Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Задачей математического описания технологического процесса яв­ляется установление количественных соотношений между его выходны­ми показателями, элементами режима рабочего процесса, конструктив­ными и качественными характеристиками технологической системы, ха­рактеристиками предмета труда, условиями протекания технологическо­го процесса и действующими факторами. Итогом математического опи­сания технологического процесса является построение его математиче­ской модели.

Математическая модель, с достаточной точностью отражающая ре альный технологический процесс, открывает широкие возможности в проектировании эффективных технологических процессов, их исследо­вании, разработке и нахождении принципиально новых решений. Не ме­нее важным ее преимуществом является предоставление возможности широкого применения для решения указанных задач метода моделирова­ния с использованием ЭВМ, что позволяет резко сократить трудоемкост ь проектных работ, затрачиваемое на них время и дает возможность про­анализировать множество вариантов при поиске оптимального решения.

Все разновидности математического описания технологических про­цессов можно свести к двум принципиально отличным подходам: по­строение детерминированных моделей; построение вероятностно-стати - стических моделей.

Вероятностно-статистические модели позволяют оценить уровень искомой величины, выявить случайные и систематические ее состав­ляющие, но при этом не объясняют физической сущности явления се об­разования. В этом случае явление рассматривается как "черный ящик" и между выходной и входной величиной устанавливаются корреляционные зависимости. Кроме того, по вероятностно-статистической модели не­возможно рассчитать конкретное значение искомой величины, а можно лишь оценивать пределы ее изменения. При построении моделей такого типа необходимо проводить значительный объем экспериментов для сбо­ра статистических данных.

Детерминированную модель строят на основе теоретического и экс­периментального исследования сущности технологического процесса, его причинно-следственных связей. Иными словами, построение детермини­рованной модели основано на раскрытии внутреннего содержания "чер­ного ящика", и в этом заключается главное преимущество детерминиро­ванных моделей, так как знание и понимание сущности технологического процесса, его глубинных закономерностей позволяет находить эффек­тивные и принципиально новые пути повышения качества и производи­тельности процесса, снижения его себестоимость.

Однако следует помнить, что любое явление, процесс не могут быть полностью познаны, всегда будут оставаться элементы неопределенно­сти, обусловленные ограниченностью познавательных возможностей. Установленные закономерности технологического процесса охватывают только общие его черты, в то время как реальный процесс имеет много индивидуальных сторон, поэтому любой закон в определенной степени схематизирует и упрощает явление.

Наилучший результат получается при построении комбинированной модели, являющейся совокупностью детерминированной и вероятностно - статистической моделей.

Математическая модель технологического процесса представляет собой совокупность уравнений, определяющих значения выходных его показателей, и ограничения на те или иные аргументы уравнений в виде конкретных значений или неравенств.

В общем виде математическую модель технологического процесса, выполняемого в одну операцию, можно представить в виде схемы (рис. 1.8.1).

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Рис. 1.8.1. Схема формирования выходных показателей технологического процесса

Обозначим выходные показатели через К, Т и С (здесь К - качество изготовления изделия; Г-время, затрачиваемое на технологический про­цесс; С - себестоимость изготовления изделия); аи а2, ..., ап - характери­стики предмета труда, поступающего на технологическую систему; Ьи Ьъ..., bm - характеристики технологической системы; Рь Р2, Р/ - элемен­ты режима рабочего процесса; Фь Ф2, ..., Ф; - факторы, действующие на технологическую систему, и условия протекания технологического про­цесса.

Установление качественных и количественных связей между перс - численными величинами является одной из важнейших научных задач технологии машиностроения. В общем виде математическую модель можно записать следующим образом:

/Г = /|(а1,а2,...,а„; 6,,62,...,6т; Р{, Р2,..., Р,; Ф,,Ф2,...,Ф*; 7');

T = f2(aua2,...,an; bub2,...,bm; РиР2,...,Р,\ Ф1,Ф2,...,ФІ; сі; К);

C = /3(a,,a2,...,a„; bub2,...,bm; Ри Р2,..., Р,; Ф^Ф2, ...,Фк-, Г; /),

Где d, j - факторы, оказывающие влияние соответственно на затраты вре­мени и себестоимость.

Для решения практических задач необходимо эти зависимости вы­разить в явном виде.

На сегодня уже накоплен большой материал по изучению сущности механизма образования погрешностей машины, на базе которого разра­ботана теория точности механизмов и машин, отражающая закономерно­сти возникновения погрешностей кинематических цепей; довольно ши­роко изучены вопросы точности неподвижных сопряжений деталей ма­шины, создано учение о точности обработки деталей, и в первую очередь механической обработки, являющееся одним из важнейших разделов технологии машиностроения и обобщающее громадный фактический материал по изучению взаимосвязей действующих факторов, зависимо­стей между действующими факторами и погрешностями изготовления деталей и сборки машин.

Большую роль в становлении и развитии учения о точности сыграли советские исследователи Б. С. Балакшин, Н. А. Бородачев, Н. Г. Бруевич, К. В. Вотинов, А. Н. Гаврилов, А. А. Зыков, В. М. Кован, B. C. Корсаков, Н. А. Калашников, Д. Н. Решетов, Э. А. Сатель, А. П. Соколовский, А. Б. Яхин и др.

Расчетно-аналитический метод определения суммарной погрешно­сти обработки деталей на станках длительное время был основным мето­дом прогнозирования ожидаемой погрешности.

Основополагающим принципом рассматриваемого метода является принцип суперпозиции, когда действие каждой из элементарных погреш­ностей рассматривается независимо от других, а суммарная погрешность складывается из составляющих путем их суммирования. Особенность этого метода - независимое рассмотрение процесса формирования каж­дой составляющей погрешности в детерминированном виде, т. е. с пози­ций полной определенности процессов, протекающих в технологической системе как в прошлом, так и будущем.

Суммарная погрешность Д определяется из равенства

А = AY+с +Аи + АН + АТ + ІДФ,

Где AY - погрешность, вызываемая упругими деформациями технологи­ческой системы под действием сил резания; є - погрешность установки заготовки; Аи - погрешность, вызываемая размерным износом инстру мента; АН - погрешность настройки станка; AT - погрешность, вызывае­мая тепловыми деформациями технологической системы; ІДФ - сумма погрешностей формы данного элемента, вызываемых геометрическими неточностями станка, деформацией заготовки под действием сил закреп­ления и неравномерными по различным сечениям заготовки упругими деформациями технологической системы. К достоинствам расчетно- аналитического метода относятся его простота и возможность примене­ния в инженерной практике.

В свое время разработка расчетно-аналитического метода явилась крупным шагом в развитии учения о точности, позволило выйти на более высокий уровень обобщения.

Другим методом в решении проблемы повышения точности изго­товления изделий является метод размерного анализа. Если с помощью расчетно-аналитического метода устанавливаются связи между погреш ностью изготовления изделия на технологической системе, то с помощью размерного анализа устанавливается влияние изменения положения дета лей технологической системы на погрешность изготовления.

Непрерывный рост требований к точности изготовления изделия требует дальнейшего развития обоих направлений и, в первую очередь разработки строгого математического аппарата в определении погрешно сти обработки, начиная с уточнения формулировки понятия "погреш ность детали".

Работы, посвященные исследованию и описанию процесса образо­вания погрешностей изготовления изделий, отличаются большой разно­плановостью, что привело к построению многочисленных математиче­ских моделей.

Все это при наличии множества работ по изучению вопросов точно­сти, офомном разнообразии машин и деталей, а также технологического оборудования, оснастки и методов изготовления изделий породило бес­численное множество частных рекомендаций по решению вопросов точ­ности, что чрезвычайно затрудняет их практическое применение в нахо­ждении оптимальных решений.

Необходимость в совершенствовании расчетов на точность привело к разработке нового расчетного метода, объединяющего в себе принци­пиальные положения расчетно-аналитического метода и метода размер ного анализа [2J.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.