Системный подход при описании процесса технологического проектирования

Методологической основой описания процесса проектирования и его внутримашинного представления является системотология, получившая развитие в работе Г.Б. Евгеньева [9]. Для системного анализа технологических процессов в машиностроении необходимо установить:

  • • номенклатуру систем;
  • • состав параметров и переменных системы каждого типа;
  • • типаж межсистемных связей и их свойств.

Процессы, в том числе и технологические, представляют собой класс технических систем, отличительной особенностью которых является существенная зависимость от времени. В работе [9] была предложена следующая иерархическая классификация элементов технологических процессов (рис. 10):

• шаг, простейший элемент управляющей программы (УП) для станка с числовым программным управлением (ЧПУ), кодируемый одним кадром и определяющий движение по заданной траектории (прямая, окружность и т.п.) при неизменных режимах обработки;

простейший элемент технологического процесса и элемент УП, кодируемый несколькими кадрами и вдоль заданной

  • ход, составной выполняемый при неизменных режимах обработки направляющей и обрабатываемой поверхности;
  • проход,

состоящий из нескольких

элемент одного ходов

ТП, или и

План обработки (расцеховки)

1

Маршрут обработки

1

Операция

1

У станов

1

Позиция

ZE

Переход

1

Проход

1

Ход

1

Шаг

Рис. 10. Системная иерархия элементов технологических процессов

представляющий собой однократное движение инструмента

относительно обрабатываемого объекта, в результате выполнения которого с поверхности или сочетания поверхностей снимается один слой материала;

• переход, из

элемент одного проходов

ТП, или и собой

состоящий нескольких представляющий законченный процесс получения

• позиция, часть одного или конструктивных обрабатываемого выполняемая при

каждой новой поверхности или сочетания поверхностей изделия при обработке одним инструментом;

ТП обработки нескольких элементов объекта, определенном расположении его в приспособлении и приспособления относительно оборудования в начале и конце обработки;

  • устапов, часть ТП обработки изделия на одном рабочем месте при неизменном расположении его в приспособлении;
  • операция, законченная часть ТП изготовления изделия, выполняемая на одном рабочем месте, например станке;
  • маршрут обработки, совокупность операций этапов, состоящих из однородных по характеру и точности операций обработки, выполняемых непосредственно друг за другом в технологической последовательности;
  • план обработки, совокупность этапов обработки, представляющая собой законченный технологический процесс изготовления изделия.

В приведенной классификации элементов технологических процессов одновременно описано служебное назначение этих элементов.

Построенная иерархия определяет базовую номенклатуру систем, используемых при проектировании технологических процессов. Полная номенклатура может быть получена с помощью родовидовой декомпозиции систем различных уровней.

Полный набор этапов из которых складывается первоначальный план обработки зависит от конкретных условий, однако при этом можно выделить следующую их базовую совокупность:

  • • термический 1 (улучшение, старение), предназначен для улучшения обрабатываемости материала и снятия внутренних напряжений заготовки;
  • • обработка баз, предназначена для формирования технологических баз с использованием черновых баз;
  • • черновой, предназначен для съема лишних припусков и позволяет получить 14 квалитет точности размеров детали;
  • • получистовой, предназначен для размерной обработки с точностью 12... 13 квалитетов;
  • • термический 2, предназначен для закалки или улучшения;
  • • чистовой, предназначен для размерной обработки с точностью 9... 11 квалитетов:
  • • термический 3, предназначен для азотирования или старения:
  • • отделочный, предназначен для размерной обработки с точностью 7...8 квалитетов;
  • • покрытий, предназначен для нанесения органических и неорганических покрытий;
  • • доводочный, предназначен для получения поверхностей с шероховатостью Ra = 0,02.

Родовидовая декомпозиция технологических операций определяется классификатором технологических операций. В зависимости от вида технологического процесса имеются следующие операции общего назначения:

  • • технический контроль;
  • • перемещение;
  • • испытания;
  • • консервация и упаковывание;
  • • литье металлов и сплавов;
  • • обработка давлением;
  • • обработка резанием;
  • • термическая обработка;
  • • фотохимико-физическая обработка;
  • • формообразование из полимерных материалов, керамики, стекла, резины;
  • • порошковая металлургия;
  • • получение покрытий неорганических;
  • • получение покрытий органических;
  • • электрофизическая и электрохимическая обработка;
  • • напыление;
  • • пайка;
  • • электромонтаж;
  • • сборка;
  • • сварка.

Названные виды операций, в свою очередь, могут быть представлены следующим уровнем родовидовой декомпозиции. Так, для технологических операций обработки резанием имеется разделение:

  • • отрезная;
  • • токарная;
  • • фрезерная;
  • • сверлильная;
  • • расточная;
  • • программная;
  • • шлифовальная;
  • • зубообрабатывающая;
  • • строгальная;
  • • долбежная;
  • • протяжная;
  • • отделочная.

Описание модели данных элементов технологических процессов. Решение следующей системологической задачи связано с установлением для каждого элемента состава параметров и переменных. Параметр для каждой системы должен быть уникальным и однозначно определять ее. В качестве параметра в данном случае выступают обозначения изделия, предприятия-изготовителя, документа и литера документа.

Общими переменными технологических процессов являются, в частности, показатели качества. Каждая система, в том числе и ТП, характеризуется некоторым набором показателей качества. Для технологических процессов в их набор входят [4]:

  • • показатели функционирования техпроцесса, определяющие область его применения;
  • • показатели надежности техпроцесса, определяющие свойства ТП обеспечивать выпуск изделий в соответствии с заданными техническими требованиями во времени;
  • • показатели стандартизации и унификации техпроцесса, характеризующие степень использования стандартизированной оснастки, а также типовых и групповых техпроцессов;
  • • патентно-правовые показатели техпроцесса, отражающие степень патентной защиты применяемых способов обработки;
  • • экономические показатели техпроцесса, характеризующие технологическую себестоимость и производительность его;
  • • экологические показатели техпроцесса, характеризующие степень вредного воздействия на окружающую среду.

Эти показатели должны использоваться при принятии решений на различных этапах проектирования технологических процессов.

Для установления набора переменных элементов технологических процессов необходимо проанализировать свойства этих элементов, содержащиеся в ГОСТ 3.1103-82 и ГОСТ 3.1118-82. Ниже приводятся наборы этих свойств для различных элементов ТП.

План обработки (технологическийпроцесс):

  • • обозначение предприятия-разработчика процесса;
  • • наименование изделия;
  • • обозначение изделия;
  • • конструкторско-технологический код изделия;
  • • обозначение документа;
  • • литера документа;
  • • код наименования, сортамент и размер материала;
  • • код марки материала и обозначение стандарта, ТУ;
  • • код материала по классификатору;
  • • код единицы величины;
  • • масса детали;
  • • код единицы нормы расхода материала;
  • • норма расхода материала;
  • • коэффициент использования материала;
  • • код заготовки;
  • • код профиля и размеры исходной заготовки;
  • • число деталей из заготовки;
  • • масса заготовки;
  • • обозначение заказа;
  • • объем производственной партии;
  • • число запусков в год;
  • • коэффициент применения типовых технологических процессов;
  • • норма времени на изделие.

Операция:

  • • обозначение изделия;
  • • наименование этапа;
  • • номер цеха;
  • • номер участка;
  • • номер рабочего места;
  • • номер операции;
  • • код операции по классификатору;
  • • код обозначения документа;
  • • код оборудования по классификатору;
  • • код наименования оборудования;
  • • код степени механизации;
  • • код профессии по классификатору;
  • • разряд работы;
  • • код условий труда;
  • • число исполнителей;
  • • число одновременно изготовляемых изделий;
  • • объем производственной партии;
  • • коэффициент штучного времени;
  • • норма подготовительно-заключительного времени на операцию;
  • • норма штучного времени на операцию;
  • • вспомогательное время на операцию;
  • • основное время на операцию;
  • • время на обслуживание рабочего места;
  • • время на наличные потребности.

У с т а н о в :

  • • обозначение изделия;
  • • номер операции;
  • • номер установа;
  • • содержание действий.

Позиция:

  • • обозначение изделия;
  • • номер операции;
  • • номер устава;
  • • X - координата точки начала цикла;
  • • Y - координата точки начала цикла;
  • • Z- координата точки начала цикла.

Переход:

  • • обозначение изделия;
  • • номер операции;
  • • номер устава;
  • • номер перехода;
  • • код содержания перехода;
  • • код приспособления;
  • • количество приспособлений;
  • • код вспомогательного инструмента;
  • • количество вспомогательного инструмента;
  • • код режущего инструмента;
  • • количество режущего инструмента;
  • • код слесарно-монтажного инструмента;
  • • количество слссарно-монтажного инструмента;
  • • код специального инструмента;
  • • количество специального инструмента;
  • • код средств измерения инструмента;
  • • количество средств измерения инструмента.

Свойства технологических переходов для различных методов изготовления отличаются друг от друга. Ниже приводится концептуальная схема параметров перехода обработки резанием на

49 станках с числовым программным управлением в соответствии с ГОСТ 3.1418-82.

Параметры технологического перехода обработки резанием:

  • • обозначение изделия;
  • • номер операции;
  • • номер устава;
  • • номер перехода;
  • • номер позиции инструментальной наладки;
  • • расчетный размер обрабатываемого диаметра (ширины) детали;
  • • расчетный размер длины рабочего хода;
  • • глубина резания;
  • • число проходов;
  • • подача;
  • • частота вращения шпинделя;
  • • скорость резания;
  • • вспомогательное время на переход;
  • • основное время на переход.

С точки зрения автоматизированного проектирования спроектировать технологический процесс - это значит заполнить данными его концептуальную модель, состоящую из таблиц приведенного выше содержания. Заполнение данными производится полуавтоматически в диалоге ЭВМ с человеком или автоматически с помощью баз знаний.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >