Структура S=<M,R> технологического процесса механической обработки заготовок определяется множеством М технологических переходов, частичным порядком их выполнения и группировкой их в операции. Множество технологических переходов, образуется из рабочих планов обработки всех поверхностей и составляет множество исходных элементов (элементная база структуры S). Последовательность обработки поверхностей (переходов) определяется на основе выбора единых технологических баз, технологических баз на первых операциях и их смены для обработки всех поверхностей.
Основная задача, решаемая при формировании множества М, состоит в обеспечении заданного качества поверхностей детали исходя из состояния заготовки, а при выборе последовательности обработки поверхностей (переходов) необходимо учитывать различные критерии. К основным из них относятся:
- обеспечение минимальной неравномерности припуска (положение окончательно обработанной поверхности относительно этой же поверхности заготовки) для базовых поверхностей;
- обеспечение наилучшего расположения окончательно обработанной поверхности детали относительно необрабатываемых (например, равномерность толщин стенок корпусных деталей);
- наилучшее расположение окончательно обработанной детали в заготовке с точки зрения минимального съема припуска при обработке;
- минимизация числа переустановок при механической обработке;
- обеспечение заданной точности конструкторских размеров;
- минимизация трудоемкости (себестоимости) технологического процесса механической обработки.
Эти критерии определяют свойства технологического процесса и влияют на последовательность обработки поверхностей.
Следует отметить, что перечисленные критерии являются одновременно и коррелированными и противоречивыми в том смысле, что два последних свойства прямо влияют друг на друга, а влияние второго критерия на третий и четвертый - обратное.
Задача выбора последовательности обработки поверхностей сводится к обеспечению противоречивых критериев технологического процесса. Ввиду того, что указанные критерии одновременно обеспечить не удается, требуется найти компромиссное решение, в наилучшей степени удовлетворяющее указанным критериям ( рис.4.15 ).
Si - решения, обеспечващие свойства Si, * - наилучшее компромиссное решение.
Рис.4.15. Соотношение технологических решений
Задача выбора последовательности обработки поверхностей может быть представлена в виде экстремальной задачи на двудольном графе.
Пусть задан двудольный граф G = <P, U>,
где P = P1 V P11; P1 - множество комплектов технологических баз;
Р11 - множество поверхностей, формируемых в процессе обработки (технологические поверхности); U = U1 V U11 - множество ориентированных дуг.
Дуга uij = (pi , pj) Î U1, pi Î P1, pj Î P11 указывает на то, что поверхность рj обрабатывается с комплекта pi; uij = (pi , pj ) Î U11, pi Î P11, pj Î P1 указывает на то, что поверхность рj входит в комплект pi.
Двудольный граф G является технологической моделью обработки детали в рассматриваемой технологической системе.
Исходная информация для выбора последовательности обработки поверхностей (переходов) включает:
- множество переходов, позволяющих обеспечить заданное качество поверхностей исходя из состояния заготовки;
- сетку размеров на чертеже детали;
- набор свойств, которые должен обеспечить технологический процесс;
- двудольный граф G (комплекты технологических баз – обрабатываемые поверхности).
Исходная информация порождает совмещенный граф технологических размеров: конструкторских, технологических, размеров припусков и заготовки.
Gсовм = {Рсовм , Uсовм }
Пример двудольного графа G и графа Gсовм для случая обработки корпусной детали (рис.4.10) показан на рис.4.16.
Рис.4.16. Граф связей “базы-обрабатываемые поверхности”
На совмещенном графе ( рис.4.16 ) замыкаюшие звенья отражают следующие требования, которые необходимо учитывать при проектировании технологического процесса:
- обеспечение точности размеров между поверхностями основных и вспомогательных баз;
- неравномерность припуска главного отверстия (30 - 31);
- точность положения m(40 - 31) обработанной поверхности 31 относительно необрабатываемой 40 (равностенность) (40 - 31);
Z1 - неравномерность припуска отверстия 3; Z2 – положение обработанной поверхности 31 относительно необрабатываемой поверхности 4; Т1, Т2, Т3 – технологические размеры; З1, З2 – размеры заготовки; А1, А2 – размеры на чертеже; 10 - 110 – поверхности заготовки; 11,21,31,71 - поверхности после обработки.
Рис.4.17.Совмещенный граф G размеров технологического процесса корпусной детали
Составляющие звенья на графе G отражают:
- свойства поверхностей по базированию по направлению 0Х2 ;
- размеры заготовки, которые влияют на замыкающие звенья в направлении 0Х2 ;
- технологические размеры переходов ТП (показаны толстыми линиями.
Последовательность выполнения переходов соответствует задаче оптимизации по критерию Z1 при ограничениях на размеры А1 и А2. Если используется критерий Z2 при тех же ограничениях, то последователность выполнения переходов на первых операциях меняется: t = [(40 - 11),(11-31)]. В случае оптимизации неравномерности припусков по всем обрабатываемым поверхностям критерий Z = xS mi2учитывает средневзвешенную неравномерность mi припусков по всем поверхностям i:
