основи проектування техїнологічних процесів

Основи проектування технологічних процесів (ТП)

Проектування технологічних процесів механічної обробки і складання є багатоваріантним завданням. За своєю суттю це є процес переробки вихідної інформації, що є недостатньою і неточною в кінцеві технологічні рішення.

Процес проектування багатоетапний. Він пов'язаний із синтезом нових даних на кожному етапі, що поповнюють вихідні дані. У результаті багатоваріантності рішень, наприклад, при призначенні способів обробки окремих поверхонь або виборі моделі верстата необхідне виконання оптимізаційних розрахунків.

Процес проектування ТП є ітераційним, тобто не виключає можливвості повернення до раніше прийнятих рішень з метою їх коригування.

Розрізняють такі методи проектування технологічних процесів: неавтоматизоване, автоматизоване, автоматичне.

Неавтоматизоване проектування — проектування, при якому всі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними технічними мовами (креслення, технологічна документація тощо), здійснює людина. При неавтоматизованому проектуванні більшість його етапів, пов'язаних із аналізом технічних умов, вибором заготовки, визначенням способу базування, формуванням структур операцій та встановленням їx послідовності, вирішуються на основі інтуїції та досвіду технолога. При їх вирішенні технолог використовує нормативні та довідкові рекомендації, типові рішення, а також виконує деякі розрахунки.

Автоматизоване проектування – проектування, при якому окремі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними мовами розв’язання, здійснюють взаємодією людини i EOM.

В умовах автоматизованого проектування на ЕОМ покладають в першу чергу завдання, сутність яких можна формалізувати і подати у вигляді функціональних або структурно-схемних зв'язків, наприклад, різноманітні розрахунки, визначення кількості ступенів обробки окремих поверхонь деталі, вибір оптимальних умов зняття напуску та ін. Подальший розвиток теорії проектування та обчислювальної техніки дає змогу поступово передавати ЕОМ також i вирішення творчих завдань.

У сучасних системах автоматизованого проектування ТП (САПР ТП), наприклад, АВТОПРОЕКТ, ВЕРТИКАЛЬ тощо, вирішення технологічних завдань виконується в діалоговому режимі взаємодії технолога-проектувальника з ЕОМ через індивідуальний термінал – дисплей. За його допомогою він отримує повідомлення від ЕОМ через такий проміжок часу, який не порушує швидкості природного ходу його думки. Діалоговий режим ефективний при вирішенні творчих завдань, коли потрібен евристичний підхід (розпізнавання геометричних образів деталей, розмірних i топологічних зв'язків між елементарними геометричними образами з метою оптимального вибору схем базування, проектування маршруту обробки, складання тощо). Ці та багато інших завдань можуть бути вирішені ефективно лише синтезом творчих процесів людини i «здібностей» машинних програм.

З точки зору принципів автоматизованого проектування розрізняють два методичних підходи. Перший базується на синтезуванні технологічного процесу на основі бази знань та прийняття рішень на рівні первинних визначень (перехід, установ, сумісність способів обробки та інструментів тощо), другий — на основі використання типових або групових технологічних процесів та комплексних рішень, що накопичені багаторічним досвідом машинобудівного виробництва.

Синтезування технологічних процесів — досить складний, трудомісткий та важко формалізований процес, що вимагає глибоких знань, інтуїції, досвіду технолога.

Проектування технологічних процесів на основі типових або групових технологічних процесів не вимагає таких глибоких знань, легко формалізується та автоматизується. Сьогодні практично всі діючі системи автоматизованого та автоматичного проектування технологічних процесів грунтуються на використанні типових технологічних рішень.

Автоматичне проектування — проектування, при якому всі перетворення описів об’єкта, а також подання описів різними технічними мовами здійснюють без участі людини.

Автоматичне проектування передбачає дуже високий ступінь формалізації проектних завдань. Завданням технолога є підготовка вихідної інформації для проектування, у якій, як правило, вже апріорі закладені технічні рішення майбутнього технологічного процесу (наприклад, спосіб виготовлення заготовки, схеми базування тощо).

Вихідна інформація та принципи проектування технологічних процесів

Усю вихідну інформацію для проектування ТП можна поділити на три блоки:

- базова - креслення машини, складальної одиниці, деталі, обсяг випуску з урахуванням відсотка запасних частин, терміни випуску виробів, дані про виробничу систему (застосовувані способи виготовлення вихідних заготовок та способи їх обробки, наявне обладнання, пристрої, кваліфікація робітників тощо);

- керівна (нормативна) – інструкції з охорони праці, типові ТП, стандарти з проектування та оформлення технологічних процесів тощо;

- довідкова - каталоги обладнання, оснащення, паспортні дані верстатів, довідники режимів обробки, норм часу та ін.

При цьому слід пам'ятати, що при проектуванні робочих технологічних процесів базові і довідкові дані повинні відбивати дійсний стан виробничої системи, а для перспективних ТП можна використовувати каталоги нового перспективного обладнання і оснащення.

При проектуванні усіх видів технологічних процесів необхідно дотримуватися таких основних принципів:

- технічного, сутність якого полягає в розробленні ТП виготовлення виробів відповідної якості та заданого обсягу випуску;

- економічного, сутність якого полягає в розробленні ТП виготовлення виробів із мінімальними витратами;

- екологічного, сутність якого полягає у тому, що спроектований технологічний процес має бути максимально безпечним для робітників, що його реалізують, та завдавати мінімальних збитків навколишньому середовищу.

Якщо це повністю виконати неможливо, то у технологічній документації треба зазначити засоби індивідуального захисту робітників (респіратори, навушники тощо) та передбачити заходи щодо зменшення впливу на стан навколишнього середовища (пилозбирачі, відстійники та ін.).

У цілому в процесі проектування можна виділити три великих етапи:

- збір і аналіз вихідної інформації;

- синтез технологічних рішень;

-техніко-економічне обґрунтування і оформлення технологічної документації.

Послідовність проектування в межах цих етапів може бути надана у вигляді нижченаведеного укрупненого алгоритму (дивись рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 - Укрупнений алгоритм проектування технологічних процесів

Рисунок 5.1, аркуш 2 -

Наведений алгоритм відображує укрупнено основні етапи проектування технологічних процесів механічної обробки при неавтоматизованому проектуванні. У ньому не виділені такі задачі, як уточнення моделей верстатів, пристроїв, інструментів тощо.

При автоматизованому проектуванні обов’язковими задачами проектування після виконання аналітичних робіт є підготовка вихідної інформації щодо об’єкта проектування (кодування, тобто опис на проблемно-орієнтованій мові, даних креслення виробу, введення даних у ЕОМ, коригування запропонованих технічних рішень або введення додаткової інформації на певних кроках проектування. Але незалежно від методу проектування перелік наведених в алгоритмі задач є мінімально необхідним та обов’язковим.