Принципы проектирования, применяемые при разработке ТП

Многовариантность проектирования ТП, этапы ТП

Технологический процесс как объект проектирования

ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ И СТРУКТУРА САПР ТП

В основу разработки ТП изготовления изделий машиностро­ения положены два принципа - технический и экономический. В соответствии с первым из них спроектированный процесс дол­жен полностью обеспечить выполнение всех требований конструк­торской документации и технических условий приемки изделия. Согласно второму принципу изготовление изделия должно быть осуществлено с учетом минимальных затрат труда и издержек производства.

Проектирование ТП - многовариантная задача. Для изготовле­ния одной и той же детали или сборочной единицы могут быть спроектированы различные ТП, отличающиеся технико-экономи­ческими показателями и, прежде всего, затратами на изготовле­ние и производительностью, а также надежностью обеспечения заданного качества изделия.

Технический и экономический принципы проектирования ТП, отражая различные стороны изготовления машины, находятся в диалектическом противоречии. Разрешение данного противоречия достигается за счет компромисса и оптимизации ТП. Технический принцип должен соблюдаться всегда. Наиболее часто достигают компромисс между производительностью и затратами. При равной производительности сопоставляемых ТП выбирают процесс, обес­печивающий минимум затрат. При равных затратах обычно вы­бирают более производительный ТП. При разных затратах и производительностях выбирают ТП, обеспечивающий минимум затрат, при условии, что производительность всех сравниваемых вариан­тов не ниже заданной. При выпуске особо важной продукции или в экстремальных условиях на определенный период времени пред­почтение отдают более производительному ТП. Для изделий вы­сокой ответственности, например, газотурбинных авиадвигателей, независимо от типа производства предпочтение отдают ТП, более надежно обеспечивающим заданное качество изготовления.

Если выбор ТП по результатам сравнения отдельных показа­телей невозможен, используют комплексные критерии (К_к), на­пример:

,

где Q — полезный эффект от реализации спроектированного ТП; 3 — затраты на проектирование и реализацию ТП.

В качестве функции полезного эффекта для ТП можно исполь­зовать производительность, надежность обеспечения доминирую­щих показателей качества и т.д. Предпочтительным считают про­цесс, обеспечивающий К_к max.

Изготовление любого изделия машиностроения объединяет процессы, соответствующие основным технологическим переде­лам (заготовительному, изготовления деталей, сборочному). Глав­ное внимание уделяют проектированию ТП изготовления деталей и сборки.

Любой из указанных ТП представляет собой сложную, иерархи­чески организованную, целенаправленную систему. Элементный состав и структура этой системы зависят от уровня ее рассмотрения.

Маршрутный ТП изготовления детали может быть представ­лен, например, последовательностью этапов, на каждом из кото­рых решают соответствующие технологические задачи (табл. 2.1).

Каждый этап ТП состоит из отдельных технологических опе­раций, выполняемых в определенной (заданной) последователь­ности.

Таблица 2.1. Характеристика и задачи этапов технологического процесса

Наименование этапа	Точность размеров	Технологические задачи
Заготовительный	IT >14	Обеспечение качества исходной заготовки.
Черновой	12 <1Т< 14	1. Обработка базовых поверхно­стей. 2. Предварительное формообра­зование основных поверхностей.
Получистовой	9< 1Т < 11	Формообразование основных и второстепенных поверхностей.
Чистовой	7<1Т< 9	1. Обеспечение точности разме­ров, формы и взаимного распо­ложении поверхностей. 2. Формирование поверхностно­го слоя детали.
Отделочный	1Т <7	Достижение заданных показате­лей качества детали (в комплексе).

Примечание. Заготовительный этап часто выполняется по самостоятельно­му ТП в зависимости от вида и способа изготовления заготовки. В ТП изготовле­нии детали заготовительный этап обычно включают в сокращенной форме.

У спроектированного ТП или его части должны быть полно­стью определены элементы, структура и необходимые характери­стики.

При разработке ТП является объектом соответствующего про­ектного технологического решения, предназначенного для после­дующей реализации в производстве. Формирование такого реше­ния применительно к ТП имеет следующие особенности:

• процесс проектирования может быть разделен на стадии и уровни. Получение общего решения, связанного с разработкой единичного ТП, является результатом выполнения отдельных про­ектных задач и процедур (принцип декомпозиции). Любой ТП мо­жет быть разделен на этапы (см. табл. 2.1). Каждый этап состоит из отдельных операций. Каждая операция включает технологические и вспомогательные переходы. Принимая решения на каждом уров­не проектирования, последовательно детализируют его объект.

Пример: заготовительный этап ТП – горячая объемная штамповка (ГОШ); операции ГОШ на молоте – протяжка, подкатка, окончательная штамповка; протяжка выполняется в несколько переходов (несколько ударов верхнего бойка (технологические переходы) с промежуточными кантовками заготовки (вспомогательные переходы));

• связь между уровнями проектирования носит иерархический характер. Высшим уровнем является, например, уровень установ­ления маршрутного ТП изготовления детали, низшим — уровень разработки содержания и последовательности выполнения рабочих и вспомо­гательных ходов. Принятие проектного решения ведут последова­тельно по соподчиненным уровням.

Маршрутным ТП называют последовательность технологических операций, результатом выполнения которых является достижение заданного состояния предмета производства (детали, заготовки). Список операций, входящих в мар­шрутный ТП, определяет его состав. Порядок выполнения опера­ций определяет структуру ТП.

Технологическая операция - основной элемент ТП, имеющий собственную структуру.

Технологический переход - законченная часть технологической операции, выполняемой одними и теми же средствами технологи­ческого оснащения при неизменных технологических режимах. Технологическим режимом называют совокупность изменений параметров ТП в определенном интервале времени. К изменяемым параметрам процесса, определяющим режим, относят, например при протяжке (операция ковки), величину обжатия заготовки, подачу, скорость перемещения верхнего бойка, температуру нагрева металла.

Пример: маршрутный ТП изготовления детали «шестерня» состоит из ТО - резка (сортового проката на заготовки), нагрев, операции ГОШ на КГШП (осадка, предварительная и окончательная штамповка), обрезка облоя и прошивка перемычки, термообработка, галтовка, точение, фрезерование, нарезание зубьев, термообработка, шлифование.

• существует приоритет решений, принятых на высших уровнях проектирования, по отношению к низшим. Решения, принятые на высших уровнях, обязательны для низших. Так, например, если на этапе разработки маршрутного ТП изготовления детали была выбрана закрытая ГОШ поковок (без облоя), то на уровне определения содержания операции резки прутков на заготовки необходимо предусмотреть получение точных по объему заготовок;

• при невозможности на более низком уровне проектирования исполнить решение, принятое на более высоком уровне, низший уровень информируют о необходимости корректировки решения (принцип обратной связи). Например, нет возможности для получения точных заготовок. Поэтому необходимо вернуться на более высо­кий (ранний) уровень проектирования и вместо закрытой ГОШ использовать открытую (облойную);

• процесс проектирования носит итерационный характер. Этот принцип предполагает обязательно полное (пусть вариантное) решение задач каждого уровня, после чего возможен переход к следующему;

• действует принцип неокончательности решений. Он позволя­ет проектировщику получать не одно, а несколько решений, близ­ких к оптимальному. Это особенно важно для верхних уровней про­ектирования, где трудно использовать формальные критерии вы­бора рационального варианта;

• при проектировании ТП изготовления изделий некоторые ре­шения могут быть использованы повторно для аналогичных про­ектных ситуаций (принцип преемственности решений).

Дата добавления: 2014-01-03