23

23

Аннотация

Аносов В. М. Принцип решения задач в САПР ТП: Контрольная работа. - Челябинск: ЮУрГУ, 2008. - 22., библиография литературы - 3 наименования, иллюстрций - 2.

графики - 3

1 лист чертежей формата А1.

В результате выполнения контрольной работы были проведены решения двух задач. Первая задача нерасчётного характера “Разработка информационного обеспечения алгоритма решения технологической задачи”. Вторая задача “Совершенствование технологической операции на базе оптимизации режимов резания”. Которые ложатся в основу внедрения систем автоматизированного проектирования в технологическую подготовку производства и даёт возможность существенно сократить сроки технологического проектирования, снизить его трудоёмкость, и повысить эффективность обработки за счёт обоснованного принятия оптимальных технологических решений.

Содержание

• Аннотация
• Введение
• Задача №1. Разработка информационного обеспечения алгоритма решения технологической задачи
• Задача №2. Оптимизация одноинструментной токарной операции
• 1. Формирование системы ограничений
• 1.1 Технические ограничения
• 1.2 Технологические ограничения
• 2. Расчет критериев оптимальности
• 2.1 Штучное время
• 3. Совершенствование операции
• 3.1 Выявление лимитирующего ограничения
• 3.2 Анализ математической модели
• 3.3 Расчет критерия оптимальности в расширенной области допустимых режимов резания
• Список литературы

Введение

Одной из основных задач технологической подготовки производства является проектирование технологических процессов изготовления деталей нового изделия. Только после её решения можно приступать к проектированию и изготовлению специальной оснастки и инструмента, оформлению заявок на поставку стандартного и нормализованного инструмента, проката. Поэтому автоматизация технологической подготовки производства предусматривает в первую очередь применение ЭВМ в процессе технологического проектирования.

Расчётные технологические задачи являются первыми, для которых были созданы методы решения на ЭВМ и реализованы на промышленном уровне. Проектирование техпроцесса предусматривает обязательное решение целого ряда задач. Для чего и введена в обучение обязательная дисциплина такая как САПР ТП. В ней рассматривается эффективное использование времени при проектировании техпроцесса, от которого зависит правильность выполнения работ, точное и качественное изготовления изделия, и не последнее это себе стоимость изделия. При нынешней насыщенности рынка всевозможными товарами пробить себе нишу в потребительской заинтересованности, время изготовление товара и его цена играет не маловажную роль.

Задача №1. Разработка информационного обеспечения алгоритма решения технологической задачи

Выбрать червячно-шлифовальный станок

1. Сформируем множество типовых решений (МТР)

2. Сформируем комплекс условий применимости (КУП)

D_д. - наибольший диаметр обрабатываемой заготовки.

D_ст. - наибольший диаметр заготовки обрабатываемой станком.

L_д. - наибольшая длинна обрабатываемой заготовки.

L_ст. - наибольшая длинна заготовки обрабатываемая станком.

m_д. - наибольший модуль обработки червяков.

m_ст. - наибольший модуль червяков обрабатываемый станком.

Z_д. - наибольшое число заходов обрабатываемых червяков.

Z_ст. - наибольшое число заходов червяков обрабатываемых станком.

3. Сформируем комплекс параметров применимости (КПП)

D - наибольший диаметр заготовки.

L - наибольшая длинна заготовки.

m - наибольший модуль заготовки.

Z - наибольшее число заходов заготовки.

4. Сформируем массив условий применимости (МУП)

5. Сформируем вектор исходных данных ()

6. Составим алгоритм выбора станка.

Задача №2. Оптимизация одноинструментной токарной операции

Исходные данные:

Материал детали - 40ХН;

Обрабатываемая поверхность - 4;

Снимаемый припуск - 2;

Точность обработки (квалитет) - 12;

Шероховатость - 50;

Рис.1 - Эскиз детали

Способ закрепления заготовки и её обработка

Рис.2 - Способ установки детали в станок и её обработка

Закрепление заготовки на станке, как показано на Рис.2, произведём в самоцентрирующем 3^Х кулачковом патроне с проточеными кулачками в упор. Этот способ даёт достаточно прочное и точное закрепление детали в станке, и к тому-же наиболее дешёвый способ, относительно того если применять какую нибуть специальное приспособление.

Резец для данного варианта подберём из справочника технолога машиностроителя (Под ред. А.Г. Косиловой. - 5-е изд. - М.: Машиностроение, 2003г. - Т.II. - 944 с.).

Расчёты обработки заданной поверхности заготовки мы рассмотрим далее.

Таблица 1 - Бланк исходных данных расчётов режимов резания для токарной операции

1. Формирование системы ограничений

1.1 Технические ограничения

Кинематика станка

Токарный станок 16К20Г имеет дискретные ряды подач и частот вращения шпинделя (1, табл. 21) , которые накладывают ограничения на оптимизируемые параметры. Данные ограничения имеют вид:

(1)

Мощность станка

Мощность, Затрачиваемая на резание, не должна превышать мощности привода станка. Влияние параметров процесса на мощность резания описывается зависимостью:

, (2)

где P_z- вертикальная составляющая силы резания, кг. Определяется по формуле:

, (3)

C_Pz=300, x_Pz=1, y_Pz =0,75,

K_Pz - коэффициенты приведенные в таблице 1;

,

K_mpz=1,1- коэффициент влияния механических свойств обрабатываемого материала на силы резания 1,табл.25;

K_pz= 0,9 - коэффициент влияния геометрии на силы резания 1,табл.23;

K_pz=1 - коэффициент влияния геометрии на силы резания 1,табл.23;

K_rpz=0,93 - коэффициент влияния геометрии на силы резания 1,табл.23;

K_Pz= 0.93 0,9 1 1,1 =0,92,

t - глубина резания, мм;

S - подача, мм/об.

V - скорость резания, м/с. Определяемая по формуле:

, (4)

где n - частота вращения шпинделя, об/мин;

D - диаметр обрабатываемой поверхности, мм.

Подставим в выражение (2) уравнения (3) и (4) получим:

. (5)

Из выражения (5) находим подачу допустимую мощностью станка:

.

Подставив в полученное выражение значения N=7.5, C_Pz=300, x_Pz=1, y_Pz=0.75, t=2 мм, D=30 мм получим:

. (6)

Подставляя в формулу (6) значения частот вращения шпинделя, находим максимально допустимую по мощности станка подачу при данной частоте вращения шпинделя. Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 - Подача допустимая мощностью станка.

1.2 Технологические ограничения

Шероховатость обрабатываемой поверхности

Механизм формирования шероховатости обработанной поверхности при точении сложен, поэтому в задачах расчета режимов резания пока применяется локальные эмпирические модели:

График 1 - ОДРР

, (7)

Из формулы (7) выражаем значение подачи, ограниченное шероховатостью обрабатываемой поверхности:

, (8)

где с, y, u, x, z, z₁ - коэффициенты значения, которых приведены в таблице 3.

R_z - шероховатость поверхности, мкм. R_z =50;

? - главный угол в плане, град. (таблица 1);

?₁ - вспомогательный угол в плане, град. (таблица 1);

r - радиус при вершине резца, мм (таблица 1).

Таблица 3 - Коэффициенты в формуле (8)

Подставляем значения параметров в формулу (8) и находим подачу:

.

Полученные в формулах (1), (6), (7), (8) значения ограничений наносим на множество (S, n) получаем область допустимых режимов резания (рисунок 2). В графике 2 видно, что активными ограничениями являются минимальная и максимальная частота вращения шпинделя станка, минимальная подача станка, ограничения по шероховатости поверхности, по мощности станка, а максимальная подача станка являются пассивными ограничениями.

2. Расчет критериев оптимальности

Для оптимизации режимов резания выбираем следующие критерии оптимальности: максимальную производительность.

2.1 Штучное время

3. Совершенствование операции

3.1 Выявление лимитирующего ограничения