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

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

Пусть 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

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