, исходящих из одной вершины, будут зависеть от того, какому значению по­дачи соответствует предшествующее им ребро. Но и в этом случае не все возможные сочетания глубины резания и подачи должны приниматься во внимание при

Рисунок 3.8 – Дерево вариантов маршрута обработки поверхности

детали

построении графа.

Порядок изменения глубины резания при построении графа регламентируют некоторые технологические пра­вила. Наиболее важное из этих правил устанавливает связь между технической характеристикой настроечного устройства и изменениями глубины резания в различ­ных вариантах переходов. Согласно ему, при построе­нии ребер одной цепи должно выполняться условие закономерного уменьшения первичных погрешностей об­работки, т. е. ti ti-1, где ti—глубина резания, соответ­ствующая рассматриваемому ребру; ti-1глубина ре­зания, относящаяся к предшествующему ребру той же цепи

С учетом принятых ограничений уже на первом пере­ходе глубина резания не должна быть меньше опреде­ленного значения. В общем случае минимальная глуби­на резания, рассматриваемая на р-м переходе,

(3.3)

где tmax—максимальная глубина резания при обработке

всего припуска за один переход; величина при­пуска, удаленная на предшествующих переходах;

pдопмаксимально допустимое число переходов, при­нимаемое для данного расчета.

      1. Постановка задачи синтеза маршрутов обработки

поверхности детали

При построении графа принима­лись во внимание заданные глубины резания на каж­дом переходе, которые могут существенно отличаться от фактических, упругие отжатия, износ инструмента и т. д. Граф, построенный по изложенной методике, формально описывает возможные варианты обработки какой-то детали из определенной заготовки на заранее выбранном оборудовании. Каждому ребру произвольной цепи, построенному для конкретного заданного значе­ния глубины резания ti и подачи Si, будет соответство­вать определенная технологическая себестоимость Cnep i при выполнении данного перехода i. Поэтому задача оптимизации структуры плана маршрута многопереход­ной обработки поверхностей деталей формально может быть представлена следующим образом: среди опреде­ленного множества цепей графа, построенного для кон­кретного случая обработки, нужно отыскать цепь, удов­летворяющую ограничениям и дающую минимальное значение целевой функции:

где Nрез—мощность, расходуемая на резание; Рz, Py, Px—тангенциальная, радиальная и осевая составляю­щие усилий резания; Δi—суммарная погрешность об­работки; Δфi — отклонение формы; Nэлη — мощность привода станка; Рдоп.ин—допускаемая нагрузка на ин­струмент; Т— стойкость инструмента; Тэк—экономиче­ская стойкость инструмента; Рудоп— допускаемая ра­диальная сила резания; Рдоп.ст—усилие, допускаемое механизмом подачи станка; р—допуск на размер; Δдоп.ф—допускаемое отклонение формы обрабатывае­мой поверхности; Rzвысота неровности; Рzдопдо­пускаемая высота неровности; Ра —среднее арифмети­ческое отклонение профиля; Рzдоп —допускаемое сред­нее арифметическое отклонение профиля; Spзначение подачи при выполнении р-го перехода; Skзначение подачи, обеспечивающее требуемое значение Рz или Ra ; ni и siчастота вращения шпинделя и подача на i-м переходе; {nimin, nimax} — предельные значения частот вращения шпинделя по паспортным данным станка; {Simin, Simax} — предельные значения подач по паспортным данным; Сперi—технологическая себестоимость i-го перехода.

В качестве целевой функции можно принимать себестоимость Ср выполнения р переходов при обработке

поверхности , а также неполное время штучное

t’шт, оперативное t’on или основное to.

Условия (3.4) используют только на черновых пере­ходах. В каждом конкретном случае отдельные ограни­чения можно не учитывать, если они не активны.

Оптимальное решение находится путем определения экстремального значения функции (3.8) для всего под­множества ребер, исходящих из каждой вершины.

Соседние файлы в папке Автоматизация технологического проектирования (пособие)