Теоретическая часть. Методика проведения морфологического анализа и синтеза технических систем

Контрольные вопросы.

Методика проведения морфологического анализа и синтеза технических систем.

2.1. Общие положения.

Студенту выдается задание по анализу и синтезу выбранного им в соответствии с его специальностью технического объекта (Т.О.).

Работа выполняется в следующей последовательности:

- Выбор Т.О. для последующего анализа и синтеза.

- Описание проблемной ситуации.

- Выбор критериев качества.

- Разбиение объекта на функциональные элементы.

- Выделение и описание функций элементов Т.О.

- Построение морфологической таблицы.

- Определение числа возможных технических решении (Т.Р.).

- Сокращение числа альтернатив.

- Ранжирование альтернативных вариантов по заданным критериям качества.

- Ввод и корректировка данных в ЭВМ.

- Автоматизированный синтез эффективных комбинаций альтернатив.

- Корректировка данных.

- Оформление отчета по работе.

- Защита отчета и ответы на контрольные вопросы.

2.2 Выбор Т.О. для последующего анализа и синтеза и описание проблемной ситуации.

Выбор Т.О. осуществляется студентом самостоятельно в соответствии со специальностью, по которой он обучается. Целесообразно выбирать реальные Т.О., в том числе являющиеся предметом курсового и дипломного проектирования. Находясь на производственной практике, студенты, для выбора Т.О., могут воспользоваться заводскими темниками для рационализаторов и изобретателей. Выбрать реальный Т.О. помогает и участие в НИРС и НИР кафедр.

Описание проблемной ситуации выполняется студентом на основе анализа научно – технической литературы, а также данных, полученных в процессе производственной практики или от руководителей курсового и дипломного проектирования. Проблемную ситуацию можно сформулировать самостоятельно, если попытаться, при наличии конкретного Т.О., ответить на один из следующих вопросов:

- Как упростить и удешевить конструкцию детали, инструмента, прибора, станка или изделия?

- Как изменить конструкцию Т.О. или технологический процесс, чтобы сократить нормы расхода металла и других материалов или заменить один материал другим?

- Какие рациональные изменения следует внести в целях экономии электроэнергии, воздуха, газа, воды, пара?

- Какими изменениями Т.О. и технологических процессов или контрольно-измерительных средств можно повысить качество выпускаемой продукции, ее долговечность и стоимость?

- За счет каких изменений можно повысить производительность на своем станке, рабочем месте, участке, цехе?

- Как усовершенствовать Т.О. для улучшения условий труда и техники безопасности?

- Что изменить в Т.С. для уменьшения брака и потерь производства?

- Какие изменения следует внести для улучшения внешнего вида выпускаемой продукции?

- Какие новые виды товаров можно изготовить, используя имеющиеся отходы производства?

2.3. Выбор критериев качества.

Критерии качества имеют большое значение при выборе лучшего варианта Т.О. из имеющихся или при оценке эффективности нового Т.О.

Так как рассматриваемый метод обеспечивает синтез большого числа вариантов выполнения совершенствуемого Т.О., то для выбора наилучшего варианта необходимо задаться соответствующими оценивающими критериями.

Набор критериев качества для различных классов Т.О. включает следующие их четыре группы[1]:

- Функциональные (производительность, точность, долговечность);

- Технологические (трудоемкость, технологические возможности, использование материалов, расчленение Т.О. на элементы);

- Экономические (затраты материалов, энергии, габаритные размеры Т.О.);

- Антропогенные (эргономичность, красота, безопасность, экологичность).

Оценку вариантов полученных Т.О. можно осуществлять как по одному из предложенных критериев, так и по нескольким одновременно.

2.4. Разбиение Т.О. на элементы, выделение и описание функций его элементов.

Этот этап выполняется в соответствии с рекомендациями, изложенными в методических указаниях к практической работе «Функциональный анализ технических систем». По результатам анализа выбираются те элементы или функции Т.О., за счет совершенствования которых можно с наибольшим эффектом устранить проблему и решить поставленную задачу.

2.5. Составление морфологической таблицы.

На основе выбранных в п. 2.4. элементов и функций Т.С. строится морфологическая таблица. Количество столбцов и их наименования должны соответствовать числу и названию выбранных в результате анализа элементов или функций исследуемой Т.С. (В учебных целях, для сокращения времени на анализ большого числа возможных вариантов исполнения Т.С., рекомендуется строить таблицу из 5 – 10 столбцов). Каждый из столбцов таблицы последовательно заполняется альтернативными вариантами исполнения расположенного в нем элемента или функции. Альтернативные варианты в столбце обозначаются индексом Aⁿ_m, где n – порядковый номер альтернативного варианта исполнения элемента или функции в ”m”- ом столбце (n = 1,2,…); m – порядковый номер столбца таблицы (m = 1,2,..).

Для поиска наиболее интересных и эффективных вариантов альтернатив рассматриваемых элементов и функций исследуемой Т.С. могут быть использованы:

- Техническая литература, в том числе справочники и энциклопедии;

- Международный классификатор изобретений, бюллетень изобретений и патентные описания по интересующим рубрикам;

- Каталоги выставок, проспекты для поиска Т.Р., соответствующих уровню лучших мировых образцов;

- Собственные знания и результаты консультаций со специалистами;

- Варианты, полученные при использовании методов поиска новых решений – «мозговой атаки», «гирлянд случайностей и ассоциаций», «эвристических приемов» и др.

2.6. Определение числа возможных технических решений и сокращение числа сочетаний альтернатив.

Совокупность вариантов выполнения всех элементов или функций исследуемой Т.С., выраженная в виде морфологической матрицы, дает возможность определить число вытекающих из неё возможных Т.Р.

Это число «N» определяется по формуле:

N = n_1*n_2*n₃…n_m

где n – число альтернативных вариантов в столбце;

m - число столбцов.

Если на этапе поиска альтернативных, известным элементам или функциям Т.С., вариантов их выполнения, является очень важным не ставить преждевременно вопросов об их практической осуществляемости и ценности, что приносит вред эффективности применения морфологического метода, то после заполнения всей матрицы, целесообразно осуществить сокращение числа альтернатив путем удаления несовместимых их комбинаций. Такие «запрещенные» сочетания выписываются отдельно и в дальнейшем не включаются как комбинации с другими альтернативами при синтезе целостной Т.С.

2.7. Ранжирование альтернативных вариантов по заданным критериям качества.

После сокращения альтернативных вариантов выполнения выбранных элементов или функций Т.С., осуществляется их сопоставление на основе заданных в п. 2.3. критериев качества.

Ранжирование альтернативных вариантов производится посредством относительной их оценки (в баллах) отдельно по каждому из заданных критериев качества.

Для наглядности, результаты ранжирования альтернативных вариантов сводятся в таблицу.

2.8. Ввод и обработка данных на ЭВМ.

Ввод, корректировка данных и автоматизированный синтез наилучших вариантов Т.О. осуществляется в соответствии с инструкцией по работе с ЭВМ.

В дисковод IBM PC AT286 вставляется,гибкий диск с программой. В командной строке «DOSa» ввести спецификацию дисковода с “: ”, далее нажать клавишу «Enter».

В командной строке «DOSa» набрать имя файла пакетной обработки до расширения «bat» и нажать клавишу «Enter».

Отредактировать шаблон для ввода собственных данных и их оценки, нажать клавишу «F₂» и далее «F₁₀».

Ответить на вопрос о завершении или продолжении работы программы. Максимальное число столбцов – 5, строк – 5. В неиспользуемые графы ставить оценку «0».

3. Пример проведения морфологического анализа и синтеза Т.О.

В качестве Т.О. для последующего анализа и синтеза выбираем режущий метчик с гладкой передней направляющей частью по а.с. № 90858, МКИ В23д5/06 (см. рис. 1).

Известно, что точность обработки отверстия размерным инструментом (к числу которых относится и метчик) во многом зависит от точности совмещения их осей, а также величины неуравновешенно и радиальной составляющей силы резания. В процессе работы метчик должен перемещаться в осевом направлении точно по шагу, т.е. любому углу поворота метчика должно соответствовать совершенно определенное его осевое перемещение.

где v – численная величина вектора скорости по прямой.

w - численная величина вектора угловой скорости.

При подходе метчика к обрабатываемому отверстию и в момент контакта с материалом изделия его ось должна быть неподвижна, соосна с обрабатываемым отверстием или строго перпендикулярна базовому или заходному торцу изделия.

В реальных условиях работы метчика трудно выполнить эти требования, т.к. процесс обработки протекает при наличие целого ряда погрешностей. Так, при работе метчика, на него действуют как внешние избыточные осевые и радиальные силы, так и силы сопротивления со стороны обрабатываемого материала. Под действием этих избыточных сил нарушается точность параметра винтового движения метчика, что приводит к неправильному срезанию слоев металла с обрабатываемой поверхности отверстия.

Являясь одновременно режущим инструментом и копирным винтом, метчик, сформировав в начальный момент резания, как инструмент, резьбу с отклонениями от требуемого закона (1), следует в дальнейшем ей, как копирный винт, копируя эти отклонения на всю ее длину. Недостатком выбранного объекта (рис. 1) является то, что гладкая направляющая часть выполняется с наружным диаметром, который должен быть меньше наименьшего по допуску, диаметра отверстия обрабатываемого изделия. Таким образом, погрешность захода метчика в отверстие не устраняется, а лишь колеблется в пределах допуска на него.

Критериями качества целесообразно выбрать:

1. Из функциональных – точность взаимного расположения осей нарезаемой резьбы и исходного отверстия и производительность.

2. Из экономических – габаритные размеры.

Функции основных конструктивных элементов метчика. Таблица 1

№	Наименование элемента	Функции элемента
1.	Направляющая часть	Центрирует метчик вдоль оси отверстия в начальный момент резания и направляет его в процессе дальнейшей работы.
2.	Режущая часть	Обеспечивает снижение величины неуравновешенных, радиальных и осевых составляющих сил резания.
3.	Переходный участок	Снижение возникновения избыточных осевых сил и крутящего момента.
4.	Калибрующая часть	Обеспечивает опору метчику, при его движении на уже обработанную поверхность и его ориентацию в витках нарезаемой резьбы.
5.	Стружечные канавки	Используются, как направляющие или опорные поверхности.
6.	Перья метчика	Несут ведущие и направляющие элементы.

Из всей совокупности функциональных элементов, характеристик и параметров Т.О., при его разделении выбираются те, от которых зависит решение проблемы и достижение поставленной цели. В нашем примере, на обеспечение точности взаимного расположения осей исходного отверстия и обрабатываемой резьбы оказывает влияние не вся совокупность конструктивных элементов метчика, а только определенная их часть, выявить которую можно на основе проведения функционального анализа (2). Его результаты сводятся в соответствующую таблицу 1, где у каждого элемента выделяются только функции по обеспечению его работы, направленной на решение поставленной задачи.

Записываем выделенные в результате функционального анализа метчика его элементы в наименования столбцов морфологической таблицы 2. В рассматриваемом примере заполнение столбцов таблицы 2 альтернативными вариантами выполнения выделенных элементов метчика будем осуществлять на основе их поиска по фондам патентной библиотеки (ВПТБ). Рассматриваемому Т.О. соответствует класс В23д5/06. Каждую альтернативу будет сопровождать ссылкой на номер соответствующего авторского свидетельства, по которой можно, при желании, более подробно ознакомиться с существом предлагаемого Т.Р.

В соответствии с табл. 2 число возможных вариантов Т.Р. метчика составляет:

N = 7 · 8 · 3 · 5 · 3 · 4 = 20080

При комбинировании – ряд сочетаний альтернатив могут оказаться не реализуемыми в техническом плане, поэтому необходимо заранее ввести запреты на такие комбинации. В нашем примере таких несовместимых сочетаний альтернативных признаков три:

А₁³ А₆⁴; А₁⁵ А₆⁴; А₁⁷ А₆⁴.

Для всех альтернативных вариантов проводится оценка по заданным критериям качества. Варианты оцениваются по пятибалльной системе.

В результате синтеза эффективных комбинаций альтернатив были найдены следующие технические решения:

По критерию точности:

ТР₁ = А₁⁵ А₂⁵; А₃² А₄⁴; А₅³ А₆³.

ТР₂ = А₁³ А₂⁴; А₃² А₄³; А₅³ А₆¹.

По критерию производительности:

ТР₃ = А₁¹ А₂⁵; А₃² А₄¹; А₅¹ А₆⁴.

ТР₄ = А₁⁷ А₂⁸; А₃³ А₄⁴; А₅³ А₆³.

По критерию габаритов:

ТР₅ = А₁⁷ А₂⁵; А₃³ А₄⁵; А₅² А₆³.

ТР₆ = А₁⁷ А₂⁸; А₃³ А₄⁴; А₅³ А₆³.

Форма описаний найденных лучших решений приводится на примере описаний Т.Р.₁.

Предлагается метчик, направляющая часть которого выполнена с деформирующими элементами в виде пирамид. На режущей части ведущая сторона зуба занижена от его основания к вершине под углом “ β”, при этом зубья переходного участка работают по профильной схеме.

На калибрующей части зубья выполнены деформирующими. Стружечная канавка на рабочем торце смещена относительно начала резьбы, а угол перьев со стороны спинки отличается от угла передней поверхности.

Таблица 3

Наименование элемента и обозначение альтернатив	Оценка по критериям
Точность	Производительность	Габариты

Направляющая часть

А₁¹ 3 5 3

А₁² 2 3 2

А₁³ 4 3 2

А₁⁴ 3 4 2

А₁⁵ 5 4 3

А₁⁶ 4 4 2

А₁⁷ 2 5 5

Режущая часть

А₂¹ 2 3 3

А₂² 3 2 3

А₂³ 3 3 3

А₂⁴ 4 3 3

А₂⁵ 5 4 4
А₂⁶ 4 2 2
А₂⁷ 4 3 3
А₂⁸ 4 4 4

Переходной участок

А₃¹ 3 3 3

А₃² 4 4 3

А₃³ 2 4 5

Калибрующая часть

А₄¹ 3 4 4
А₄² 3 3 3

А₄³ 4 2 3

А₄⁴ 5 4 4

А₄⁵ 4 4 5

Стружечные канавки

А₅¹ 3 4 3

А₅² 2 3 4

А₅³ 4 4 4

Перья метчика

А₆¹ 4 3 2

А₆² 4 3 3

А₆³ 3 3 3

А₆⁴ 5 4 4

Таблица 2

МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТЧИКА

Направляющая часть А1	Режущая часть А2	Переходной участок А3	Калибрующая часть А4	Стружечные канавки А5	Перья метчика А6
А1^1 передняя, гладкая а.с. № 625515.	А2^1 два зуба со стороны общей впадины имеют двойное затылование по боковым поверхностям а.с. № 237562.	А3^1 средней и внутренний диаметры зубьев, имеют обратную конусность с зубьями режущей части а.с. № 459311.	А4^1зубья бочкообразной формы по dс р для опоры на витки нарезанной резьбы а.с. № 139906	А5^1 контактирует с соответствующими выступами воротка а.с. № 62515	А6^1 перья с ведущими (бочкообразной формы) зубьями, расположены между перьями с режущими зубьями а.с. № 288519
А1^2 в виде сверла а.с. № 111324.	А2^2ведущие зубья че-редуются с режущими по всей длине пера а.с. № 418292.	А3^2 зубья работают по профильной схеме а.с. № 1389955.	А4^2 величина затылования зубьев постепенно увеличивается от заборного конуса к хвостовику а.с. № 589016.	А5^2стороны канавки выполнены с противоположно направленными равными углами λ а.с. № 281125.	А6^2 на калибрующей части их число больше, чем на режущей а.с. № 422553.
А1^3 с деформирующими зубьями заниженными по наружному и среднему диаметрам а.с. № 336106.	А2^3 ведущие зубья занижены на толщину среза а.с. № 484050.	А3^3 без переходного участка.	А4^3 ведущие зубья расположены в шах-матном порядке и выполнены с левым затылованием на части ширины пера а.с. № 621508.	А5^3 стружечная канавка на рабочем торце смещена относительно нача-ла резьбы а.с. № 759253.	А6^3 угол перьев со стороны стенки отличается от угла передней поверхности а.с. № 1431902.
А1^4 в виде развертки а.с. № 753568.	А2^4 на вершине зубьев выполнены ведущие участки для опоры о донышки резьбовых впадин а.с. № 541606.		А4^4 зубья выполнены деформирующими а.с. № 213547.		А6^4 передняя поверхность перьев выполнена с направляющей ступенькой по всей их длине а.с. № 975270.
А1^5 с деформирующими элементами в виде пирамид А.с. № 1060364.	А2^5 ведущая сторона зуба занижена от его основания к вершине под углом β. а.с. № 831445.		А4^5 режущие кромки зубьев притуплены а.с. № 831445.
А1^6 с многозаходной резьбой а.с. № 856701.	А2^6 разделена на отдельные конические участки а.с. № 1349914.
А1^7без направляющей части.	А2^7 снабжена опорными зубьями а.с. № 1284099.
	А2^8 на каждом втором зубе выполнены канавки в виде конической резьбы а.с. № 1139584.

4.Содержание отчета.

1. Описание проблемной ситуации и формулировка цели работы.

2. Таблица анализа функций элементов Т.С.

3. Морфологическая таблица выполнения элементов и реализации функций Т.С.

4. Определение числа возможных Т.Р. и выявление несовместимых комбинаций альтернатив.

5. Таблица ранжирования альтернативных вариантов по заданным критериям качества.

6. Перечень или распечатка десяти лучших вариантов полученных Т.Р.

7. Примеры выполнения Т.С. в виде эскизов двух – трех лучших сочетаний и анализ возможности их охраноспособности.

1. Сущность метода морфологического анализа и синтеза Т.С.?

2. Эффективная область использования метода морфологического анализа?

3. Как составляется морфологическая матрица альтернатив выполнения элементов и реализации функции Т.С.?

4. Критерии, используемые при оценке выявления альтернативных вариантов?

5. Как определить число возможных вариантов выполнения элементов или функции Т.С.?

Практическая работа №6

Функционально-физический анализ технических систем.

Известно, что в инженерной деятельности существует определённый разрыв между знаниями в физике и их практическим использованием в технике. Задача заключается в том, чтобы создать эффективную связь между достижениями мирового естествознания и их техническим приложением.

Данный метод базируется на методологических принципах анализа технических систем, разработанных Р. Коллером [3].

Любая техническая система (Т.С.) характеризуется наличием в ней организованных потоков энергии, вещества или информации (сигналов). По наличию этих характерных потоков все Т.С. можно разделить на 3 класса:

- машины, характеризуются потоками и преобразованием энергии;

- аппараты, характеризуются потоками и преобразованием вещества;

- приборы, характеризуются потоками и переработкой информации (сигналов).

В современных сложных Т.С. присутствуют, как правило, два или три указанных вида потока одновременно.

В Т.С. могут изменяться только свойства и состояния потоков энергии, вещества и информации.

Изменение свойства связано с изменением единицы измерения физической величины и является качественным изменением.

Изменение состояния связано с изменением числового значения (количества) физической величины и является количественным изменением.

Сложные процессы изменений в Т.С. свойств и состояний потоков можно свести к конечному числу элементарных функций или основных операций.

Все потоки или процессы преобразования энергии, вещества и информации можно свести к определённым физическим, химическим, биологическим эффектам и явлениям, которые и реализуют элементарные функции.

Под элементарной функцией понимается описание того, какая физическая величина, благодаря какому процессу (действию), в какую другую физическую величину должна быть преобразована. Описание элементарной функции содержит 3 компонента: “что”, ”как”, ”во что” преобразуется. Этим компонентам соответствуют:

действие

вход выход

В процессе преобразования “входа” в “выход” изменяется либо числовое значение физической величины (происходит количественное преобразование), либо размерность физической величины (происходит качественное преобразование).

При большом разнообразии “входов” и “выходов” элементарных функций различных Т.С., разнообразие операций (“действий”) несоизмеримо меньше.

Исключив описание элементарной функции (т. е. “входов” и “выходов”), получим основную операцию (“действие”) и наоборот, если в основной операции опишем “вход” и ”выход” в виде свойств и состояний определённых видов энергии, вещества или сигнала, то получим описание некоторой элементарной функции.

Любую Т.С. и её элементы по Коллеру можно выразить или описать через 14 пар (приложение 3) основных операций, связанных свойствами инверсии действий, т.е. они, являются противоположными друг другу.

2. Методика проведения функционально – физического анализа Т.С.

Студенту выдаётся задание по анализу и совершенствованию выбранного им технического объекта (Т.О.).

Суть работы состоит в углублённом изучении конструкции и структуры элементов Т.О., их функциональной взаимосвязи, характера передаваемых элементами Т.О. и преобразуемых в нём потоков энергии, вещества и информации (сигналов), с их описанием в виде “входов” и “выходов”. При этом необходимо понять и уточнить следующее:

- из каких элементов состоит Т.О.;

- какие функции выполняет каждый элемент Т.О.;

- в чём заключается проблемная ситуация;

- какие потоки (вещество, энергия или информация) преобразуется при функционировании каждого элемента Т.О. (описать “действие”);

- какой единицей измерения характеризуются потоки на “входе” и ”выходе” (приложение 4);

- какой основной операцией (Коллера) можно выразить “действие” (функцию) элемента Т.О. (приложение 3);

- на основе какого физико-технического эффекта (ФТЭ) реализуется функция (“действие”) каждого элемента Т.О. (дать математическое описание физико-технического эффекта);

- какими недостатками характеризуется реализуемый каждым элементом физико-технический эффект.

Все полученные данные анализа сводятся в таблицу, после чего на бальной основе осуществляется, исходя из выявленных недостатков, оценка эффективности реализуемых физико-технических эффектов по реализации функций элементов Т.О.

Конструктивный элемент(ы) Т.О., имеющие худшие оценочные показатели выбираются для дальнейшего совершенствования на основе количественных изменений параметров реализуемого физико-технического эффекта или его качественного преобразования (замена одного ФТЭ на другой из соответствующего фонда ФТЭ ([1] – приложение 3)).

3. Пример функционально – физического анализа технологической системы.

В качестве примера Т.С., для её функционально – физического анализа, выберем схему удаления припуска на операции чернового растачивания отверстия цилиндрической заготовки - Рис.1.

Рис. 1

В массовом высокопроизводительном автоматизированном производстве наиболее часто на черновых операциях используется схема резания (рис.1а), которую можно считать традиционной, когда большой неравномерный припуск удаляется за один проход, часто с разделением между несколькими резцами или по глубине, или по подаче. Эта схема имеет ряд недостатков:

- определяющее влияние сил резания на точность обработки;

- увеличенный допуск на размер обрабатываемой поверхности;

- дополнительные операции (переходы) на предварительном этапе обработки неточной заготовки.

Выявив участвующие в процессе резания элементы и определив их функции, построим граф операционно-режимной структуры (рис. 2).

Черновые резцы Е2

Ф1^|| Ф2

Заготовка Е1

Ф1^| Ф3

Чистовой резец Е3

Рис. 2

Результаты анализа графа операционно-режимной структуры процесса резания по схеме (рис. 1а) сведём в таблицу 1.

Таблица 1

N п/п	Название элемента и его обозначение	Функция элемента и его обозначе ние	Вход	Действие	Выход	Основная операция (Коллера)	Физико – технический эффект (ФТЭ)	Недостаток реализации ФТЭ	Оцен- ка
Элементарная ф – я
	Заготовка (Е1)	Имеет припуск, удаляемый резанием (Ф1)	ММ   КГС	Неравно мерный и большой припуск вызывает колебания сил и смещения в упругой системе	ММ   КГС	Уменьшение - увеличение; Колебание	j=Py/Y	Колебание силы из – за неравномерности припуска через упругую систему. Снижает точность обработки
	Черновые резцы (Е2)	Срезают часть припуска (Ф2)	КГС	Упруго деформируют заготовку переменными силами резания при колебании припуска	КГС	Уменьшение - увеличение; Колебание	Py=PH*sinφ PH=k*t*s	Величина силы резания зависит от главного угла в плане “φ”, а её колебание от переменной глубины резания “t”.
	Чистовой резец (E3)	КГС	КГС	Уменьшение - увеличение; Колебание	Py=PH*sinφ PH=k*t*s

Количественный анализ реализуемых при резании ФТЭ показал, что возможна альтернативная схема резания с разделением припуска между резцами и по подаче, и по глубине (рис. 1б), при этом, формообразующий (чистовой) резец работает с опережающим врезанием при постоянных и оптимальных глубине и силе резания (t и P_y – const), а черновой резец, срезая оставшуюся переменную часть припуска, не может влиять на точность обработки. Его главный угол в плане должен быть равен 90˚, а вершина, по условию наладки, зависая в предварительно прорезанной чистовым резцом торцевой канавке, не касается обработанной поверхности, что исключает:

- возникновение в процессе работы чернового резца радиальной составляющей силы резания P_y;

- влияние переменной по величине главной составляющей силы резания P_z на точность обработки.

Из анализа графа операционно-режимной структуры (рис. 3) и альтернативной схемы резания (Рис.1б) следует, что использование альтернативной схемы резания может обеспечить:

- значительное снижение влияние сил резания (P_y и P_z) через упругую систему (станок – приспособление – заготовка – инструмент) на точность операций черновой обработки;

- уменьшение допуска на размер обрабатываемой поверхности;

- сокращение числа операций (переходов) в структуре технологического процесса механообработки.

В тоже время, альтернативная схема резания (Рис.1б), не снижая производительности обработки, требует:

- дополнительного количества режущего инструмента;

- специальной настройки режущего инструмента на обработку поверхности.

Черновой резец Е2

Ф1^||

Заготовка Е1

Ф1^| Ф3

Чистовой резец Е3

Рис. 3

4. Содержание отчёта.

4.1 Выбор и краткое описание объекта (Т.С.) для функционально – физического анализа.

4.2 Описание проблемной ситуации.

4.3 Построение конструктивно – функциональной или операционно – режимной структуры (графа) объекта (Т.С).

4.4 Составление таблицы по итогам функционально – физического анализа графа.

4.5 Пример совершенствования Т.С. в виде эскиза, её краткое описание и построение (в случае изменения) соответствующего графа, а также оценка возможности

Дата добавления: 2017-01-14