РАЗДЕЛ 2
АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПРОЕКТИРОВАНИЯ КОМПОНОВОК
АГРЕГАТИРОВАННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1. Общая последовательность проектирования компоновок
АТСМ
Ядром функционирования АТСМ является обрабатываемая деталь (или совокупность деталей). Компоновочная схема, габариты, конструктивное исполнение элементов и их состав, установленная мощность электродвигателей, точность и даже стоимость АТСМ в значительной степени зависят от детали, для обработки которой она создается. Компоновка АТСМ как результат технической реализации процесса обработки детали будет зависеть от ее конструктивной формы и габаритов, взаимного расположения базовых и обрабатываемых поверхностей, числа сторон обработки, размеров, точности и шероховатости обрабатываемых поверхностей, требуемой производительности обработки.
Объект обработки (обрабатываемая деталь) и АТСМ информационно имеют иерархическую структуру, которая может быть представлена в виде графа (рис.2.1).
Связь между объектом обработки и создаваемой АТСМ осуществляется реализацией плана обработки детали (совокупности технологических переходов). Исходя из этого задачу синтеза компоновки АТСМ можно сформулировать следующим образом: сформировать множество технологических переходов X ={X?}, ? =1;? для получения совокупности обрабатываемых поверхностей Р комплекса деталей и распределить (реализовать) их в технологической системе так, чтобы обеспечить высокие технико-экономические показатели АТСМ при выполнении ею заданной программы выпуска.
Р={pi}, i=1;I; ; , j=1;I ,
где j - номер технологического перехода для получения i-й поверхности j=1,2,...,I i; i - номер поверхности для комплекса деталей, i=1,2,...,I ; I - число обрабатываемых поверхностей комплекса деталей.
Д={СОn}, n=1,N; СОn={ГПm}, m=1,Mn; ГПm={ЭПl}, l=1,Lm,
АТСМ={ПОg}, g=1,G; ПОg={САi}, i=1,Ig; CАi={РИj}, j=1,Ji; РИj={РК(ТП)k}, k=1,Kj;
Рис.2.1. Граф структуры объекта обработки (Д) и компоновки АТСМ
(Д - деталь; СО - сторона обработки; ГП - группа поверхностей; ЭП - элементарная поверхность; ПО - позиция обработки; СА - силовой агрегат; РИ - режущий инструмент, РК - режущий клин (элементарный РИ); ТП - технологический переход)
Так как в самом общем случае число просматриваемых вариантов при решении сформулированной задачи очень велико, решение ее приобретает большую сложность даже с использованием современной вычислительной техники. Для решения поставленной задачи необходимо формализовать фактуальные (что проектировать?) и процедурные (как проектировать?) знания на основе декомпозиции и упрощений.
Процесс синтеза компоновки АТСМ может быть представлен в виде последовательности следующих этапов:
* синтез множества различных вариантов планов обработки заданного множества поверхностей комплекса деталей (формирование множеств последовательно выполняемых технологических переходов);
* предварительный выбор компоновочной схемы АТСМ (варианта совмещения технологических переходов);
* синтез режущего инструмента (выбор стандартного или проектирование комбинированного) как реализация вариантов совмещения технологических переходов на следующем уровне иерархии РИ;
* синтез многоинструментных наладок силовых агрегатов и циклограмм их работы как реализация вариантов совмещения режущих инструментов на уровне иерархии СА;
* синтез позиций обработки как реализация вариантов совмещения силовых агрегатов на уровне иерархии ПО;
* окончательное определение структурно-компоновочной схемы обработки детали в АТСМ (технологической компоновки), оптимизация ее параметров и проектирование инструментальной наладки;
* техническая реализация варианта технологического воздействии при конструировании оригинальных и выборе унифицированных средств технологического оснащения, синтез конструкторской компоновки АТСМ как совмещение узлов и элементов в пространстве.
Для возможности оценки альтернатив и выбора рациональных технологических компоновок АТСМ на первом этапе осуществляется формирование вариантов планов обработки детали, обеспечивающих идентичное качество обработки детали. Назначение возможных планов обработки можно осуществить по любой известной методике.
На этапе синтеза комбинированного инструмента для вариантов совмещения технологических переходов проверяется возможность выполнения их комбинированным инструментом на основании системы технологических, конструкторских, организационных и других ограничений.
При синтезе силовых агрегатов рассматривается возможность объединения нескольких инструментов, как простых, так и комбинированных в один силовой агрегат на основании системы технологических и конструкторских ограничений, синтезируются циклограммы движений, пересчитываются параметры процесса резания.
При синтезе позиций обработки рассматривается возможность размещения нескольких силовых агрегатов на одной позиции обработки.
В итоге каждый из вариантов плана обработки может образовать большое множество компоновочных схем (вариантов совмещения технологических переходов во времени). Сократить число альтернативных вариантов компоновочных схем АТСМ возможно после расчета такта выпуска путем отсеивания вариантов , не обеспечивающих заданную производительность обработки.
.
Производительность АТСМ зависит от реализуемого варианта совмещения множества выполняемых технологических переходов во времени
где - основное и вспомогательное время выполнения обработки соответственно.
Основное время обработки элементарных поверхностей детали (ЭП) или групп соосных поверхностей (ГП) при последовательном выполнении технологических переходов определяется зависимостью
где N' и N" - соответственно, количество ЭП и ГП при последовательном выполнении переходов; t0j - основное время обработки j-ой ЭП; t0i - основное время выполнения i-ой ГП.
Основное время обработки при параллельном выполнении технологических переходов:
- основное время лимитирующего перехода.
В случае параллельно-последовательного выпо