1.2 Нормирование модели по критериям оптимизации

Нормирование модели подразумевает постановку в соответствие каждой вершине графа х є X вещественных чисел ε^к(х) (k – номер критерия), представляющих из себя значение выходных функциональных параметров, соответствующих используемым критериям оптимизации (см. таблицу 1.1).

Для рассмотрения критерия минимальных приведённых затрат на реализацию технологического процесса необходимо определить соответствующий критериальный параметр – приведённые затраты ε¹(х) = С(х). Для его расчёта необходимо предварительно рассчитать режимы резания и штучно-калькуляционное время для каждой вершины графа.

Таблица 1.1 – Соответствие критериев оптимизации функциональным параметрам технологического процесса.

Критерий оптимизации	Функциональный (критериальный) параметр
Максимальная производительность технологического процесса	Штучно-калькуляционное время на выполнение технологической операции (Тшт-кал), мин
Минимальные приведенные затраты на реализацию технологического процесса	Приведенные затраты на выполнение технологической операции (С), руб

1. Расчёт режимов резания выполнен по [4] следующим образом:

1. определяется максимальная глубина резания с учётом максимальной величины припуска;

2. определено значение подачи s_O (мм/об) и скорректировано по паспортному значению станка (для оборудования со ступенчатым изменением подачи);

3. по таблицам [4] с учётом подачи и глубины резания определено табличное значение скорости v_T и поправочные коэффициенты (формулы см. ниже);

4. по результатам расчёта скорости резания V (м/мин) вычислена частота вращения шпинделя:

,об/мин

где D – диаметр обрабатываемой поверхности или инструмента;

5. найдено основное машинное время по формуле

,

где L – ход инструмента, мм;

s –подача, об/мин;

i– число проходов

Расчет режима резания для станка с ЧПУ

Операция 10 Токарная с ЧПУ , станок 16К20Т1:

1. Подрезка торца.

Определяем глубину резания: t = 37-35=2 мм.

Назначаем подачу: s = 0,4 мм/об.

По [4] определяем скорость резания по формуле:

V=V_ТK_VМK_VTK_VиK_VK_VmK_VжK_VпK_V0,

где V_T – табличное значение скорости резания, м/мин;

K_VМ = 0,47 – коэффициент обрабатываемости материала;

K_VT = 1,0 – поправочный коэффициент, учитывающий период стойкости инструмента (Т = 60 мин);

K_Vи = 1,0 – коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;

K_V = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние угла в плане;

K_Vm = 1 – коэффициент, учитывающий вид обработки;

K_Vж = 1 – коэффициент, учитывающий жесткость;

K_Vп = 1,0 – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности;

K_V0 = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.

V_T = 109м/мин.

V=1090,471111111=43,6м/мин.

Считаем частоту вращения

Назначим n=250об/мин

Определяем l: l=74,5мм

Считаем основное время:

2) Точение

Определяем глубину резания: t = 1 мм.

Назначаем подачу: s = 0,16 мм/об.

По [4] определяем скорость резания по формуле:

V=V_ТK_VМK_VTK_VиK_VdK_Vl K_V0,

где V_T – табличное значение скорости резания, м/мин;

K_VМ = 0,47 – коэффициент обрабатываемости материала;

K_VT = 1,0 – поправочный коэффициент, учитывающий период стойкости инструмента (Т = 60 мин);

K_Vи = 1 – коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;

K_Vd = 1 – коэффициент, учитывающий тип отверстия;

K_Vl = 1 – коэффициент, учитывающий длину сверления;

K_V0 = 1– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.

V_T = 74м/мин.

V=740,4711111=30,1м/мин.

Назначим n=100об/мин

Определяем l: l=26мм

Считаем основное время:

3) Растачивание

Определяем глубину резания: t = (124-110)/2=6 мм.

Назначаем подачу: s = 0,16 мм/об.

Расчет режимов резания на токарные операции.

Операция 15 Токарная, станок 1К62:

1) Обработка торца.

Определяем глубину резания: t = 35-33,5=1,5 мм.

Назначаем подачу: s = 0,16 мм/об.

По [4] определяем скорость резания по формуле:

V=V_ТK_VМK_VTK_VиK_VK_VmK_VжK_VпK_V0,

где V_T – табличное значение скорости резания, м/мин;

K_VМ = 0,47 – коэффициент обрабатываемости материала;

K_VT = 1,0 – поправочный коэффициент, учитывающий период стойкости инструмента (Т = 60 мин);

K_Vи = 1,0 – коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;

K_V = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние угла в плане;

K_Vm = 1 – коэффициент, учитывающий вид обработки;

K_Vж = 1 – коэффициент, учитывающий жесткость;

K_Vп = 1,0 – коэффициент, учитывающий состояние обрабатываемой поверхности;

K_V0 = 1,0 – коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.

V_T = 109м/мин.

V=1090,471111111=43,6м/мин.

Считаем частоту вращения

Назначим n=500об/мин

Определяем l: l=81мм

Считаем основное время:

2) Обработка фасок

3)Расстачивание

Определяем глубину резания: t = (114-110)/2=2 мм.

Назначаем подачу: s = 0,16 мм/об.

По [4] определяем скорость резания по формуле:

V=V_ТK_VМK_VTK_VиK_VdK_Vl K_V0,

где V_T – табличное значение скорости резания, м/мин;

K_VМ = 0,47 – коэффициент обрабатываемости материала;

K_VT = 1,0 – поправочный коэффициент, учитывающий период стойкости инструмента (Т = 60 мин);

K_Vи = 1 – коэффициент, учитывающий свойства материала инструмента;

K_Vd = 1 – коэффициент, учитывающий тип отверстия;

K_Vl = 1 – коэффициент, учитывающий длину сверления;

K_V0 = 1– коэффициент, учитывающий влияние СОЖ.

V_T = 74м/мин.

V=740,4711111=30,1м/мин.

Назначим n=100об/мин

Определяем l: l=25мм

Считаем основное время:

4) Обработка канавки

Определяем глубину резания: t = (119-114)/2=5 мм.

Назначаем подачу: s = 0,16 мм/об.

Рассмотрим расчёт норм времени для универсальных станков с ручным управлением.

Значение штучно-калькуляционного времени рассчитываются по формуле:

Т_ШК = Т_Ш + ,

где Т_ПЗ – подготовительно заключительное время, мин;

n – количество деталей в партии, шт;

Т_Ш – штучное время, рассчитываемое в свою очередь по формуле:

Т_Ш = Т_ОП (1 + ),

где Т_ОП – оперативное время, рассчитываемое по формуле:

Т_ОП = Т₀ + Т_всп

где Т₀ – основное время обработки, мин;

Т_всп – вспомогательное время, мин;

_ОБС – время, затрачиваемое на обслуживание рабочего места, составляющее 4 от оперативного времени для универсальных станков, мин;

_ОТЛ – время, затрачиваемое на личные надобности рабочего. Составляет 4 от оперативного времени, мин;

Т_В = Т_{в уст} + Т_{в пер} + Т_{в изм},

где T_{в ycm} – вспомогательное время на установку и снятие детали;

Т_{в пер} – вспомогательное время, связанное с переходом (подвод и отвод инструмента, смена инструмента, изменение режимов обработки и др.);

Т_{в изм} – вспомогательное время на контрольные измерения,

по каждому переходу

Подготовительно-заключительное время:

Т_пз = Т_пз1 + Т_пз2 + Т_пз3 ,

где T _пз1 – подготовительно-заключительное время на наладку станка;

Т_пз2 – подготовительно-заключительное время на дополнительные приёмы;

Т_пз3 – подготовительно-заключительное время на получение инструмента, приспособления и заготовок до начала работы и сдачу после окончания обработки.

Операция 11 Токарная, станок 1К62:

Т_В= Т_{в уст} + Т_{в пер} + Т_{в изм} = =1,7+0,35+0,19+0,03+0,27=2,54мин.

Т_Ш = Т_ОП (1 + )=(5,02+0,83) (1+ )=7,25мин.

Т_пз = 10+(7…10)=20мин.

Т_ШК = Т_Ш + =7,25+ =7,45мин.

Рассмотрим расчёт норм времени для станков с ЧПУ.

Т_ШК =Т_ш +Т_пз/n_З,

Т_ш – штучное время, мин;

Т_из – подготовительно-заключительное время, мин;

n_З – количество деталей в партии выбирается по табл.11, с.604 [8] .

Т_ш = Т_ОП (1 + ),

где _ОБС – время, затрачиваемое на обслуживание рабочего места, берущееся в  от оперативного времени для станков с ЧПУ, мин;

_ОТЛ – время, затрачиваемое на личные надобности рабочего. Берется в  от оперативного времени, мин;

Т_ОП – оперативное время, рассчитываемое по формуле:

Т_ОП = Т_{осн.маш} + Т_всп

где Т_{осн.маш} – основное время обработки, мин;

Т_всп – вспомогательное время, связанное с выполнением операции, мин;

Т_всп = Т_уст + Т_п + Т_м.в ,

где Т_уст – время на установку и снятие детали, мин;

Т_м.в – машинное вспомогательное время, мин;

Т_п – время на перезакрепление детали, мин.

Т_м.в = (Т_поз + 2Т_уск)n + Т_устан n ,

где Т_поз – время позиционирования, мин;

Т_уск – ускоренное машинно-вспомогательное время, мин;

Т_устан – установочное машинно-вспомогательное время, мин.

n – число инструментов.

Т_пз= Т_пз1+ Т_пз2+ Т_пз3 ,

где Т_пз1 – затраты времени приемов, мин;

Т_пз2 – затраты времени, учитывающие дополнительные работы, мин;

Т_пз3 – время на обработку пробной детали, мин.

Операция 10 Токарная, станок с ЧПУ 16К20Т1:

Т_всп = Т_уст + Т_п + Т_м.в = 0,2+0,06+0,57=0,83мин.

Т_ш = Т_ОП (1 + ) = (5,02+0,83)(1+ )=5,82мин.

Т_пз= Т_пз1+ Т_пз2+ Т_пз3 = 12+10+8,9=30,9мин.

Т_ШК =Т_ш +Т_пз/n_З = 5,82+30,9/30=6,85мин.

По результатам выполненных расчётов штучно-калькуляционного времени, являющегося одним из критериальных параметров (см. таблицу 1.1), произведён поиск значений другого критериального параметра (приведённые затраты).

Приведённые затраты на выполнение технологической операции, соответствующей вершине графа х_j , вычислены по формуле:

где Z(x_j) – нормативное (см. [8]) значение часовых приведённых затрат, связанных с работой оборудования на соответствующей операции.

Результаты расчёта критериальных параметров приведены в таблице 1.2

Таблица 1.2 - Исходные данные и результаты нормирования операций.

Номер вершины графа	Номер технологического перехода	Подача S, мм/об	Скорость резания V, об/мин	Глубина резания t, мм	Ход инструмента L, мм	Время , мин				Часовые приведенные затраты z(xi), руб/час	Приведенные затраты с, руб
						Основное То, мин	Вспомогательное ТВ, мин	Подготовительно-заключительное Тпз, мин	Штучно-калькуляционное Тшк, мин
1							0
2							0
3							0
4	1	0,4	36	2	74,5	0,76	0,83	30,9	6,85	8,36	0,95
	2	0,16	43,6	1	26	1,75
	3	0,16	35	6	37	2,43
	итого:					4,94
5	1	0,4	36	2	74,5	0,76	0,83	30,9	6,85	8,59	0,98
	2	0,16	43,6	1	26	1,75
	3	0,16	35	6	37	2,43
	итого:					4,94
6	1	0,16	43,6	2	30	2	2,54	20	8,85	3,9	0,57
	итого:					2
7							0
8	1	0,16	43,6	1	26	1,75	2,54	20	10,59	4,9	0,86
	2	0,16		6	30	2
	итого:					3,75
9	1	0,16	36	1,5	48	3,12	0,83	30,9	6,59	8,36	0,91
	2	0,16	43,6		2,5
	3	0,16	35	2	21,5	1,46
	4	0,16	36	5	3	0,18
	итого:					4,76
10	1	0,16	36	1,5	48	3,12	0,83	30,9	6,05	8,59	0,86
	2	0,16	43,6		2,5
	3	0,16	35	2	21,5	1,46
	4	0,16	36	5	3	0,18
	итого:					4,76
11	1	0,16	43,6	1,5	48	3,12	2,67	20	7,45	3,9	0,48
	2	0,16	30	2	21,5	1,46
	итого:					4,58
12							0
13	1	0,16	36	5	3	0,18	0,64	20	5,12	3,9	0,33
	итого:					0,18
14	1	0,08	68	0,5	23	0,87	0,83	30,9	8,09	8,36	1,12
	2	0,08	43,6	3	26	1,75
	3	0,08	35		2
	4	0,08	36	4	5	0,31
	итого:					2,93
15	1	0,08	68	0,5	23	0,87	0,83	30,9	8,09	8,59	1,15
	2	0,08	43,6	3	26	1,75
	3	0,08	35		2
	4	0,08	36	4	5	0,31
	итого:					2,93
16	1	0,16	36	0,5	23	1,56	2,67	20	10,4	3,9	0,67
	2	0,16	36	3	26	1,75
	3	0,16	36
	4	0,16	36	4	5	0,31
	итого:					3,62
17							0
18	1	0,16	46	1	20	1,375	0,98	20	2,55	3,9	0,16
	итого:					1,375
19	1	0,5	20	2	6	3	1,57	20	5,07	3,78	0,31
	2	0,5	20	1	13	0,3
	итого:					3,3
20	1	7	23	2	6	3	1,57	20	5,07	2,68	0,22
21		0,17	18	2	6	4,1	1,23	20	5,53	3,12	0,28
22							0