Вопросы для самоконтроля

1. В чем сущность метода адресации к единичному ТП? Назовите достоинства и недостатки этого метода.

2. Какие характеристики применяются для описания адресуемой и комплексной деталей? Как осуществляется адресация по этим характеристикам?

3. Что такое коэффициент адресации? Поясните его назначение.

4. Дайте определение понятию «состояние поверхности». Чем оно характеризуется?

5. Как формируется технологический маршрут обработки для адресуемой детали?

4 Проектирование технологического процесса методом синтеза

4.1 Проектирование методом нисходящего синтеза

Впервые метод нисходящего проектирования был предложен профессором В.Д. Цветковым для многоуровневого итерационного проектирования. При нисходящем синтезе получила распространение стратегия «сначала вширь, а затем вглубь». На первых двух уровнях отбираются только самые эффективные решения, что позволяет значительно сократить число рассматриваемых вариантов, причем за счет направленного поиска можно очень быстро войти в область возможных решений.

На рисунке 4.1 показана схема нисходящего проектирования.

Рисунок 4.1 – Схема проектирования методом нисходящего синтеза: ТЗ – техническое задание; С₁, С₂, С₃ – синтез вариантов соответственно на 1-м, 2-м и 3-м уровнях; ОЦ₁, ОЦ₂, ОЦ₃ – блоки оценки вариантов

Синтез на каждом уровне дает ряд возможных решений. Блоки анализа (оценки) отбрасывают неэффективные решения. Если неэффективными оказываются все решения, рассмотренные на данном уровне, происходит возврат на предыдущий уровень.

Для принятия решений при проектировании методом синтеза используется математический аппарат соответствий. Для поиска решений по таблице соответствий используется табличный алгоритм.

4.2 Разработка принципиальной схемы тп

Прежде чем начать проектирование непосредственно технологического маршрута, на самом верхнем уровне разрабатывается принципиальная схема, которая представляет собой перечень упорядоченных этапов обработки.

Этап – часть ТП, включающая однородную по характеру и точности обработку различных поверхностей и детали в целом. У Цветкова выделяется 13 этапов, которые условно можно разделить на четыре группы:

• этапы, связанные с механической обработкой;

• этапы, связанные с предохранением поверхности от термохимической обработки;

• этапы термической и термохимической обработки;

• доводочный этап.

Полный перечень этапов технологического процесса обработки деталей, определяющих построение ТП, приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1 – Этапы технологического процесса

№ этапа	Наименование	Назначение и достигаемые параметры
Э1	Заготовительный	Получение заготовки и ее термообработка
Э2	Черновой	Съем лишних напусков и припусков
Э3	Термический I	Термообработка: улучшение, старение
Э4	Получистовой I	Точность 11…13 квалитет, шероховатость Ra=2,5
Э5	Термический II	Цементация
Э6	Получистовой II	Съем припуска на поверхностях, предохраняемых от цементации
Э7	Термический III	Закалка, улучшение
Э8	Чистовой I	Точность 6-7 квалитет, шероховатость Ra=1,25
Э9	Термический IV	Азотирование, старение
Э10	Чистовой II	Шлифование поверхностей, предохраняемых от азотирования
Э11	Чистовой III	Точность 5 квалитет, шероховатость Ra=0,16
Э12	Гальванический	Хромирование, никелирование и др.
Э13	Доводочный	Шероховатость Ra=0,04

Для конкретной детали выбор этапов определяется точностью и качеством поверхностей обрабатываемой детали, ее материалом и видом термообработки. При этом некоторые этапы могут отсутствовать.

Принципиальная схема показывает, какие этапы нужны для перехода от исходной заготовки к готовой детали. Для ее разработки необходимо определить вид исходной заготовки и план обработки и промежуточные состояния поверхности детали.

Для выбора вида заготовки используется математический аппарат соответствий Г=<V,R,G>, где область отправления V={v₁,v₂,…v_m} представляет собой множество деталей, а область прибытия R ={r₁,r₂,…r_n} – множество видов заготовок.

Каждый объект v₁ включает в себя характеристику детали, содержащую информацию о форме и размерах детали, группе материала, точности свободных размеров, и объем выпуска:

v_i ={Xd_i, n},

где Xd_i – характеристика детали;

n – объем выпуска.

Именно характеристика детали и объем выпуска будут, прежде всего, определять вид заготовки.

Характеристика вида исходной заготовки определяется как

r_j ={K_z , t_p, X_p},

где K_z – код исходной заготовки;

t_p – точность поверхностей;

X_p – шероховатость поверхностей.

В зависимости от приоритетов, по которым производится выбор, можно получить несколько видов исходной заготовки. Выбор осуществляется по табличным алгоритмам.

Далее определяется план обработки каждой поверхности – это последовательность методов обработки, необходимых для достижения заданного чертежом состояния поверхности. Промежуточные состояния поверхностей и планы их обработки удобно описывать с помощью линейного графа.

Связь состояния поверхностей с методами их обработки может быть записана как соотношение

M_i: Pz_j-1Pz_j ,

где M_i – метод обработки, обеспечивающий достижение j-го состояния поверхности;

Pz_j-1, Pz_j – начальное и конечное состояния поверхности.

Метод обработки будет определять технологический переход.

Каждое состояние поверхности характеризуется степенью точности и шероховатости. Пусть первое состояние характеризуется шероховатостью Ra=1,6, а второе состояние – Ra=0,8. Тогда связь шероховатостей этой поверхности с методом обработки будет записана следующим образом:

Шлифовать предварительно: Ra=1,6 Ra=0,8.

Соотношений может быть несколько. Например, отверстие с точностью по 9-му квалитету из отверстия по 10-му квалитету можно получить либо зенкерованием, либо растачиванием. В этом случае промежуточные состояния и план обработки будут описаны с помощью графа-сети (рисунок 4.2).

Методы обработки и – это два разных перехода. Наличие нескольких переходов определяет многовариантность решения. Необходимые методы обработки определяются на основе табличных алгоритмов, разработанных с учетом производственных условий конкретного предприятия. Пример такого алгоритма представлен в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Табличный алгоритм определения методов обработки

Методы обработки	Стадии обработки	Состояние поверхности
		Квалитет	Rа, мкм
Точение	I (черновая)	12	6,3
Точение	II (получистовая I)	10-11	3,2…6,3
Тонкое точение или шлифование	III (чистовая I)	8-9	1,6…3,2
Шлифование	IV (чистовая II)	7	0,8…1,6

П усть имеется некоторая поверхность. Чтобы получить заданные параметры этой поверхности, нужно применить определенные методы механической обработки. План обработки отдельной поверхности удобно представлять в виде ориентированного графа (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 – Граф-сеть плана обработки отдельной поверхности

В дальнейшем такой ориентированный граф представляют в виде списка связок (таблица 4.3).

Таблица 4.3 – Список связок для поверхности детали

Предшествующее состояние Рzi-1	Последующее состояние Рzi	Рj,k – k-ый переход для j-го номера поверхности	Код перехода	Этап
Рz0	Рz1	Рj,1	Kp1	I
Рz1	Рz2	Рj,2	Kp2	II
Рz2	Рz3	Рj,3’ Рj,3’’	Kp3 Kp4	III

Таким образом, на первом уровне проектирования формируется принципиальная схема, отражающая число этапов обработки и последовательность их выполнения в ТП.