4.1.4. 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 (см. табл. 4.1, операции с кодами 140 и 155 следует включать в технологический маршрут, если необходима термическая обработка, соответственно закалка и улучшение). Из формулировок других операций, например147, сразу не вытекают условия включения операции в технологический маршрут. Однако в этом случае установка ступенчатого вала в патроне и люнете определяется отношением длины к приведенному диаметру L/D_пр и необходимость править центровые фаски. 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 применяется 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 мной операции термической обработки, например искусственного старения для литых чугунных корпусов. Вид заготовки 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. Эти операции назначаются в технологический маршрут при выполнении условий, вытекающих из технологических 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 ....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/D_пр)>12. Но в некоторых отраслях машиностроения данное отношение может быть другим. Это отношение обусловливает варианты схем установки заготовки при их обработке. Например, вал можно установить в центрах с люнетом и т.д.

Таблица 4.2.

Код условия Аi	Условие Аi
A67	Термическая обработка - закалка
A70	Термическая обработка - улучшение
A84	Отношение (L/Dпр)>12

Для выбора операций при синтезе технологического маршрута создают справочники условий. В табл. 4.2 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/D_пр)>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 А₇₀А₈₄. Однако эта же операция может следовать и после термической обработки - закалки, когда вследствие коробления заготовки необходимо обработать торцы и править центровые гнезда. В этом случае логическая функция будет иметь вид (А₇₀А₈₄)(А₆₇А₈₄).

В общем случае логическая функция выбора к-й операции

где A_i - условие из справочника условий для класса (группы) деталей; n₁ - 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 (1) представляет собой совокупность наборов 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 f_k=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 и 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,

где k=n₃ - количество операций (кодов C_k) в обобщенном маршруте.