Проектирование технологических процессов изготовления детали (стр. 1 из 2)

ВСТУПЛЕНИЕ

Проектирование – информационный процесс, в ходе которого перерабатывается информация и принимается решения, описываемый объект проектируется.

Исследование данной контрольной работы призваны раскрыть и описать содержание понятия «объект проектирования», конкретизировать понятия «объект производства». Скажем, что речь будет идти о последнем звене строительного членения любой машины, прибора, детали. Созданная в ходе исследования и описанная в конструкторском документе информационная модель отражает взгляд конструктора на объект. Её будем в дальнейшем называть «технологической системой – деталь» (ТСД).

ТСД – это сложное образование, разноплановый анализ которого составляет важный этап проектирования технологических процессов изготовления деталей. Так, система позволяет раскрыть емкое понятие содержания «технологический процесс», как объект проектирования, без чего невозможно выявить и описать методику проектирования рациональных технических процессов изготовления деталей.

1. РАССМОТРЕНИЕ И ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЕТАЛИ

В основе проведения этого исследования лежит представление детали сложной технологической системой, описание которой предполагает её моделирование. Зрительная модель системы в конструкторском чертеже удобна только для восприятия её человеком.

Для целей раскрытия сущностей понятия «технологический процесс» – как объект проектирования, содержание самого объекта проектирования – целесообразно отображать символьными математическими моделями. При проведении анализов и описания его результатов используют различные его виды. Среди них выбирают зрительные геометрические модели (рис.1).

Описать состав системы – значит, в конечном итоге перечислить входящие в него элементы. Сложность системы предопределяет необходимость исполнения при её анализе принципа многоуровневой декомпозиции, выделяя на каждом уровне анализа некоторую их совокупность по общности признаков классификации, этим подчеркивается относительность понятия «элемент системы».

Примем для деталей класса тел вращения в качестве исходного элемента конфигурации «геометрического примитива элемента 1-го уровня» - цилиндрическое тело. Объединение таких тел образует осесимметричное тело любой детали класса. Другие элементы вращения: соосные с исходными (фаски, канавки и т.д.) – отнесены к элементам 2-го уровня т. к. вписаны в тела первых.

Конструкторская и технологическая обоснованность такого структурирования, именуемая как «признак отношений технологической совместимости» отражает необходимость использования при изготовлении элементов станков токарной группы. Остальные элементы, отличные от первых двух – относят к элементам более высокого уровня (3-го и т.д.).

При дальнейшем анализе 1-ой совокупности выделяем элементы совокупности наружной (Э^нар) и внутренней (Э^вн) конфигурации. На данном уровне анализа в роли элемента системы выступает цилиндрическое тело вращения. На следующем шаге анализа рассмотрим и опишем поверхностную конфигурацию. Понимая под элементом системы отдельную поверхность (некоторую совокупность поверхностей).

В составе поверхностей конфигурации выделяют совокупность поверхностей вращения (Э^вр) и плоскостей (Э^пл) наружных и внутренних для распознания каждого элемента проиндексируем их на эскизе детали.

Индекс элемента 1-го уровня представляет собой число, получаемое умножением на 10 порядкового номера каждого элемента в конфигурации слева - направо (отдельно для выделяемых совокупностей, элементов вращения и плоскостных, наружных и внутренних конфигураций) и прибавлением к нему числа 2000 для элементов внутренней конфигурации и буквы R для элементов вращения.

Индекс элемента 2-го уровня образуется добавлением к индексу элемента первого уровня, на котором расположен рассматриваемый элемент, его порядкового номера среди элементов 2-го уровня, расположенных на одном и том же элементе 1-го уровня.

Индекс элемента 3-го уровня формируется прибавлением к его порядковому номеру среди элементов этого же уровня числа 3000.

Э^вр= ‹ _IЭ₁₀_R; _IЭ₂₀_R; _IЭ₂₀₁₀_R;_IЭ₂₀₂₀_R;_IIIЭ₃₀₁₀_R; _IIIЭ₃₀₂₀_R›

Э^пл= ‹ _IЭ₁₀; _IЭ₂₀; _IЭ₃₀_R;_IIЭ₂₀₂₀;_IIЭ₂₀₂₁; _IIIЭ₃₀₂₀ ›

Набор символов с учетом многообразия элементов: ▲; ▼; ○; Δ;; ○

позволяет однозначно описать образующие поверхности и оси (первая тройка), наружной левой и правой сторон и (вторая тройка) внутренней конфигурации и тем самым графически смоделировать элементы рассмотренного класса деталей.

2. ПОСТРОЕНИЕ ГРАФОМАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ

Общая структурная модель, рассматриваемой системы:

ТСД =UЭ_j

где Э_j- символ элементов системы;

γ = [ 1; n ] – индекс элементов.

3. МАССИВ ИНФОРМАЦИИ ОБ ЭЛЕМЕНТАХ ВРАЩЕНИЯ 1-ГО УРОВНЯ ТДС

Таблица 1

Nп.п.	ИндексыРеквизиты	10R	20R	2010R	2020R
1	Параметр, мм	160	80	80	50
2	Точность, Квалитет	h12	h12	H9	H9
3	Верхнее отклонение	-	-	0,074	0,062
4	Нижнее отклонение	-0,4	-0,3	-	-
5	Допуск IT, мм	0,4	0,3	0,074	0,062
6	Шероховатость, мкм	20	20	2,5	2,5
7	Физико-механические свойства	НВ192…..285; σ_вр ≥ 75; σ_т ≤ 45
8	Покрытие	Оксидирование

МАССИВ ИНФОРМАЦИИ О ПЛОСКОСТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Таблица 2

Nп.п.	ИндексыРеквизиты	10	20	30	2020R
1	Шероховатость, мкм	10	20	10	10
2	Физико-механические свойства	НВ192…..285; σ_вр ≥ 75; σ_т ≤ 45
3	Покрытие	Оксидирование

Из трех возможных равновесий геометрических связей в детали встречаются все:

- пересечение между выделенными совокупностями Э^нари Э^вн;

- между Э^вр и Э^пл;

-положение и сопряжение между элементами внутри этих совокупностей.

В составе геометрических связей положения выделяют 2-а множества связей, мощности которых однозначно определяются числом соответствующих элементов: Э^вр и Э^пл.

|K^пл| = | Э^пл | - 1;

Число гипотетически возможных вариантов для рассматриваемого типа структур оценивается выражением:

V_r = nⁿ^-2

где V_r – число вариантов;

n - число элементов в структуре взаимосвязанного множества;

Для рассматриваемого примера:

|Э^пл| = 6 => V_r = 6^6-2 = 6⁴=1296

Данная величина показывает специфику и сложность задачи синтеза структуры связи элементов при конструировании деталей, предполагая выбор из множества V_rвозможных решений - одного, принятого в качестве решения задачи синтезов системы связей.

Для моделирования структур целесообразно использовать графы (G), вершины которых моделируют соответствующие элементы, а дуги (ребра)- связи между ними.

Множество вершин (V), связи которых определены множеством ребер (Е) – называют графом и обозначают: G(V;Е).

Из всех возможных разновидностей графов для исследуемого объекта характерно использование определенного вида, называемого - «граф–дерево». Это объясняется однозначным соответствием между мощностями множеств вершин (V) и ребер (Е):

| V | = | E | + 1

или в терминах исследуемого объекта:

| Э | = |K| + 1,

где Э – число элементов в моделируемой структуре;

К – число геометрических связей между ними.

Приведенные модули G₁(Э^пл;K^пл) и G₂(Э^вр;K^вр) описывают связи между плоскостными элементами и элементами вращения.

Приведенный граф G₃(Э^пл;K^пл) характеризует ещё один из числа возможных видов структур связей между Э^пл_.

4. ТАБЛИЧНЫЕ МОДЕЛИ

Описание структур: G₁(….), G₂(….), G₃(….) – можно осуществить с использованием табличной модели. Числовые значения кода, вида и разновидностей связей выбираются по кодировочной таблице:

Таблица 3

Код параметровВиды связей элементов			Структура вида
			Х	Х
			Вид	Разновидность параметра
Связь между элементами вида	Одного	Э^пл	1	Абсолютный		0
				Относительный	Параллельность	1
					Перпендикулярность	2
		Э^вр	2	Абсолютный		0
				Относительный	Параллельность		1
					Перпендикулярность		2
					Радиальное биение		3
	Разного	Э^плиЭ^вр	3	Абсолютный		0
				Относительный	Параллельность		1
					Перпендикулярность		2
					Торцевое биение		3

МАССИВ ИНФОРМАЦИИ О ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ СВЯЗЯХ

Таблица 4

№п.п.	ИндексыРеквизиты		К₁	К₂	К₃	К₄	К₅	5₁^к	Е₂^к	Е₃^к
1	Код вида, разновидность		10	10	10	10	10	23	22	22
2	Индексысвязанныхэлементов	_IЭ	10	20	10	2030	3020	2010R	2020R	10R
3	Индексысвязанныхэлементов	_IIЭ	30	30	2020	2021	20	2020R	20R	20R
4	Параметр связи, мм		70	40	20	2	14	0	0	0
5	Точность, квалитет		11	14	13	14	14	9	12	12
6	Верхнее отклонение, мм		_	0,3	0,15	0,2	0,2	0,05	0,06	0,06
7	Нижнее отклонение, мм		-0,19	-0,3	-0,15	-0,2	-0,2	-0,05	-0,06	-0,06
8	Допуск IT, мм		0,19	0,6	0,3	0,4	0,4	0,1	0,12	0,12

ПОКАЗАТЕЛИ СВЯЗАННОСТИ ПЛОСКОСТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ