На основе синтеза. Выбор структуры ТП МО

СИНТЕЗ (от греческого syntesys - соединение) – это соединение (мысленное или реальное) различных элементов объекта в единое целое (систему).. Синтез неразрывно связан с анализом (расчленение).

Система (от греческого systema - целое, составленное из частей) – это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих целостность, единство.

Под системой будем понимать технологический процесс механической обработки, под синтезом - определение исходных элементов (технологических переходов) и объединение их в технологический процесс с учетом отношений, определяемых законами технологии машиностроения.

Рис. 4.1. Составные элементы синтеза ТП МО

Алгоритм синтеза технологического процесса ориентирован на решение задач выбора структуры S и расчета параметров t:

- выбор исходного множества М технологических переходов, необходимых для обработки данной детали в заданной производственной системе;

- определение множества связей (отношений) на множестве М технологических переходов, позволяющих упорядочить технологические переходы и объединять их в операции и технологический процесс;

- расчет параметров t для операций и переходов.

Рассмотрим элементы синтеза ТП МО при решении указанных задач.

Элементами модели М₁ являются технологические предметы: поверхности, средства производства (станок, приспособление, инструмент).

С помощью переходов осуществляется изменение состояния каждой поверхности детали от исходного (определяемого заготовкой) к конечному состоянию (определяемому информацией на чертеже).

Для формирования множества допустимых технологических переходов рассмотрим модель первого уровня М₁ = < M₁ , R₁ >, где М₁ - исходное множество предметов; R₁ - множество отношений на М₁ .

Исходное множество М₁ объединяет подмножества:

M₁ = M₁₁ U M₁₂ U M₁₃ U M₁₄,

где М₁₁ - множество поверхностей, которое включает поверхности детали после окончательной обработки и поверхности заготовки; М₁₂ - множество станков; М₁₃ - множество инструментов; М₁₄ - множество технологических методов воздействия (пара “наименование перехода - этап обработки”). Например, обтачивание черновое, растачивание тонкое, фрезерование черновое и т.д.

Рассмотрим множество отношений R₁={R₁⁽¹⁾,R₂⁽²⁾....,R_n⁽ⁿ⁾} на М₁.

К унарным отношениям R₁⁽¹⁾ относится набор характеристик исходного множества М₁. Перечень характеристик для множеств М₁₁, М₁₂,М₁₃,М₁₄ приведен в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Характеристики технологических предметов

К бинарным отношениям R₂⁽²⁾ относятся следующие группы:

- бинарные отношения R₂₁⁽²⁾ “поверхность - технологические методы”;

- бинарные отношения R₂₂⁽²⁾ - “поверхность - станок”;

- бинарные отношения R₂₃⁽²⁾ - “поверхность - инструмент”.

На рис. показана геометрическая интерпретация бинарного отношения “поверхность - технологические методы”, а на рис. - бинарного отношения “метод- станок”. К тернарным отношениям R⁽³⁾ относится совместное использование "станок - метод - инструмент".

Элементом отношения R⁽⁴⁾ является свойство четверки (поверхность, станок, инструмент, метод) быть технологическим переходом.

Множество отношений R⁽ⁿ⁾ модели М₂ может быть задано как в явной форме, так и с помошью правил вывода отношений Р.

Отношения, заданные в явной форме, будем называть исходными, а остальные отношения -выводимыми.

Отношения, являющиеся технологическими переходами, относятся к группе выводимых.

Сформулируем некоторые правила вывода отношений R⁽²⁾ и R⁽⁴⁾ из исходных унарных отношений.

Рис 4.2. Бинарное отношение “метод-поверхность”

Рис.4.3. Бинарное отношение “метод-станок”

1. Два предмета m_i Î М₁ , m_j Î М₁ находятся в отношении m_iR⁽²⁾m_j , если [m_i, тип ] = [m_j ,тип ] и выполняется условие согласования:

F ([ m_i .параметры], [ m_j, параметры]) = 1. Здесь [m,тип] - значение типа предмета m. В частности, два предмета m_i = «растачивание» и m_j = «цилиндрическая внутренняя» находятся в бинарном отношении «метод – поверхность», если их характеристики имеют одинаковый тип – (тип поверхности) и выполняется условие согласования:

F (D_min <= D_i <= D_max ) =1,

где F(x) =1, если соотношение х выполняется и 0 – в противном случае; D_min , D_max - параметры предмета m_j ; D_i - параметр предмета m_i

Геометрическая интерпретация отношения R⁽²⁾ показана на рис..

2. Если m_iR⁽²⁾m_j и m_jR⁽²⁾m_k , то m_iR⁽²⁾m_k.

1. Элементы m_i M₁ , m_j M₁ , m_k M₁ , m_l M₁ находятся в отношении

(m_i ,m_j ,m_k ,m_l)R⁽⁴⁾, если выполняются попарно бинарные отношения:

(m_i ,m_j ) R₂₁⁽²⁾ , (m_j ,m_k ) R₂₂⁽²⁾, (m_k ,m_l ) R₂₃⁽²⁾, (m_k ,m_l ) R₂₄⁽²⁾ (рис.6.18).

Рис.4.4. Граф бинарных отношений

Технологический переход рассматривается как упорядоченная четверка (m_i ,m_j ,m_k ,m_l) предметов, которые находятся между собой в отношении R⁽⁴⁾ (отношение согласования ).

На рис. 4.2,4.3 показана геометрическая интерпретация бинарных отношений "технологический метод - поверхность" и "станок - технологический метод". На основе построенной модели технологического процесса разработан алгоритм синтеза его структуры.

Блок-схема алгоритма синтеза показана на рис.4.5.

Рис.4.5. Укрупненная блок-схема алгоритма синтеза

Для достижения заданного качества обработки каждой обрабатываемой поверхности в диапазоне от состояния заготовки до требуемого состояния, определяемого чертежом, необходимо определить множество технологических методов (оператор 1.1), каждый из которых определяется парой “наименование перехода - наименование этапа обработки”. Например, для достижения требуемой шероховатости Ra=5 при обработке отверстия фланца возможными технологическими методами являются “рассверливание - чистовой этап” или “растачивание - чистовой этап”.

Для достижения заданного качества обработки каждой обрабатываемой поверхности в диапазоне от состояния заготовки до требуемого состояния, определяемого чертежом, необходимо определить множество технологических методов (оператор 1.1), каждый из которых определяется парой “наименование перехода - наименование этапа обработки”. Например, для достижения требуемой шероховатости Ra=5 при обработке отверстия фланца возможными технологическими методами являются “рассверливание - чистовой этап” или “растачивание - чистовой этап”.

Дальнейшее упорядочивание технологических переходов в технологический процесс выполняется с помощью операторов 2.2-2.4.