Разработка технологической операции

При разработке технологической операции определяются следующие параметры:

Инструмент, марка и геометрия. При выборе инструмента учитываются свойства обрабатываемого материала, требуемая шероховатость (на нее влияет геометрия), условия резания. Имеет значение и диапазон скоростей резания. Это важное обстоятельство, поскольку при определении скорости резания свойства инструмента тоже имеют значения и учитываются.

Скорость подачи, S. Значительно зависит от шероховатости. Кроме того, учитываются диаметр резания, D, глубина резания, t, а также ряд поправочных коэффициентов, учитывающих вид обработки, обрабатываемый материал, обрабатывающий инструмент (и материал, и геометрию), способ закрепления заготовки.

Скорость резания (главного движения), V. Определяется как функция от скорости подачи, S, стойкости инструмента, Т, глубины резания, t, а также ряда поправочных коэффициентов, учитывающих свойства обрабатываемого материала, материал и геометрию инструмента.

Стойкость инструмента – время его работы, чистое. Это экономический параметр, который задается, а не определяется. Инструмент время от времени надо менять. Замена – это остановка оборудования. Желательно, чтобы этих остановок было поменьше. Кроме того, следует стремиться к тому, чтобы эти остановки совпадали на большинстве переходов и даже операций.

Выбранные режимы подвергают по жесткости и прочности инструмента, механизмов станка, заготовки.

Получается оптимизационная задача, причем с многочисленными взаимосвязями параметров. Например, при выборе инструмента учитывается диапазон скорости резания, а при определении скорости используются коэффициенты, учитывающие марку и геометрию инструмента.

Постоянные данные точность, шероховатость, свойства обрабатываемого материала.

Варьируемые свойства марка инструмента, геометрия инструмента, стойкость инструмента, способ закрепления.

На основании варьируемых параметров определяются скорость резания и скорость подачи. Тем не менее, режимы резания – еще не критерии. Режимы резания скорее относятся к варьируемыми параметрами, но это как бы вторичные параметры.

Основной критерий – это время. Чем оно меньше – тем лучше. Время выполнения отдельного перехода имеет не самое большое значение. Гораздо важнее время выполнения всей операции. И если на некотором переходе время снизить не удается, то имеет смысл ослабить режимы на других переходах. Таким образом, необходимо кроме абсолютного времени учитывать время соотнесенное с другими переходами.

Мощность резания. Предполагается, что станок уже выбран на этапе маршрутизации. В таком случае его мощность следует учитывать как ограничение на режимы резания. Однако мощности различных переходов могут быть различны. Причем большая разница – это плохо. Станок в целом следует подбирать по максимальной мощности, но это нецелесообразное использование ресурсов на переходах с меньшей мощностью. Таким образом, имеет смысл снизить режимы на пиковых переходах и, если возможно, ужесточить на остальных. То есть, дополнительный критерий качества – разность мощностей на переходах.

После назначения режимов резания на каждом переходе можно определить время выполнения перехода, силы и мощность резания.

После разработки операции ее показатели следует сравнить с другими операциями. И тут тоже время выступает основным критерием. Если время разработанной операции превосходит соседей, следует задействовать следующие резервы: быстродействующую оснастку и совмещение переходов.

Токарный патрон – может быть трехкулачковым, а может быть цанговым. Первый приходится некоторое время раскручивать, а затем закручивать, второй действует гораздо быстрее. При этом следует учесть изменение способа закрепления – соответствующий коэффициент используется при определении скорости резания.

Если сокращения времени за счет быстродействия приспособления не достаточно. Можно попробовать совместить выполнение переходов. Мене кардинальное совмещение – последовательное. Заключается оно в том, что два перехода выполняются последовательно одним инструментом. Например, поверхности 2 и 3 (Рисунок 7.1) выполняются одним резцом: сначала протачивается цилиндр, а затем подрезается торец. Экономия за счет времени подвода и отвода инструмента. При этом следует учесть изменение геометрии резца и соответствующих коэффициентов

Параллельное совмещение – два инструмента работают одновременно. Например, обработка поверхностей 2 и 4 в том же примере. Время одного из переходов практически полностью пропадает из общего времени операции. При этом следует учесть значительное ужесточение нагрузки на оборудование.

Основное преимущество, которое могут обеспечить средства автоматизации при разработке технологических операций – это расчет нескольких вариантов. Большинство решений на данном этапе – дискретные значения. Марка инструмента, тип приспособления, геометрия инструмента. Режимы резания тоже должны округляться до значений, допускаемых оборудованием (если только это не оборудование с ЧПУ). Процедуры поддержки разработки операции должны, в первую очередь, обеспечить генерирование и обсчет различных вариантов.

[1] В англоязычной литературе соответствующий объект называется attributed adjacent graph (AAG) ‑ ориентированный граф смежности.

[2]

[3] Исходных параметров может быть и больше. Однако для понимания информационных преобразований достаточно этих двух.

[4] Обработка инструментом, у которого есть лезвие – резец, фреза, протяжка и т.д. Для сравнения, шлифовальный круг – это инструмент абразивный и обработка, соответственно, абразивная.