Фролов ЭМ.Технология изготовления деталей машин

С А П Р изделий

ППП

Обеспечения эксплуатациЦонных свойств деталей

Постановка задачи по­ иска про­ грессивных технологий

Выбор |метода' обработки

(МО)

МО не

Синтез нового метода

•о обработки

Б А З А

данных

техно­

логий

ОБ выбрано

САПР

[оборудования и технологи­ ческой ос -

настки

Оптимизация

ус.ловий

обработки

Синтез |новой технологи­ ческой оснастки

Ти не

I выбрано

Выбор

|технологической

оснастки

(ТО)

Синтез схемы нового оборудования

детали с последующим выбором наиболее рационального из них. Завершает первый этап — задача формирования массивов каче­ ства изделий до начала выполнения анализи­ руемой операции ТП и после нее. Таким об­ разом, искомая операция и, соответственно, метод обработки, лежащий в её основе, пред­ ставляют известную модель "черного ящика", для которой описаны вход и выход. Эта ин­ формация является исходной для рещения задач поиска на следующих этапах.

На втором и третьем этапах решаются основные задачи САПР новых технологий, связанные с выбором и синтезом новых мето­ дов обработки (МО). При этом используются библиотека МО, библиотека физико-тех­ нологических эффектов (ФТЭ), массивы ус­ ловий выбора процессов обработки, схем фор­

мообразований и отдельных ФТЭ, хранящих­ ся в базе данных технологий. При отсутствии в базе данных сведений о выбираемом методе обработки, обеспечивающем все заданные и сформированные на первом этапе требования, происходит синтез МО, включающий в себя решение задач синтеза принципа действия, выбора процесса обработки и схемы формо­ образования. Результатом синтеза МО являет­ ся описание метода обработки, который в отдельных случаях может быть принципиаль­ но новым. Однако возможность реализации таких МО должна оцениваться группой спе­ циалистов-экспертов, которые определяют целесообразность проведения дальнейших экспериментальных исследований предло­ женного метода обработки.

При выборе прогрессивного МО наряду с определением наиболее рационального ме­ тода обработки и условий его реализации необходимо выбирать соответствующий вид технологического оборудования и оснастки. Поэтому, как показано на рис. 2.10.7, важны­ ми этапами решения задач САПР новых тех­ нологий являются: выбор оборудования, син­ тез схем нового оборудования, выбор техно­ логической оснастки (ТО) и синтез новой ТО. Выполнение этих процедур зависит от многих условий и является многовариантным.

Так, для выбора оборудования сущест­ вуют следующие пути:

1) выбран известный МО, для которого найдена в базе данных конструктивная схема реализации МО и имеются для нее аналоги оборудования — принимается определенная модель станка;

2)выбран известный МО, для которого найдена конструктивная схема, но отсутству­ ют аналоги оборудования (например по габа­ ритам детали) — производится описание кон­ структивной схемы к разработка технического задания на проектирование оборудования;

3)выбран неизвестный МО, для кото­ рого найдена известная конструктивная схема

иимеются аналоги оборудования — принима­ ется определенная модель станка и составля­ ется техническое задание на его усоверщенствование;

4)выбрав неизвестный МО, для кото­ рого не найдены конструктивная схема и из­ вестные аналоги оборудования — синтезиру­ ется новая конструктивная схема обработки, формируется ее описание и разрабатывается техническое задание на проектирование но­ вого вида оборудования.

Рещение названных выше задач сопро­ вождается поиском и выбором информации в базе данных, в которой хранятся библиотеки конструктивных схем обработки, оборудова­ ния и массивы условий выбора конструктив­ ных схем и моделей станков, а также описа­ ния их элементов. Рассмотренная подсистема связана с САПР конструирования оборудова­ ния, для которой вся необходимая информа­ ция формируется в виде технического зада­ ния.

Подсистемы выбора и синтеза техноло­ гической оснастки предназначены для поиска известных видов инструментов и приспособ­ лений для реализации новых методов обра­ ботки. В случае отсутствия в базе данных со­ ответствующих сведений о видах технологиче­ ской оснастки проводится её синтез. В основу подсистемы синтеза инструментов и приспо­ соблений положены известные методы поис­ кового конструирования. В частности, создан

ППП автоматизированного синтеза токарных приспособлений, обеспечивающий получение новых технических решений для этого вида

технологической оснастки. Заканчивается процесс проектирования в рамках этих двух подсистем разработкой технических заданий на проектирование технологической оснастки в САПР-инструмент и САПР-приспособле­ ние.

Последним этапом выбора прогрессив­ ных технологий является оптимизация усло­ вий обработки для известных МО при нали­ чии в базе данных соответствующих описаний этих МО и их математических моделей. Эта информация формируется в базе данных на основе разработанных паспортов методов обработки. Для выбора оптимальных решений в этом случае должны быть созданы специ­ альные комплексы многокритериальной оп­ тимизации режимов механической обработки.

Особенность решаемых задач с исполь­ зованием САПР новых технологий открывает возможность выполнения ряда новых проект­ ных процедур. Так, представляется возмож­ ным проводить укрупненный поиск МО по одному или нескольким параметрам, что осо­ бенно целесообразно на стадии конструктор­ ской подготовки, и уточненный поиск МО по большому числу параметров. По специально­ му запросу может быть сформировано ин­ формационное описание для изучения воз­ можностей МО, построена математическая модель МО.

сп и с о к ЛИТЕРАТУРЫ

1.Аверченков В.И. Формализация мето­ дов технологического проектирования, обес­ печивающих требуемое качество изделий // Трение и износ, Т. 18, №3, 1997.

2.Аскинази Б.М. Упрочнение и восста­ новление деталей электромеханической обра­ боткой. Л.: Машиностроение. 1997. 184 с.

3.Буц Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения: Пер. с анг. М.: Конкорд. 1992. 519 с.

4.Михайлов А.Н. Закономерности эво­ люционного процесса развития технологий машиностроения. // Прогрессивные техно­ логии и системы машиностроения. Донецк. 1995.

5.Рыжов Э.В., Аверченков В.И. Оптими­ зация технологических процессов механиче­ ской обработки. Киев: Наук, думка, 1989. 192 с.

6.Суслов АГ., Горленко АО., Симкин А.З.

Повышение долговечности кулачковых пар трения. // Трение и износ. Т. 18, № 3, 1997.

7.Суслов А.Г. От технологического обеспечения эксплуатационных свойств к качеству машин // Трение и износ, Т. 18, № 3, 1997.

8.Шнейдер Ю.Г. Образование регуляр­ ных микрорельефов на деталях и их эксплуа­ тационные свойства. Л.: Машиностроение. 1972. 210 с.

S

2S

P> cr

s

о

ы

ф2 ^

о Eо

X

Xе

25

*<

1

CL)

m

H

о

X

CO

1

^

^

CD S

Xx

О rn

^ 2

en

может быть сообщено до четырех формообра­ зующих движений одновременно. Кинематика резания анализирует и классифицирует раз­ личные схемы резания как функцию относи­ тельных движений инструмента и заготовки с учетом трансформации углов резания. В табл. 3.1.1 приведена классификация формо­ образующих движений на станке в зависимо­ сти от их числа и сочетания вращательного и поступательного движений.

Сравнительно редко применяется одно или два однотипных движения (два поступа­ тельных или два вращательных). Наиболее характерно сочетание поступательного и вра­ щательного движений, а также схемы с тремя движениями и более. Чем больше формооб­ разующих движений в станке, тем сложнее, в общем случае, обеспечить их заданное выпол­ нение, т.е. получить высокие технические

показатели станка с позиций точности. Одна­ ко разнообразие движений формообразующих узлов станка увеличивает его технологические возможности и универсальность. Поэтому выходные параметры станка, определяющие его технический уровень, должны быть, в первую очередь, связаны с теми формообра­ зующими и установочными движениями, ко­ торые определяют вклад станка в точность обработки.

Металлорежущие станки в зависимости от вида обработки делят на девять групп (табл. 3.1.2), а каждую группу — на десять типов (подгрупп), характеризующих назначе­ ние станков, их компоновку, степень автома­ тизации или вид применяемого инструмента. Четвертая группа предназначена для электро­ эрозионных, ультразвуковых и других стан­ ков.

Сверлильные 2 и расточные

Шлифоваль­ ные, полиро­ вальные, до­ 3 водочные, заточные

Электрофи­ зические 4 и электрохи­ мические

Настольно- и вертикальносверлильные

Круглошли

фовальные, бесцентровошлифовальные

Полуавтоматы

одношпинмногошпин дельные дельные

ВнутриОбдирочшлифоваль­ но-шлифо- ные, коорвальные

динатношлифовальные

Светолучевые

Горизонтальносверлильные

Притироч­ ные, поли­ ровальные, хонинговальные, доводочные

Анодномеханические от­ резные

Разные

сверлиль­

ные

Разные

станки,

работаю­ щие абра­ зивным инстру­ ментом

Для обозначения различных моделей ме­ таллорежущих станков принята специальная система, применение которой позволяет по цифровому и буквенному индексу станка оп­ ределить его тип, основные технологические параметры, класс точности и систему про­ граммного управления.

Обозначение модели станка состоит из сочетания трех или четырех цифр и букв. Первая цифра означает номер группы, вторая

— номер подфуппы (тип станка), а последние одна или две цифры — наиболее характерные технологические параметры станка. Напри­ мер, 1Е116 означает токарно-револьверный одношпиндельный автомат с наибольшим диаметром обрабатываемого прутка 16 мм; 2Н125 означает вертикально-сверлильный станок с наибольшим условным диаметром сверления 25 мм. Буква, стоящая после пер­ вой цифры, указывает на различное исполне­ ние и модернизацию основной базовой моде­ ли станка. Буква в конце цифровой части означает модификацию базовой модели, класс точности станка и его особенности.

Для обозначения применяемой на стан­ ках системы управления принята следующая индексация: Ц — с цикловым программным управлением; Ф1 — с цифровой индикацией положения, а также с предварительным набо­ ром координат; Ф2 — с позиционной систе­ мой ЧПУ; ФЗ — с контурной системой ЧПУ; Ф4 — с комбинированной системой ЧПУ.

Например, 16Д20П — токарно-винторез- ный станок повышенной точности; 6Р13К1 — вертикально-фрезерный консольный станок с копировальным устройством; 1Г340ПЦ — токарно-револьверный станок с горизонталь­ ной головкой, повышенной точности, с цик­ ловым программным управлением; 2455АФ1 — координатно-расточной двухстоечный станок особо высокой точности с предварительным набором координат и циф­ ровой индикацией; 2Р135Ф2 — вертикальносверлильный станок с револьверной головкой, крестовым столом и с позиционной системой числового программного управления; 16К20ФЗ — токарный станок с контурной системой числового программного управле­ ния; 2202ВМФ4 — многоцелевой (свер- лильно-фрезерно-расточной) горизонтальный станок с инструментальным магазином и с комбинированной системой ЧПУ (буква М означает, что станок имеет магазин с инстру­ ментами).

Для станков с числовым программным управлением (ЧПУ), учитывая их разную

компоновку и конструкцию, а также различ­ ное количество управляемых координат, при­ нято строго определенное обозначение осей координат и направлений движений рабочих органов станка, связанных с обрабатываемой заготовкой и режущим инструментом (рис. 3.1.2).

При этом за основу принимается пере­ мещение инструмента относительно системы координат неподвижной заготовки. Стандарт­ ная система координат представляет собой правую прямоугольную систему координат, связанную с заготовкой, оси которой парал­ лельны прямолинейным направляющим стан­ ка (рис. 3.1.3, о).

В общем случае имеется три линейных перемещения (соответственно X, У, Z) и три вращательных движения вокруг этих осей (соответственно А, В, С).

Положительное направление перемеще­ ний по осям координат X, У, Z и А, В, С оп­ ределяется по правилу правой руки (рис. 3.1.3, б). Положительное направление движе­ ния X, У, Z рабочего органа станка предпоч­ тительно соответствует направлению отвода инструмента от заготовки. Положительным направлением вращения А, В, С рабочего органа станка считается вращение по часовой стрелке, если смотреть вдоль положительного направления осей координат X, У, Z.

Направления движения рабочих органов, несущих инструмент, обозначаются буквами без штриха (рис. 3.1.3, а). Если, наоборот, рассматривается перемещение заготовки от­ носительно неподвижного режущего инстру­ мента, то ее положительное направление обо­

значается теми же буквами, но со штрихом

(Х\ У, Z0-

Ось Z всегда совмещается с осью вра­ щения шпинделя, несущего инструмент (например, на фрезерном станке с ЧПУ) или заготовку (например, в токарных станках с ЧПУ).

Если дополнительно к основным прямо­ линейным движениям X, К, Z имеются вто­ ричные движения, параллельно им, они обо­ значаются соответственно буквами U, V, W. А для обозначения третичных движений, парал­ лельных им, используются буквы Р, Q, и Я соответственно. Вторичные вращательные движения, параллельные или непараллельные основным движениям А, В, С, обозначаются буквами D и Е.