Система автоматизированного технологического проектирования

Категория:
Групповая технология получения заготовок


Система автоматизированного технологического проектирования

Цель создания системы АТП штамповки заключается в интенсификации процесса разработки, нормирования и оптимизации технологических процессов холодной штамповки.

В результате отработки программ на алфавитно-цифровом печатающем устройстве ЭВМ выдается технологическая карта со всеми необходимыми пояснениями и примечаниями.

Групповая технология позволяет резко сократить количество рассматриваемых вариантов обработки деталей и тем самым ускорить создание алгоритмов системы АТП холодной штамповки и уменьшить время счета в процессе непосредственных вычислений по программе.

В основе алгоритма АТП холодной штамповки лежит разработка первичных схем технологических маршрутов и системы логических условий и соотношений, однозначно определяющих структуру технологического процесса, в зависимости от конструкции штампуемой детали и программы выпуска.

Алгоритмизация сводится к формированию правил оперирования технологической информацией (назначение операций, выбор оборудования, технологической оснастки, мерительного и режущего инструментов).

В процессе разработки системы АТП холодной штамповки особое внимание следует уделять рациональному построению алгоритма с точки зрения минимизации объема программы и времени счета по ней. Наиболее удачной формой представления информации при разработке алгоритма назначения штамповочных операций, технологической оснастки, оборудования и т. п. являются табличные алгоритмы. Эти алгоритмы формируются на основании предварительно систематизированной в определенном порядке информации о параметрах холодноштам-пуемых деталей и их элементов, а также информации о соответствующих операциях холодной штамповки, которые целесообразны для обработки этих деталей и их элементов в пределах заданных ограничений. Массивы такой информации называют таблицами соответствий.

В результате автоматизированного проектирования система производит выбор следующих способов штамповки: поэлементная штамповка (вариант 1); штамповка деталей сменными пакетными штампами (вариант 2); штамповка деталей специальными штампами (вариант 3).

Выбор способа штамповки производится укрупненно по минимальным программам годового выпуска деталей.

Ниже приведены основные ограничения конструктивных характеристик деталей по каждому способу штамповки.

1. Поэлементная штамповка. На первом этапе разработки системы АТП технологические процессы поэлементной штамповки ориентируются на использование универсально-наладочных штампов (УНШ). Геометрические формы элементов наружного и внутреннего контуров деталей приведены в кодиро-вочных таблицах.

При выборе варианта подсистема производит автоматизированное проектирование технологического процесса штамповки по элементам, включая заготовительные операции, нормирование, определение установочных баз, расчет нормы расхода материала, выбор оборудования и оснастки.

2. Штамповка деталей пакетными штампами. При выборе -данного способа предусмотрены следующие ограничения конструктивных характеристик деталей, а именно: геометрическая форма (типовые контуры деталей); габаритные размеры—до 300X 150 мм; минимальная толщина материала 0,2 мм; максимальная толщина материала 3 мм.

При выборе варианта 2, так же как и в первом случае, производится автоматизированное проектирование технологического процесса.

В технологической карте в графе «Оснастка» печатается код блока, а в графе инструмент — код пакета. Кроме того, дается примечание «Спроектировать сменный пакетный штамп».

3. Штамповка деталей специальными штампами. В системе АТП холодной штамповки проектируются технологические процессы с применением следующих типов штампов простого действия: с жестким съемником; с упругим съемником; с обратным выталкиванием детали, а также совмещенного действия.

На первом этапе разработки и внедрения системы АТП на приведенные типы штампов наложены ограничения по области их использования, а именно: геометрическая форма должна укладываться в пределы номенклатуры типовых контуров деталей; габаритные размеры — до 300X 150 мм; максимальная толщина материала — 5 мм.

При выборе варианта штамповки специальным штампом в графе «Оснастка» проставляется код типа штампа. Внизу технологической карты дается примечание: «Спроектировать и изготовить штамп типа (код)».

Проектирование технологических процессов вытяжки связано с выполнением трудоемких вычислений, особенно для деталей коробчатой формы, которые вместе с цилиндрическими деталями составляют 90 % номенклатуры, производимой с применением вытяжных операций.

На базе проведенных в отраслевой лаборатории технологической подготовки группового производства ЛИТМО исследований и экспериментов была создана методика автоматизированного расчета и построения технологических процессов вытяжки коробчатых деталей, причем вытяжка цилиндрических деталей рассматривается в ней как частный случай (квадратная деталь с радиусом угловых закруглений, равным половине ширины). Эта методика охватывает большинство встречающихся в практике геометрических параметров коробчатых и цилиндрических деталей и позволяет определить оптимальные условия вытяжки последних.

Методика базируется на следующих положениях:
а) усредненный коэффициент вытяжки иа двух последовательно выполняемых операциях вытяжки коробчатой детали должен быть равен допустимому значению коэффициента вытяжки для цилиндрической детали из данного материала на такой же операции и при той же относительной толщине заготовки;
б) концентрация напряжений в углах полых заготовок или детали на последней операции не должна достигать значений, опасных для прочности детали;
в) степени формоизменения по периметрам плоской и полых заготовок, а также полых заготовок и готовой детали должны быть постоянными для любого участка контура.

На основе этой методики ЭВМ расчитывает сведения, относящиеся к форме и размерам заготовки, числу операции вытяжки, форме и размерам полых заготовок для промежуточных операций, а также назначает прижим. Кроме того, вычисляются переменные исполнительные размеры рабочих частей штампов, которые заносятся в таблицу исполнений групповых чертежей деталей типовых конструкций этих штампов.

Программа состоит из восьми блоков. Первые четыре блока предназначены для расчета размеров цилиндрических деталей, к точности и формам которых предьявляются повышенные требования.

Блок 1 — расчет исполнительных размеров штампов цилиндрических деталей высотой более 60 мм и диаметром свыше 11 мм. Для этих деталей применяется трехоперационный процесс вытяжки на прессе двойного действия.

Блок 2 — расчет исполнительных размеров штампов цилиндрических деталей высотой менее 60 мм, диаметром менее 15 мм и с программой более 10 000 шт. в месяц.

Блок 3 — расчет исполнительных размеров штампов цилиндрических деталей высотой менее 60 мм, диаметром менее 15 мм и с программой выпуска менее 10 000 шт. в месяц.

Результаты расчетов записываются на магнитный барабан.

Блок 4 — программа печати, выводящая на алфавитно-цифровое печатающее устройство результаты вычислений.

При написании программ широко использовались библиотечные программы, позволяющие, в частности, выводить на АЦПУ любую текстовую и цифровую информацию при небольшом количестве обращений к ней.

Четыре остальные блока предназначены для расчетов операционных размеров цилиндрических и прямоугольных коробчатых деталей, а также исполнительных размеров вытяжных штампов.

Блок 5 — расчет операционных размеров цилиндрических и прямоугольных коробчатых деталей. Согласно методике для этих деталей применяются четыре варианта расчета, отражающих различные условия вытяжки деталей с большими и малыми радиусами закругления в углах и с большой или малой длиной по отношению к высоте.

Блок 6 — расчет низких прямоугольных коробчатых деталей с малыми угловыми радиусами. Расчет операционных размеров для этих деталей сводится к определению форм и размеров плоской и полой заготовок. Полая заготовка имеет в плане форму выпуклого четырехугольника; плоская заготовка — форму четырехугольника со сторонами, являющимися частями эллипса.

Блок 7 — расчет исполнительных размеров вытяжных штампов.

Блок 8 — вывод на перфоратор результатов вычислений блоков 5 или 6 и блока 7 для координатографа.

Эти программы внедрены в НПО «Позитрон», ЛОМО им. В. И. Ленина и других организациях.

С помощью ЭВМ для цилиндрических и прямоугольных коробчатых деталей составляются таблицы операционных размеров плоской и полых заготовок, а также исполнительных размеров вытяжных штампов; выводится перфолента для координатографа.

На координатографе вычерчиваются в плане операционные размеры плоской и полых заготовок и исполнительные размеры вытяжных штампов для визуального контроля исходных данных.

После внедрения автоматизации расчетов работа технолога сводится к заполнению стандартного бланка, куда он заносит исходные данные и сведения об особенностях детали.

Информационной основой системы АТП являются сведения о марках и сортаменте материалов холодноштамповочного производства, оборудовании, технологической оснастке, технологических операциях и переходах холодной штамповки, сведения о трудоемкости заготовительных и штамповочных операций. Расчет и выбор параметров технологического процесса осуществляется по единым унифицированным формулам и алгоритмическим таблицам.

Структура разработанных программ АТП предполагает: постепенное расширение номенклатуры деталей, на которые будет производиться автоматизированная разработка технологических процессов; поэтапное включение различных корректирующих программ, оптимизирующих расчетов по выбору варианта изготовления детали; согласование и стыковку данной системы с другими системами, функционирующими на предприятии.

Исходные данные, использованные при разработке системы АТП, условно разделены на три вида:
1) перечень текстовой информации, которая печатается в технологической карте;
2) числовые таблицы, в которых зафиксированы характеристики оборудования и технологической оснастки;
3) правила оперирования технологической информацией в зависимости от наложенных ограничений (назначение операций, выбор оборудования, технологической оснастки т. д.).

Первые два вида исходных данных использованы для образования в памяти ЭВМ постоянной информации. Третий вид исходных данных является основой разработанного алгоритма системы АТП и программ реализации его на ЭВМ.

Система АТП предназначена для расчета развертки типовых пространственных холодноштампуемых деталей, выбора рационального варианта и расчета нормативов раскроя штампуемых материалов и формирования технического задания на проектирование разделительных и вытяжных штампов холодной листовой штамповки, а также для формирования маршрута заготовительных, штамповочных и вспомогательных операций.

Область применения системы определяется количеством и характером типовых конфигураций холодноштампуемых деталей, видом исходной заготовки для штамповки, применяемыми технологическими операциями, номенклатурой штамповочного оборудования и штампов.

Она обычно охватывает проектирование разделительных штампов простого и совмещенного действия с круглой или прямоугольной формой пакета, с задним или диагональным расположением колонок, а также вытяжных штампов простого и последовательного действия.

Для вышеуказанных типов штампов установлена ограничительная номенклатура типоразмеров. Штампуемые детали могут иметь только типовую форму наружного контура и отверстий.

Система АТП производит расчет размеров развертки производственных деталей; выбор рационального варианта и расчет СТрМа^ивов раскроя штампуемого материала; формирование XII и чес ко го задания на проектирование разделительных и вытяжных штампов. Результаты работы ЭВМ печатаются в виде специальных таблиц.

Исходными данными при AI11 являются кодированные сведения о геометрической форме деталей, размерах и допусках на них, о материале, величине партий деталей и др.

Используя эти данные, кодировщик заполняет первичный документ, по которому производится перфорация исходных данных.

Программная система состоит из ряда функциональных подсистем: «Развертка», «Раскрой», «Маршрут» и «Штамп».

В подсистеме «Развертка» решаются задачи расчета размеров развертки типовых изогнутых и полых деталей.

В подсистеме «Раскрой» производится выбор рационального раскроя полосы (ленты) для типовых конфигураций плоских и разверток пространственных штампуемых деталей. Для выбранного варианта подсистема производит расчет нормативных параметров раскроя.

Подсистема «Штамп» предназначена для формирования технического задания на проектирование разделительных и вытяжных штампов холодной листовой штамповки. Техническое задание на проектирование штампа включает: способ вырубки; тип съемника; способ фиксации полосы (ленты); количество ножей; количество упоров; шифр штампа; тип блока; номер блока; тип выталкивателя; форму пакета; размеры пакета; усилие штамповки; модель оборудования для штамповки.

Указанные данные ЭВМ выводит в виде машинограммы.

Информационную базу программной системы составляют данные, на основе которых осуществляется проектирование конкретного технологического процесса. Они сформированы в следующие массивы: размеры листов; размеры холоднокатаных листов; размеры лент; размеры горячекатаных листов; характеристики штампуемых материалов; техническая характеристика оборудования; размеры матриц и рабочих зон; массивы коэффициентов для расчета нормативных параметров раскроя и т. д.

Таким образом, программный комплекс системы автоматизированного проектирования технологических процессов холодной листовой штамповки включает подсистемы, каждая из которых может быть реализована автономно, что облегчает их разработку и внедрение, а также обеспечивает необходимую этап-ность работы. Подсистемные программы разбиты на фазы с учетом размеров оперативной памяти, характера и структуры решения задач. Программное обеспечение строится по модульному принципу как открытая система, т. е. оно может быть пополнено модулями, а отдельные модули могут либо исключаться, либо заменяться новыми. В функциональном отношении модули системы обеспечивают преобразование чертежа штампуемой детали в описание развертки, раскроя штампуемого материала, задания на проектирование штампа.

Основной программный комплекс подсистемы «Штамп» включает следующие программные модули: выбор конструктивного исполнения вырубного штампа, пробивного штампа, штампа совмещенного действия; определение размеров матрицы и выбор формы пакета, выбор типоразмеров прямоугольного пакета, круглого пакета, блока прямоугольного пакета, блока круглого пакета; расчет усилия штамповки и выбор пресса.

Программа реализована на ЭВМ серии ЕС с минимальным объемом памяти 256 К байт.

Для функционирования программной системы необходимы следующие внешние устройства: накопители на сменных магнитных дисках; устройство ввода перфокарт; алфавитно-цифровое печатающее устройство; пультовая пишущая машинка; накопитель на магнитной ленте.

Входные данные готовятся кодировщиком на основе чертежа типовой плоской или пространственной детали.

Кодированные данные заносятся на стандартные бланки записи данных для последующей перфорации и ввода в ЭВМ.

Данные на бланках записываются в правых крайних позициях, отведенных для граф.

Последовательность заполнения граф бланка такова.

Обозначение детали. Заносится номер штампуемой детали. Может быть любая комбинация цифр. Максимальное количество символов —16.

Число кодов элементов. Записывается количество типовых элементов штампуемой детали, на которые она условно разбивается.

Годовая программа. Записывается годовая программа выпуска штампуемых детален.

Толщина материала. Проставляется в миллиметрах.

Масса детали. Проставляется в килограммах.

Код материала. Заносится код материала.

Применяемость детали. Заносится количество деталей на изделие.

Код класса точности габаритных размеров. Заносится код класса точности.

Порядковый номер элемента. Записывается номер очередного кодируемого типового элемента.

Код элемента. Заносится код типовой конфигурации.

Дополнительная характеристика. Определяется по таблицам типовых конфигураций с учетом конфигурации детали.

Количество типовых элементов. Заносится количество типовых элементов в штампуемой детали.

размерные и точностные характеристики элемента. Определяются непосредственно по чертежу штампуемой детали. Порядок занесения размеров соответствует порядку их простановки в таблицах типовых конфигураций.

Входные данные перфорируются построчно слева направо и сверху вниз. Каждая строка перфорируется на отдельную перфокарту с первой колонки.

Номер строки не перфорируется. Незаполненные позиции интерпретируются как пробел. После перфорации порядок перфокарт должен соответствовать последовательности данных на бланке-задании.

В заключение следует отметить, что программная система, разработанная на основе пакета прикладных программ, ориентируется на использование современных средств вычислительной техники (ЕС ЭВМ) и средств математического обеспечения ОС ЕС. Реализованные в системе модели проектирования учитывают современные достижения теории и практики технологического проектирования.

Система создана с учетом общесистемных принципов: включения, системного единства, развития, совместимости, инвариантности. Она обладает следующими положительными свойствами: система построена как развивающаяся, т. е. предусмотрена возможность наращивания и совершенствования компонентов системы и связей между ними; система содержит универсальные и типовые подсистемы и компоненты, которые инвариантны к технологическим процессам и отраслевой специфике.

Использование программной системы позволяет в два-три раза ускорить процесс проектирования, повысить точность выполнения технологических расчетов, получить экономию штампуемых материалов за счет рационализации раскроя.

Программная система предназначена для использования на предприятиях машиностроения, приборостроения и других отраслей,


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум