Главная страница
Навигация по странице:

  • 2.3. Функциональная модель метода обработки

  • 2.4. Логико-множественная модель метода обработки и технологических

  • 2.5. Эвристический синтез методов механической обработки и техноло

  • В., Шлыкова А. В. Технологические процессы машиностроительного


    Скачать 1.89 Mb.
    НазваниеВ., Шлыкова А. В. Технологические процессы машиностроительного
    Дата02.03.2018
    Размер1.89 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаTehnologicheskiep_protsessy_v_mashinostroenii_chast_1.pdf
    ТипУчебное пособие
    #37575
    страница3 из 10
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
    2.2. Информационная модель метода изготовления детали
    Для формализованного описания метода изготовления детали как сис- темы наиболее удобным математическим аппаратом является теория графов.
    Связь структурных элементов метода изготовления детали задается графом S(q,T), множество вершин которого изоморфно характеристикам ме- тода изготовления детали, а множество дуг - отношением «

    », «

    » и «

    », с помощью которых выражается временная упорядоченность действий опреде- ленных характеристик.
    Применяя вышеуказанные отношения, можно комбинировать характе- ристики метода изготовления детали с целью создания новых вариантов. На- ряду с временной упорядоченностью структура метода изготовления детали как системы характеризуется ступенчатостью, которая распространяется на различную глубину.
    Применяя к исходной системе определенный способ расчленения, можно получить множество подсистем первого уровня


    1 1
    1 1
    1 1
    2 3
    4 5
    ,
    ,
    ,
    ,
    Q Q Q Q Q
    Проделав эту же операцию для каждой подсистемы первого уровня можно получить множество подсистем второго уровня


    2 2
    2 1
    2
    ,
    ,...,
    i
    i
    ik
    Q Q
    Q
    Результатом такого расчленения будет граф структуры системы, вершинами которого яв- ляются характеристики метода изготовления детали (рис. 2.6).
    Функция метода изготовления детали заключается в преобразовании исходной заготовки в готовую деталь и описывается отображением
    :
    k
    Q K
    QK
    В этом случае исходное и конечное состояния обрабатываемой детали определяется множеством параметров качества. К ним относятся: химиче- ский состав материала; модули упругости и упрочнения первого рода; моду- ли упругости и упрочнения второго рода; пределы текучести и прочности;

    40 твердость материала и распределение твердости по глубине и длине детали; точность размера, формы и расположения поверхностей детали; волнистость и шероховатость поверхности; конфигурация детали; анизотропия свойств материала детали.
    Рис. 2.6. Граф связи структурных элементов метода изготовления детали:
    0 1
    Q
    - подсистема нулевого уровня;
    1 1
    1 1
    1 1
    2 3
    4 5
    ,
    ,
    ,
    ,
    Q Q Q Q Q
    - подсистемы первого уровня;
    2 2
    11 53
    Q
    Q
    - подсистемы второго уровня.
    Метод изготовления детали может состоять из нескольких стадий «φ».
    Учитывая вышеизложенное, можно описать функцию метода изготовления детали графом


    ,
    F K Q


    0 1
    1
    ,
    k
    k
    k
    F K Q
    K
    K
    K




    Так как для реализации заданной функции могут быть созданы методы с различной структурой, то необходимо ввести оценочные функции, с помо- щью которых можно определить эффективность того или иного метода. Оце- ночные функции в этом случае являются технической характеристикой мето- да изготовления детали, состоящей из некоторого множества параметров:


    1 2
    ,
    ,...,
    ,...,
    i
    n
    Z
    Z Z
    Z
    Z

    В качестве оценочных функций принимают произво- дительность обработки, стойкость инструмента, энергоемкость процесса и так далее

    41
    Комплексным критерием оценки эффективности метода изготовления детали может быть принята себестоимость изготовления деталей, прибыль или приведенные затраты.
    Таким образом, информационная модель метода изготовления детали как технической системы описывается рядом соотношений, определяющих функцию, техническую характеристику и структуру системы на всех уровнях расчленения:


     

      





      





      




    0 0
    0 0
    1 1
    1 1
    1 2
    1 1
    1 2
    2 2
    2 2
    3 2
    1 2
    3 3
    3 3
    3 4
    3 1
    3
    :
    ,
    ,
    ,
    :
    ,
    ,
    ,
    ;
    1,
    :
    ,
    ,
    ,
    ;
    1,
    :
    ,
    ,
    ,
    ;
    1,















    k
    i
    j
    j
    ij
    j
    j
    j
    ij
    j
    j
    j
    ij
    j
    Q
    Q K
    K S
    Q T
    Z
    Q
    K
    K S Q T
    Z
    j
    m
    Q
    K
    K S
    Q T
    Z
    j
    m
    Q
    K
    K S
    Q T
    Z
    j
    m



    Информационная модель позволяет перейти к формализованному опи- санию процесса синтеза метода изготовления детали и его совершенствова- ния, а также использовать для этого вычислительную технику.
    Рассматриваемые выше функция и техническая характеристика метода изготовления детали состоят из определенного числа целей, которые необхо- димо достигнуть при реализации процесса обработки детали. Вследствие этого, вопрос выявления всего объема технологических целей, и анализ их взаимосвязей с характеристиками методов изготовления детали является дос- таточно важным. Рассмотрим это на примере методов обработки, включаю- щих в себя резание и поверхностное пластическое деформирование.
    2.3. Функциональная модель метода обработки
    Рассмотрим граф-дерево технологических целей (рис. 2.7), достигае- мых при реализации методов обработки.
    Технологические цели разбиты на четыре большие группы: образова- ние поверхности детали, технологическое обеспечение, управление и разви- тие. Цели, достигаемые при образовании поверхности детали также разделе- ны на три группы, характеризующие обеспечение заданного качества при

    42 максимальной производительности труда и минимальных затратах на изго- товление.
    Рис. 2.7 Граф-дерево технологических целей:
    Цели технологического обеспечения (рис. 2.8) определяют функции, которые необходимо учитывать при выборе и расчете требуемых для изго- товления детали: способа воздействия на обрабатываемый материал, обраба- тывающего инструмента, кинематических, динамических и статических ха- рактеристик метода обработки.
    Цели управления (рис. 2.9) указывают на осуществление управляющих воздействий вышеприведенными характеристиками метода обработки.
    Группа целей развития (рис. 2.10) перекликается в определенной мере с целями при образовании поверхности детали и включает в себя цели, кото- рые характеризуют улучшение качества обработанных деталей, а также по- вышение других технико-экономических показателей технологических про- цессов и операций.
    При разработке граф-дерева технологических целей осуществляется процесс квантификации целей. Данный процесс производится до тех пор, по- ка во всех висячих вершинах графа не будут содержаться количественно оп- ределимые, цели. На основании изучения научно-технической и патентной

    43 литературы разрабатывается классификатор характеристик метода обработки
    (рис. 2.11), и производится анализ взаимосвязей технологических целей,
    Рис. 2.8. Группа целей технологического обеспечения стоящих при образовании поверхности детали и развитии с характеристика- ми метода обработки.
    На рис. 2.12 представлен круговой граф взаимосвязей между целями развития и характеристиками метода обработки.

    44
    Анализ аналогичных графов позволяет выявить характеристики, влияющие на наибольшее количество технологических целей, и совершенст- вование которых дает наибольший эффект по улучшению качественных и
    Рис. 2.9. Группа целей управления.
    Рис. 2.10. Группа целей развития.

    45 технико-экономических показателей процессов обработки деталей. На осно- вании полученных графов можно сделать вывод, что доминирующее влияние на максимальное количество целей имеют способ воздействия на обрабаты- ваемый материал и обрабатывающий инструмент.
    Рис. 2.11. Классификатор характеристик метода обработки
    Рис. 2.12. Круговой граф взаимосвязей между целями развития и харак- теристиками метода обработки.
    Такой вывод позволяет наметить пути совершенствования метода об- работки, выявить и сформулировать для этого физические и технологические принципы, а также определить направления технологических и фундамен-

    46 тальных исследований взаимосвязей целей с характеристиками методов об- работки.
    Это позволяет в свою очередь на основе найденных в результате таких исследований математических зависимостей проставить на вышеприведен- ных дугах графов числовые функции, количественно характеризующие мощ- ность связей характеристик метода обработки и технологических целей.
    После нахождения взаимосвязей целей с характеристиками метода об- работки на следующем этапе системного анализа создается логико- множественная модель метода обработки и процесса его синтеза.
    2.4. Логико-множественная модель метода обработки и технологических
    объектов, участвующих в процессах изготовления деталей
    Для создания такой модели и формализации процесса синтеза метода обработки надо рассмотреть взаимосвязи между подмножествами технологи- ческих объектов, включающими в себя: «Т
    1
    » - подмножество кинематических характеристик, «Т
    2
    »- подмножество способов воздействия, «Т
    З
    » - подмноже- ство характеристик инструмента, «Т
    4
    » - подмножество динамических харак- теристик, «Т
    5
    » - подмножество статических характеристик, «Т
    6
    » – подмноже- ство обрабатываемых поверхностей, «Т
    7
    » - подмножество обработанных по- верхностей, «Т
    8
    » - подмножество базовых поверхностей, «Т
    9
    » -подмножество станков для реализации методов обработки, «Т
    10
    » - подмножество режимов обработки, «Т
    11
    » - подмножество рабочих приспособлений.
    Первые пять подмножеств относятся к системе "Метод обработки", ос- тальные подмножества характеризуют другие технологические объекты, уча- ствующие в процессе обработки деталей. Данные объекты либо являются оп- ределяющими при выборе характеристик метода обработки, либо необходи- мы для его реализации в технологическом процессе. Множество «Т» техно- логических объектов:
    2 3
    4 5
    6 7
    8 9
    10 11 1
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T
    T

    обладает множеством «М» свойств:

    47 1
    2 3
    4 5
    6 7
    8 9
    10 11
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    M

    Синтез метода обработки может осуществляться по двум основным ал- горитмам: алгоритму эвристического синтеза и алгоритму морфологического синтеза.
    Разработанный перечень свойств технологических объектов представ- лен в таблице 2.1.
    Используя методы математической логики и перечень свойств техноло- гических объектов, разрабатываются математические выражения, описы- вающие последовательный процесс синтеза метода обработки и объектов для его реализации:
    Зависимость кинематических характеристик метода обработки от па- раметров, определяющих их выбор:
     
     
     
     
     
     
     
    7 7
    2 1
    1 1
    7 1
    2 1
    1 4
    7 6
    5 2 2
    T
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    y
    m y
    m m y
    m m y
    a
    m m a
    b
    m m b
    a
    m m a








     

      
      
      


































    Зависимость способа воздействия от предопределяющих его парамет- ров:
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    6 6
    6 7
    7 7
    6 7
    2 ( 2 )
    2 ( 2 )
    2 3 2 1 2 3 2 1 2
    2 2
    8 9
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    M
    M
    T
    M
    M
    x
    m x
    m m x
    m m x
    y
    m y
    m m y
    m m y
    b
    m m b
    m m b








      

     

     
     











































    

     
















    Зависимость характеристик обрабатывающего инструмента от опреде- ляющих их параметров:














    2 2
    4 1
    1 2
    7 7
    7 7
    5 3
    3 10 3
    3 3
    11 12
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    T
    M
    T
    M
    M
    a
    m m a
    b
    m m b
    y
    m m y
    m m y
    c
    m m c
    c
    m m c
    m m c




     
     
     

     








       






    

     








    Зависимость динамических характеристик от определяющих их пара- метров:

    48
     
     
     
     
     
     
     
     
    3 1
    1 2
    6 1
    2 3
    11 5
    6 7
    10 4
    4 13 6
    7 7
    6 2
    2






     
     
     
     
     

































       







     
     












    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    M
    T
    M
    T
    T
    M
    M
    a
    m m a
    m m a
    b
    m m b
    c
    m m c
    m m c
    d
    m m d
    x
    m m x
    y
    m m y
    Зависимость статических характеристик от определяющих их парамет- ров:














    2 2
    4 1
    1 2
    7 7
    7 7
    5 3
    3 10 3
    3 3
    11 12
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    ( )
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    T
    M
    T
    M
    M
    a
    m m a
    b
    m m b
    y
    m m y
    m m y
    c
    m m c
    c
    m m c
    m m c




     
     
     

     








       






    

     








    Таблица 2.1.
    Перечень свойств технологических объектов
    Код объек- та
    Наименова- ние объекта
    Наименование свойства объек- та
    Обо- значе- ние имени свой- ства
    Обозна- чение значения свойства
    Обозначение множества имен и значе- ний свойства
    X
    Обрабаты- ваемая по- верхность
    Условия фор- мообразования
    m
    1j
    [m
    1j
    ]
    M
    1
    ={ m
    11
    ,…,
    m
    1n
    }
    [m
    1
    ]=
    {[m
    11
    ]…[m
    1n
    ]}
    Вид поверхно- сти (цилиндр, плоскость)
    m
    1(1)j
    [m
    1(1)j
    ]
    m
    1(1)
    , [m
    1(1)
    ]
    Положение по- верхности (на- ружная, внут- ренняя)
    m
    1(2)j
    [m
    1(2)j
    ]
    m
    1(2)
    , [m
    1(2)
    ]
    Качество
    m
    2j
    [m
    2j
    ]
    m
    2
    , [m
    2
    ]
    Точность
    m
    2(1)j
    [m
    2(1)j
    ]
    m
    2(1)
    , [m
    2(1)
    ]
    Шероховатость
    m
    2(2)j
    [m
    2(2)j
    ]
    m
    2(2)
    , [m
    2(2)
    ]
    Физико- механические свойства мате- риала заготовки
    m
    2(3)j
    [m
    2(3)j
    ]
    m
    2(3)
    , [m
    2(3)
    ]

    49
    Продолжение таблицы 2.1
    Код
    объ-
    екта
    Наименова- ние объекта
    Наименование свойства объек- та
    Обозн ачение имени свойст ва
    Обозна- чение значения свойства
    Обозначение множества имен и значе- ний свойства
    X
    Обрабаты- ваемая по- верхность
    Геометрические параметры
    m
    3j
    [m
    3j
    ]
    m
    3
    , [m
    3
    ]
    Соотношение поверхностей
    m
    4j
    [m
    4j
    ]
    m
    4
    , [m
    4
    ]
    Y
    Обработан- ная поверх- ность
    Обозначения
    Аналогичны обозначениям (m
    1(1)j
    … [m
    4
    ]) объекта с кодом «Х».
    Z
    Базовая по- верхность
    Обозначения
    Аналогичны обозначениям (m
    1(1)j
    … [m
    4
    ]) объекта с кодом «Х».
    A
    Кинематиче- ские харак- теристики
    -
    m
    5j
    [m
    5j
    ]
    m
    5
    , [m
    5
    ]
    Производи- тельность
    m
    6j
    [m
    6j
    ]
    m
    6
    , [m
    6
    ]
    B
    Способ воз- действия
    -
    m
    7j
    [m
    7j
    ]
    m
    7
    , [m
    7
    ]
    Обрабатывае- мость материа- ла заготовки
    m
    8j
    [m
    8j
    ]
    m
    8
    , [m
    8
    ]
    Коэффициент использования материала
    m
    9j
    [m
    9j
    ]
    m
    9
    , [m
    9
    ]
    С
    Обрабаты- вающий ин- струмент
    -
    m
    10j
    [m
    10j
    ]
    m
    10
    , [m
    10
    ]
    Стойкость
    m
    11j
    [m
    11j
    ]
    m
    11
    , [m
    11
    ]
    Стружкоделе- ние и стружко- удаление
    m
    12j
    [m
    12j
    ]
    m
    12
    , [m
    12
    ]
    D
    Динамиче- ские харак- теристики
    -
    m
    13j
    [m
    13j
    ]
    m
    13
    , [m
    13
    ]
    E
    Статические характери- стики
    -
    m
    14j
    [m
    14j
    ]
    m
    14
    , [m
    14
    ]
    U
    Станок
    -
    m
    7j
    [m
    7j
    ]
    m
    7
    , [m
    7
    ]
    R
    Режим обра- ботки
    -
    m
    16j
    [m
    16j
    ]
    m
    16
    , [m
    16
    ]
    F
    Рабочее при- способление
    m
    17j
    [m
    17j
    ]
    m
    17
    , [m
    17
    ]
    Причем:

    50 1
    1 1
    1 5
    5 6
    6
    ;
    M
    M M
    M


    и так далее.
    Зависимость параметров станка от характеристик метода обработки:
     
     
     
     
    2 1
    4 9
    1 2
    4 9
    7 5
    13 15
    T
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    a
    m m a
    b
    m m b
    d
    m m d
    u
    m m u


     
      
      
      




















    Зависимость режимов обработки от характеристик метода обработки и параметров обрабатываемой детали:
     
     
     
     
     
     
     
     
     
     
    2 2
    1 1
    2 7
    8 5
    3 3
    4 10 3
    4 10 10 11 13 16 6
    7 7
    6 7
    2 2 ( 2 )
    2 ( 3)
    T
    T
    M
    M
    M
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    M
    T
    T
    M
    M
    M
    a
    m m a
    b
    m m b
    m m b
    c
    m m c
    m m c
    d
    m m d
    r
    m m r
    x
    m m x
    y
    m m y
    m m y




     
     





























    


      

      






























     
     

     




















    Зависимость параметров рабочих приспособлений от характеристик метода обработки:
     
     
     
     
     
    5 9
    10 5
    9 10 15 15 16 11 11 7
    8 8
    1 4
    T
    T
    T
    M
    M
    M
    T
    M
    T
    M
    e
    m m e
    u
    m m u
    r
    m m r
    f
    m m f
    z
    m m z



     
      
      














        





     








    Синтез метода обработки может осуществляться по двум основным ал- горитмам; по алгоритму эвристического синтеза и по алгоритму морфологи- ческого синтеза.
    Алгоритм эвристического синтеза
    Алгоритм эвристического синтеза метода обработки относительно вы- бранного прототипа, т.е. наиболее близкого по технической сущности пред- ставлен на рис. 2.13 и может быть применен в том случае, если в действую- щем производстве необходимо улучшить качество обрабатываемых деталей и другие технико-экономические показатели операции или техпроцесса.
    Наиболее важными этапами вышеуказанного алгоритма являются по- иск и анализ прототипа с определением технического или физического про- тиворечий, а также поиск путей решения выявленных противоречий с фор-

    51 мированием вариантов приемлемых технических решений. Анализ и выбор оптимального метода обработки осуществляется по заранее выбранному кри- терию оптимальности (себестоимости, производительности, стойкости инст- румента и так далее) Для реализации выбранного метода обработки может быть осуществлена разработка нового или модернизация существующего оборудования, инструмента и технологической оснастки.
    Рис. 2.13. Алго- ритм эвристического синтеза метода обра- ботки относительно вы- бранного прототипа.
    При технологической подготовке производства деталей из новых кон- струкционных материалов может возникнуть необходимость проектирования метода обработки, имеющего принципиальные отличия от всех существую- щих.
    В этом случае проектирование осуществляется по алгоритму, пред- ставленному на рис. 2.14, который включает в себя синтез технического ре-

    52 шения по каждой характеристике метода обработки и технологическим объ- ектам его реализации.
    Рис. 2.14. Алгоритм синтеза технического решения по каждой характеристи- ке метода обработки и технологическим объектам его реализации.
    В каждом из блоков алгоритма после выбора тех или иных характери- стик метода обработки осуществляется проектирование и расчет средств их реализации.
    Процесс функционирования созданной модели при реализации цели потребителя состоит из трех этапов: измерения, оценки и принятия решения.
    На этапе измерения выбираются технологические и физические пара- метры согласно целям и ограничениям. На этапе оценки изыскиваются пути решений, заданных целью и ограничениями с помощью баз данных, содер- жащих два вида информации: временную и базовую. Временную информа- цию составляют ГОСТы, нормали, справочники, различные нормативные до- кументы и так далее. В базовую информацию входят установленные в на- стоящее время взаимосвязи между характеристиками метода обработки, тех-

    53 нологическими параметрами и физическими явлениями в зоне обработки по научно-технической и патентной литературе
    Если в результате анализа временной и базовой информации невоз- можно реализовать цель потребителя за счет применения типовых решений или выявляется неопределенность взаимосвязей технологических факторов, параметров качества деталей и физических явлений в зоне обработки, то по- сле проверки цели потребителя на правомерность возникает необходимость проведения технологических и фундаментальных исследований.
    Разработанные математические выражения и формальные алгоритмы позволяют приступить к созданию подробных алгоритмов и программ для структурного и параметрического синтеза методов обработки с помощью
    ЭВМ.
    Морфологический синтез методов механической обработки и техно-
    логические критерии выбора их характеристик
    Для осуществления синтеза по формальной модели, представленной на рис. 2.15 целесообразно использовать морфологический метод или метод морфологического ящика.
    При этом морфологический ящик представляет собой n - мерную мат- рицу, в каждой ячейке которой находится типовое решение. В нашем случае это характеристика метода механической обработки, которая выбирается в зависимости от конкретных условий ее применимости. При синтезе метода обработки осуществляют полный перебор всех вариантов его возможных структур с последующим количественным (параметрическим) определением характеристик метода механической обработки. После этого, может быть осуществлен выбор наиболее эффективного метода обработки для примене- ния его в тех или иных конкретных условиях.
    Информация (типовые решения и критерии выбора) для осуществления морфологического синтеза на ЭВМ может быть представлена либо в виде

    54 блочных алгоритмов, либо в виде таблиц соответствий, помещаемых в стан- дартную реляционную базу данных.
    Рис. 2.15. Формальная модель реализации цели потребителя.
    При применении стандартной реляционной базы данных для выбора нужного типового решения из множества возможных необходимо иметь сис- тему управления базой данных. Однако основным этапом для реализации морфологического синтеза метода механической обработки на ЭВМ является разработка классификаторов по его характеристикам и проблемно- ориентированного языка для их формализованного описания.
    Основной особенностью разработанной системы является то, что тех- нические решения при синтезе методов обработки принимаются с помощью классификаторов, разработанных на основе фундаментальных наук: теории упругости и пластичности, теории разрушения, кинематики, аналитической геометрии, динамики и др. Например, классификация способов механическо- го воздействия осуществлена по следующим параметрам: степень деформа- ции, знак деформации, вид напряженно-деформированного состояния, тем-

    55 пература деформации, скорость деформации, размеры очага деформации, фа- зовые превращения и физико-химические контактные характеристики.
    Общая схема морфологического структурного синтеза характеристик метода обработки представлена на рис. 2.16.
    Рис. 2.16. Общая схема морфологического структурного синтеза характери- стик метода обработки.
    В первую очередь выбирается способ воздействия на обрабатываемый материал согласно алгоритму, представленному на рис. 2.17. Входными дан- ными на этом этапе являются глубина дефектного слоя h, коэффициент обра- батываемости материала К
    м
    , отношение наружного d
    н к внутреннему d
    вн диа- метру детали, толщина ее стенки t, вид детали (цилиндрическая, плоская, по- лая и так далее), шероховатость поверхности и заданные физико- механические свойства материала обработанной детали. Выходными пара- метрами являются характеристики способа воздействия. Так, например, на выходе алгоритма, обозначенного цифрой "1" будут получены следующие характеристики: способ воздействия - резание; степень деформации - разру- шение; вид напряженно-деформированного состояния - сдвиг, знак деформа- ции - прямая плюс обратная.
    На следующем этапе формируются кинематические характеристики метода обработки, т.е. варианты кинематических движений инструмента

    56
    «D
    и
    » и заготовки «D
    заг
    » для получения требуемой формы обработанной по- верхности.
    Фрагмент алгоритма выбора кинематических характеристик представ- лен на рис. 2.18.
    Рис. 2.17. Алгоритм выбора способа воздействия на обрабатываемый матери- ал.
    Выбор осуществляется с учетом траектории и направления движений, а также скорости и ускорения рассматриваемых перемещений. Исходными данными, влияющими на выбор вариантов движений, являются вид поверх- ности (цилиндрическая, наружная, внутренняя, фасонная и так далее), на- правление, форма и высота микронеровностей обработанной поверхности, соотношение поверхностей (открытая, закрытая и так далее), годовая про-

    57 грамма выпуска деталей, длина обрабатываемой поверхности и знак дефор- мации. На этом же этапе решается вопрос о том, что будет представлять
    Рис. 2.18. Фрагмент алгоритма выбора кинематических характеристик. собой зона контакта инструмента и детали: условную точку, направляющую или образующую линии обрабатываемой поверхности. На каждом выходе ал- горитма заложены варианты кинематических движений детали и инструмен- та в цифровых символах, закодированных с помощью таблице 2.2. Например, движения, осуществляемые при токарной обработке с продольной подачей, записываются в следующем виде: D
    заг
    = 1.4.1.0; D
    и
    = 2.1.1.0.
    Затем для определенных на предыдущих этапах синтеза способа воз- действия и кинематических вариантов движений необходимо отыскать ха- рактеристики обрабатывающего инструмента: совокупность рабочих поверх- ностей инструмента, материал рабочей части инструмента, расположение ра-

    58 бочих поверхностей инструмента относительно обрабатываемой поверхности и совокупность базовых поверхностей инструмента. Структурный синтез ин- струмента осуществляется с использованием созданных классификаторов по каждой вышеперечисленной характеристике.
    Таблица 2.2.
    Кодировка кинематических движений станка
    Траектория
    Движения
    Направление движения
    Скорость
    Движения
    Ускорение
    Движения
    1. Вращательное
    1. Параллельно плоскости, поверх- ности, оси
    1. Постоянная
    0. Отсутст- вует
    2. Поступательное 2. Перпендикуляр- но поверхности, оси
    2. Постоянно изме- няющаяся
    1. Постоянно положитель- ное
    3. Возвратно- поступательное
    (осцилляция)
    3. Под углом к по- верхности, оси
    3. Дискретно изме- няющаяся
    2. Постоянно отрицатель- ное
    4. Качательное
    4. Вокруг точки, оси, поверхности
    4. Движение с ос- тановками
    3. Изменяю- щееся уско- рение
    5. Реверсивное движение
    5. Касательное
    -
    -
    6. Сложное
    6. В противопо- ложном направле- нии предыдущему движению
    -
    -
    Кроме кинематических характеристик и характеристик способа воздей- ствия на этом этапе входными данными являются вид поверхности, соотно- шение поверхностей, твердость материала детали, шероховатость поверхно- сти, предельная стойкость инструмента и условия стружкоделения и струж- коудаления. Фрагмент алгоритма выбора характеристик инструмента пред- ставлен на рис. 2.19.
    После определения способа воздействия, кинематической схемы обра- ботки и характеристик инструмента, (в частности, расположения его рабочих поверхностей) формируется динамическая схема обработки и определяется система внешних сил, действующих на деталь и инструмент. На последнем

    59 этапе структурного синтеза в зависимости от системы действующих на де- таль и инструмент внешних сил, вида детали, совокупности базовых поверх- ностей инструмента и кинематической схемы обработки определяются прин- ципиальные схемы базирования инструмента и детали, а также структурные элементы рабочих зажимных и ориентирующих приспособлений.
    Рис. 2.19. Фрагмент алгоритма выбора характеристик инструмента.
    После получения нескольких вариантов структур методов обработки осуществляется параметрический синтез их характеристик. Для этого состав- ляются матрицы связей характеристик метода обработки с параметрами ка- чества «ПК» обрабатываемых деталей и технико-экономическими показате- лями «ТЭП» технологических операций. В каждой клетке матрицы помеща- ется математическое выражение для расчета количественных показателей ха- рактеристики метода обработки с целью получения заданного качества дета- лей при минимуме затрат на производство и обеспечения максимальной про- изводительности труда. При необходимости на основании проведенных рас- четов выбирается метод обработки, обеспечивающий оптимальные технико- экономические показатели.

    60
    2.5. Эвристический синтез методов механической обработки и техноло-
    гические правила его реализации
    При совершенствовании методов механической обработки, как уже указывалось выше, целесообразно применить алгоритм эвристического син- теза, основанный на трансформации прототипа, т.е. наиболее близкого по технической сущности методу механической обработки. В первом блоке ал- горитма формируется та общественная потребность, которая должна быть удовлетворена проведением совершенствования того или иного метода обра- ботки. При этом формируется проблема. Например, повышение эффективно- сти обработки, которая имеет четко поставленную цель, но конкретные пути ее реализации трудноопределимы на данном этапе. Во втором блоке алго- ритма на основании проблемы ставится конкретная технологическая цель, по которой должен быть получен максимальный эффект (например, повышение производительности обработки) и имеющая определенное количество путей ее решения.
    При необходимости поддержания других параметров обработки на оп- ределенном уровне (обеспечение точности, стойкости инструмента и так да- лее) формируется система технологических ограничений, которая должна быть выполнена при решении поставленной проблемы и достижении макси- мального эффекта по технологической цели, имеющей приоритет.
    Затем осуществляется поиск наиболее близкого по технической сущно- сти метода обработки. Для реализации данного этапа может быть использо- ван метод обработки, применяемый в модернизируемом производстве, либо может быть осуществлен патентный поиск. После этого, анализируя извест- ный метод обработки, определяют то техническое или физическое противо- речие, которое не позволяет достичь данным методом обработки поставлен- ной технологической цели.
    Для разрешения выявленных противоречий и достижения поставлен- ной цели необходимо определить идею решения противоречия, т.е. то дейст- вие, с помощью которого можно трансформировать известный метод обра-

    61 ботки или объект для его реализации (станочный модуль, приспособление и так далее). После этого, по найденному для достижения цели действию по трансформации объекта (метода обработки), осуществляют поиск типовых решений - технических средств. Обычно таких решений бывает несколько. С помощью найденных действий и средств известный метод обработки или объект для его реализации трансформируется определенным образом, и фор- мируются варианты приемлемых технических решений. Полученные таким образом, усовершенствованные методы обработки сравниваются друг с дру- гом по эффективности выполнения поставленной цели (повышение произво- дительности обработки) и при необходимости по определенной системе тех- нологических ограничений (точность обработки, стойкость инструмента и так далее) На основании анализа полученных методов обработки выбирается один, оптимальный по поставленной цели (производительности).
    Контрольные вопросы
    1.
    Что такое «система», какую она имеет структуру?
    2.
    Что такое целостность системы?
    3.
    Что такое членимость системы?
    4.
    Что такое интегративные качества системы?

    62
    1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


    написать администратору сайта