Обобщённая методика назначения токарных резцов

[zengob 0]

Обобщённая методика назначения токарных резцов
The generalized technique of appointment of turning cutters

Одной из современных тенденций по повышению эффективности производства, является сокращение подготовительного этапа жизненного цикла, включающего в себя: маркетинговые исследования, научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки, конструкторскую и технологическую подготовку производства, а так же освоение производства, по средствам комплексного внедрения систем автоматизированного проектирования (САПР).

Задачей автоматизации проектирования является – повышение качества, снижение материальных затрат, сокращение сроков проектирования и ликвидация тенденции к росту числа инженерно-технических работников, занятых проектированием, повышение производительности их труда.

Автоматизировав с помощью комплекса САПР высокого уровня (CAD/CAM/CAE/CAPP) все направления подготовки производства, предприятие получает цифровую модель изделия, которая содержит геометрию изделия и все необходимые расчетные данные, карты технологических процессов, ведомости, управляющие программы для станков, электронные описания изделия и технические руководства.

Однако, существующие средства САПР не позволяют в полной степени учитывать особенности производственных условий на момент проектирования и реализации технологических процессов, либо разработаны на основе методов диалогового проектирования, что подразумевает низкую степень автоматизации и существенно увеличивает затраты времени на технологическую подготовку производства. Так в подавляющем большинстве существующих на сегодняшний день САПР, таких как ADEM, T-Flex, SolidEdge, Cimatron, Power Solution, hyper Mill, Pro/Engineer, EdgeCAM, Euclid, CATIA, Omega Production, Компас Авто Проект, СПРУТ, и мно¬гие другие, САПР лишь предлагает варианты в режиме диалога, которые пользователь должен выбрать самостоятельно. Режущий инструмент (РИ) проектировщику предлагается самостоятельно, либо выбирается типовая конструкция, при этом не учитываются особенности обработки, и последние достижения инструментальной промышленности.

Другая тенденция повышения эффективности производства – снижение себестоимость механообработки, за счёт повышения производительности, времени работы в автоматическом цикле и сокращения вспомогательного времени. Применительно к РИ это достигается за счёт использования прогрессивных режущих материалов и конструкций РИ с применением оптимального соотношения режимов резания и стойкости, а так же за счёт снижение времени на восстановление режущих кромок.
При этом стоит отметить, что на промышленных предприятиях РФ за-частую назначением РИ занимаются недостаточно квалифицированный персонал, что чревато возникновением ошибок и, как следствие, снижение эффективности обработки. Поэтому работу по автоматизации выбора РИ, можно считать актуальной.

Цель: создание обобщенной методики назначения РИ, охваты-вающую современную номенклатуру токарных резцов и наиболее полно учитывающую условия обработки, а так же подготовка необходимого алгоритмического и информационного обеспечения автоматизированной подсистемы выбора токарных резцов для возможности дальнейшей её интеграции в САПР более высокого уровня.

Анализ промышленных методик назначения РИ показал, что действующие нормативные методики рассчитаны на морально устаревшие конструкции и охватывают лишь малую часть номенклатуры РИ. Тем не менее, задача требует решения, поэтому отдельные производители и потребители заинтересованы в повышении качества решения и облегчения задачи назначения РИ, что вынуждает их создавать собственные методики и руководящие материалы соответственно. Во многом эти методики схожи, но не редко противоречат друг другу, как правило, они носят опоследовательных и отрывочный характер. Всё рассмотренные в работе нормативные методики рассчитаны на морально устаревшие конструкции. Методики предлагаемые производителями РИ или САПР по сути указывают лишь критерии выбора без указания их уровня значимости и чётких рекомендаций. Так же нельзя не отметить, что не одна из них не охватывает и 30% (из анализа номенклатуры 20 ведущих зарубежных и отечественных производителей) номенклатуры современных токарных резцов.

Подавляющее большинство производителей токарных резцов применяют (прежде всего, для наружного точения и растачивания, и совсем редко на канавочные и отрезные резцы) маркировку по системе обозначений ISO 1832, как правило, несколько расширенную, поскольку данный стандарт не распространяется на конструкции с режущей частью из сверхтвёрдых материалов, без которых сейчас тяжело представить эффективную обработку закалённой и жаропрочной сталей, отбелённых чугунов и алюминия, полимерных, резиновых и композитных материалов, а так же многих др. труднообрабатываемых материалов. Именно поэтому в работе будет разработана методика, рассчитанная на токарные резцы по системе обозначений ISO, хоть и несколько расширенной.

Анализ конструкций и промышленных методик назначения современ-ных токарных резцов, литература по физике резания помогли определить критерии выбора конструктивных элементов и их уровень значимости, и последовательность определения, представленную на рисунке 1.

Рисунок 1 - Последовательность выбора конструктивных элементов и критерии, влияющие на их выбор

Учитывая широту номенклатуры современных токарных резцов, стало очевидна необходимость учёта многовариантности возможных решений и малая эффективность не автоматизированного решения этой задачи, ввиду высокой трудоёмкости и вполне доступной формализации задачи, необходимой для решения средствами вычислительной техники. Для реализации автоматизированного решения этой задачи необходимо алгоритмическое и соответствующее информационное обеспечение, разработка программного обеспечения в рамках работы не планируется. Для реализации многовариантности решений в информационном обеспечении будет использована бальнорейтинговая система.

В настоящий момент идёт завершающий этап по подготовке алгоритмического обеспечения, подготовлено информационное обеспечение для условий единичного и частично для мелко- и среднесерийного производств. Анализ промежуточных результатов показал достаточно полный учёт условий производства и охват номенклатуры токарных резцов с призматическим хвостовиком (расширение области применимости данной методики на резцы с цилиндрическим хвостовиком, картриджи ISO 5611, быстросменные модульные системы: Capto, KM и HSK A, потребует лишь замены нескольких блоков алгоритма и соответствующий таблиц информационного обеспечения), так же стала очевидна острая необходимость в рекомендациях по режимам резания, которая бы позволила более эффективно производить оценку предлагаемых альтернатив и в случае интеграции методики в САПР высокого уровня – оперативно производить оценку эффективности предлагаемых САПР вариантов ТП.

Интеграция подпрограммы реализующей предложенную методику в САПР более высокого уровня лишит её основных недостатков, один из которых – достаточно большое количество исходных данных. Другой из недостатков – большой объём необходимого информационного обеспечения и высокая трудоёмкость его заполнения, но этот недостаток ничтожно мал в сравнении с возможным эффектом, в случае её распространения.
P.S.: Сильно не ругайте, Я только учусь. Жду Вашу колкую конструктивную и не очень (колкую) критику.
Алгоритм и др. инф. выложить не позволяют объёмы

Для справки: Система обозначений ISO 1832:

Если вдруг кому интересно алгоритм выглядит примерно так (Ой, вижу ошибки, исправить не могу Компаса нет), тут само собой лишь малая часть:

Автор: Алексей Владимирович Слюсаревский
Должность: студент-магистрант, инженер-технолог;
Домашний адрес: 454045, РФ, г. Челябинск, ул. ...;
Контактный телефон: +7(922)2382602;
E-mail: LexaHe@mail.ru.
Научный руководитель: д.т.н. Анатолий Александрович Кошин (кстати, руководителю Я это ещё не показывал, так, что если что все шишки мне)
Организация: Южно-Уральский государственный университет, ООО «Ресурс Плюс»

[UAV 19]

бальнорейтинговая система - говоришь.

НИЧТО НЕ НОВО ПОД ЛУНОЙ!

Тема моего диплома в 1988 г. была что-то типа - "Выбор токарного инструмента по экспертным оценкам". Реализация, правда, была на СМ4, но для САМ токарки, что разрабатывали преподаватели с мехфака УПИ. Идейным руководителем был Жураховский, тот что сейчас рулит делкамом урал.

Коротко суть - в зависимости от вида обработки есть набор подходящих инструментов. Каждому инструменту поставлена оценка экспертами по 10-ти бальной системе (пришлось даже бегать по заводам, чтобы набрать, типа, правильную статистику).

Это исходные данные.

Программа что я писал предлагала пользователю выборку из подходящих инструментов в порядке убывания рейтинга.

[zengob 0]

Действительно идея не нова, поэтому тема и называется обобщённая методика *она включила в себя идеи тогдашнего САПР (говорить какой конкретно не берусь, их было несколько, идея схожа и развивались они параллельно + действующие нормативные методики + методики, предлагаемые производителями РИ и особенно искушёнными потребителями), это лишь студенческая работа…

Так уж случилось, что назначением РИ Я занимаюсь профессионально, поэтому отказавшись от очередной 4 по счёту темы, мне предложили эту *на сколько Я знаю, наша кафедра взялась за переделку токарного справочника в котором есть соответствующий раздел*

Зачем всё это нужно?

В первую очередь – диплом получить…

САПР прошлого века достаточно полно отвечал возложенным на него функциям (причём в каждой отрасли свой), но прогресс не стоит на месте и производители РИ постоянно предлагают, что-то новое (каждые 3...5 лет обновляется линейка).

Современная номенклатура РИ насчитывает (боюсь соврать) свыше миллиона позиций и это только резцы, нет, ни одного производителя, который охватил хотя бы 1/3 всей номенклатуры и тут проблема: на все позиции Я не могу дать оценки для каждого случая, да это и не требуется, ибо единственно верного решения *одинаково хороших решений более 10+* не существует (его может просто не оказаться, либо это будет не складская позиция и ждать её придётся 3 месяца, а может у нас на складе есть подходящая позиция?)

=> в методике заложен принцип выбора отдельных параметров (зачастую взаимосвязанных),

- Получив все конструктивные параметры потенциально возможных резцов с учётом взаимосвязей…

- Генерируются все возможные варианты и сочетания далее со склада или склада поставщика (прайс-листа на конец) находятся позиции из списка…

- Для каждой найденной державки подбирается СНП, опять же со склада/прайс-листа (конструктивные элементы и их рейтинг уже определенны)…

- Список сортируется по суммарному рейтингу (державка + пластина + штрафной бал, если хотя бы один конструктивный элемент имеет рейтинг менее 3).

P.S.: Алгоритмист из меня пока слабоватый и алгоритм получается массивный и очень медленный, скажу больше пока он мягко говоря сырой (-: Есть желание, но пока не знаю, как более полно учитывать уже имеющийся РИ (например: на складе полно державок/пластин и если они подходят, то их мы и берём и это Я учитываю, но есть же и более мелкие единицы (запчасти: подкладные пластины, прихваты, винты и прочее), хорошо, что бы во вновь приобретённых позициях использовались уже знакомые запчасти, ведь и без чрезмерно раздутой номенклатуры на предприятиях бардак…