Главная страница
Навигация по странице:

  • УНИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОРМ И ФОРМЫ КОМПЛЕКСА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ

  • А.В. Протодьяконов Унификация основных форм и формы комплекса поверхностей деталей. А.В. Протодьяконов Унификация основных форм и формы комплекса по. Методические указания к лабораторной работе по курсу Автоматизированные системы технической подготовки производства для студентов направления подготовки 552900, специальностей 071900, 210200


    Скачать 313.14 Kb.
    НазваниеМетодические указания к лабораторной работе по курсу Автоматизированные системы технической подготовки производства для студентов направления подготовки 552900, специальностей 071900, 210200
    АнкорА.В. Протодьяконов Унификация основных форм и формы комплекса поверхностей деталей.pdf
    Дата13.11.2017
    Размер313.14 Kb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаА.В. Протодьяконов Унификация основных форм и формы комплекса по.pdf
    ТипМетодические указания
    #5862
    КатегорияПромышленность. Энергетика

    Министерство образования Российской Федерации
    Государственное учреждение
    Кузбасский государственный технический университет
    Кафедра информационных и автоматизированных производственных систем
    УНИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОРМ И ФОРМЫ
    КОМПЛЕКСА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
    Методические указания к лабораторной работе по курсу
    «Автоматизированные системы технической подготовки производства» для студентов направления подготовки 552900, специальностей 071900, 210200
    Составители А.В.Протодьяконов
    И.М.Мордовин
    Утверждены на заседании кафедры
    Протокол № 2 от 24.09.01
    Рекомендованы к печати учебно- методической комиссией по специальности 210200
    Протокол № 55 от 25.10.01
    Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса
    ГУ КузГТУ
    Кемерово 2002

    1
    ЦЕЛЬ РАБОТЫ
    Изучить формальный метод унификации объектов, структуры ко- торых задаются матрицами смежности и достижимости.
    2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
    С позиций ГПС интерес представляет унификация изделий, дета- лей и поверхностей деталей, которые производятся на одном предпри- ятии.
    Унификация и стандартизация деталей выполняется в следую- щем порядке: унификация основной формы детали, унификация дета- лей со всеми элементами формы, унификация деталей с размерами, унификация деталей со всеми элементами формы, размерами и качест- венными элементами. Основную форму и структуру детали определяют следующие элементы (см. ГОСТ 14.417—81): для осесимметричных де- талей — цилиндрические, конические, криволинейные поверхности, соосные с ними поверхности движения, имеющие квадратную, шести- гранную и другую формы, а также плоские торцовые поверхности (эти элементы часто называют элементами первого ранга); для остальных деталей — плоские поверхности основных и дополнительных сторон детали. Элементы, которые находятся на основных, это дополнитель- ные элементы или элементы второго ранга (фаски, галтели, канавки, лыски, грани и т. д.).
    Унификация основной формы детали позволяет, во-первых, орга- низовать библиотеку типовых образов основных форм детали, которые могут использоваться для проектирования новых деталей способом обогащения основных форм дополнительными элементами (поверхно- стями); во-вторых, открывает возможности для унификации схем бази- рования, станочных приспособлений, планов обработки и т. д. Унифи-
    кация деталей со всеми поверхностями формы сокращает номенклату- ру таких деталей, как крышки торцовых узлов подшипников качения, рукоятки шаровые, шестерни. Эти детали можно стандартизовать по конструктивным формам, что уменьшает длительность процесса проек- тирования новых изделий и способствует дальнейшему сокращению числа схем базирования, маршрутных и операционных ТП, станочных приспособлений. Проводя в дальнейшем унификацию деталей с разме- рами, можно сократить типоразмеры широко применяемых деталей. В

    2 этом случае формируются предпосылки для создания подетально- групповой специализации цехов и участков, групповых поточных ли- ний. Унификация деталей по форме, размерам и качеству поверх-
    ностей максимально ограничивает номенклатуру и типоразмеры дета- лей, которые находят применение практически во всех конструкциях
    (например, унификация крепежных деталей способствует укрупнению партий каждого типоразмера и создает благоприятные предпосылки для централизованного получения крепежа).
    Процесс унификации и стандартизации деталей сложен и до конца не формализован. Сложность его определяется большим числом анали- зируемых деталей и вариантов унификации, сложность формализации - отсутствием алгоритма выделения на детали элементов, которые не су- щественны для определения типовых форм детали.
    Унификация комплексов поверхностей деталей выполняется в сле- дующем порядке: унификация формы комплексов поверхностей, их размеров, комплекса поверхностей с учетом их размеров и качества.
    Унификация комплексов поверхностей позволяет организовать библио- теку составных частей деталей, из которых можно формировать основ- ные формы детали при конструировании, и библиотеку комплексов до- полнительных поверхностей, которые используют для обогащения ос- новных форм. Унификация комплексов поверхностей создает основу для унификации операционных ТП, схем обработки комплекса поверх- ностей, фрагментов планов обработки, совмещений при обработке ком- плекса поверхностей, вспомогательного, режущего и мерительного ин- струментов.
    Унификация поверхностей деталей заключается в типизации по- верхностей выше первого порядка и унификации применяемых разме- ров и их полей допусков, что позволяет в дальнейшем унифицировать применяемый режущий и мерительный инструмент.
    3. АВТОМАТИЗАЦИЯ УНИФИКАЦИИ ОСНОВНЫХ
    ФОРМ И ФОРМЫ КОМПЛЕКСА ПОВЕРХНОСТЕЙ
    ОСЕСИММЕТРИЧНЫХ ДЕТАЛЕЙ
    3.1. Анализ и сравнение основных форм осесимметричных деталей
    Для анализа и сравнения основных форм осесимметричных дета- лей можно использовать следующий метод. Каждой детали ставится в

    3 соответствие граф, в котором множество вершин соответствует множе- ству типов поверхностей, образующих основную форму детали. Граф строится по правилу: между вершинами m и n существует дуга (m, n), если поверхность n следует за поверхностью m при заданном направле- нии обхода поверхностей детали. Каждый из построенных графов пред- ставляется матрицей смежности S = ||S
    ij
    || размером k x k, где k - число вершин графов, соответствующее числу различных поверхностей ана- лизируемых деталей, S
    ij
    = 1, если одна вершина достижима из другой вершины, и S
    ij
    = 0 в противном случае.
    При анализе и сравнении основных форм деталей возможны сле- дующие случаи унификации:
    1. Основные формы деталей совпадают. В этом случае, если про- вести дизъюнктивное сложение матриц S
    µ
    и S
    ε
    по правилу S
    µ
    ij
    ⊕ S
    ε
    ij
    , ре- зультат будет равен нулевой матрице. Если результат - ненулевая мат- рица, то может быть три других случая;
    2. Одинаковые детали ориентированы в разных направлениях
    (рис. 1, а, б); в этом случае дизъюнктивное сложение матриц S
    µ
    и S
    ε
    по правилу S
    µ
    ij
    ⊕ S
    ε
    ji устраняет это несоответствие;
    3. Форма одной детали является составной частью формы дру-
    гой детали (рис. 1, а, в).В этом случае при выполнении операций над матрицами S
    µ
    и S
    ε по правилам (s
    µ
    ij
    ⊗ s
    ε
    ij
    )
    ⊕ s
    ε
    ij или (s
    µ
    ij
    ⊗ s
    ε
    ij
    )
    ⊕ s
    µ
    ij
    , или
    (s
    µ
    ij
    ⊗ s
    ε
    ji
    )
    ⊕ s
    ε
    ji или (s
    µ
    ij
    ⊗ s
    ε
    ji
    )
    ⊕ s
    µ
    ji
    , где
    ⊗ - поэлементное логическое умножение, результат хотя бы в одном случае должен быть равен нуле- вой матрице;
    4. Формы деталей различаются по составу или последовательно-
    сти (рис. 1, а, г). В этом случае выполнение поэлементного логического умножения и дизъюнктивного сложения над матрицами не дает нуле- вой матрицы.
    Рассмотрим пример, представленный на рис. 1, а—г, на котором изображены детали и графы, их описывающие. Матрицы смежности будем строить так, чтобы 1-е строка и столбец соответствовали торцу,
    2-е - цилиндру, 3-е - резьбе, 4-е - конусу.
    Нетрудно заметить, что если детали имеют одинаковые формы, например, случай а, то s а
    ⊕ s а
    = 0, где 0 — нулевая матрица. При срав- нении форм деталей а и б s а
    ⊕ s б
    ≠ 0, но s а
    ⊕ (s б
    )
    t
    = 0, где s t
    - транспони- рованная матрица S. При сравнении форм деталей а и в, а и г соответст- венно s а
    ⊕ s в
    ≠ 0 и s а
    ⊕ (s в
    )
    t
    ≠ 0, s а
    ⊕ s г
    ≠ 0 и s а
    ⊕ (s г
    )
    t
    ≠ 0. Но если вос- пользоваться правилами, описанными для определения включаемости

    4 формы одной детали в другую, то для деталей а и в (s а
    ⊗ s в
    )
    ⊕ s в
    = 0, а для деталей а и г (s а
    ⊗ s г
    )
    ⊕ s г
    ≠ 0 и т. д. а б в г
    Этим примером показано, что можно найти формальные методы анализа деталей, позволяющие решить конкретную задачу обеспечения технологичности, что и используется в конкретных автоматизирован- ных системах. Описанный метод анализа и сравнения форм не единст- венный. Кроме того, он может развиваться, например, ввести веса вер- шин и дуг, соответствующие числу повторений того или иного элемен- та или их связей на детали, формировать матрицы достижимостей и т.д.
    3.2. Унификация формы комплекса поверхностей
    Для выделения комплекса поверхностей осесимметричных дета- лей или осесимметричных фрагментов корпусных деталей можно ис- пользовать поэлементное логическое умножение матриц. Например, ес- ли перемножить две матрицы S
    а и S
    г
    (см. рис. 1), то получим матрицу, которая задает комплекс цилиндрических поверхностей, которые есть на деталях а и г. Но в этом случае деталь следует описывать мульти- графом. Мультиграф представляется матрицей достижимости D=||d ij
    ||
    Рис. 1. Пример сравнения основных форм деталей (Т, Ц, Р, К,
    торцовая, цилиндрическая, резьбовая и конусная поверхности соответственно)

    5
    =
    ⊗ размером n x n, где n - число вершин графов, соответствующее числу различных поверхностей анализируемых деталей и d ij
    ≠ 0, если одна вершина достижима из другой вершины, а значение d ij равно числу по- вторений связей поверхностей деталей и d ij
    = 0 в противном случае.
    Правило логического умножения элементов матрицы следующее: d
    µ
    ij
    ⊗ d
    ε
    ij
    = min (d
    µ
    ij
    , d
    ε
    ij
    ) (1)
    Для деталей, изображенных на рис. 1, а, г, имеем
    0 2 1 0 0 2 0 1 0 2 0 0 3 0 0 0 3 0 0 0 3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
    Результат соответствует комплексу, состоящему из трех цилинд- рических и трех торцовых поверхностей. Графическим изображением этого комплекса будет деталь, изображенная на рис. 1, в, если к ком- плексу поверхностей добавить первый торец.
    4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
    1. Изучить п. 1, 2, 3 лабораторной работы.
    2. Загрузить файл с именем LR_UD. Программа имеет два режима работы: первый предлагает учебно-демонстрационный пример с изло- жением теоретических положений и пояснения к нему, второй – выпол- нение варианта лабораторной работы по унификации (рис. 2).
    3. Выбрать первый режим и изучитьалгоритм проведения анализа и сравнения основных форм и выделения комплекса поверхностей де- талей.
    4. Выбрать режим унификации, ознакомиться с вариантом зада- ния.
    Весь процесс выполнения лабораторной работы разбит на этапы.
    На каждом этапе выполняются действия, правильность которых оцени- вается программой. При неверном выполнении какого-либо шага про- грамма сигнализирует об этом (рис. 3) и прибавляет штрафное очко.
    Сумма штрафных очков служит своеобразным показателем того, как студент овладел представленным ему материалом.
    S
    а
    ⊗ S
    г
    =

    6
    На данном шаге предлагается вариант задания, состоящий из 8 де- талей, которые представляются на экране в виде эскизов (рис. 4).
    Рис. 3. Сообщение программы об ошибке
    5. Определить все основные поверхности, которые присутствуют на заданных деталях. Для этого необходимо расставить флажки напро- тив поверхностей, представленных в списке, после чего нажатием кнопки «Дальше» перейти на следующий шаг (рис. 4).
    6. Построить графы смежности поверхностей для всех деталей по правилу: между двумя поверхностями есть дуга, если одна поверхность следует за другой при заданном направлении обхода.
    В работе графы строятся при помощи мыши, указаниями вначале вершины источника, а затем приемника дуги. Удаление неправильно
    Рис.2. Режимы работы программы

    7
    Рис. 4. Основные формы поверхностей деталей введенной дуги осуществляется нажатием на красный кружок, находя- щегося в середине дуги (рис. 5). Переход от одной детали к другой осуществляется нажатием кнопок «Вперед» или «Назад», расположен- ных под эскизом анализируемой детали.
    7. Сформировать матрицы смежности и достижимости для всех построенных графов (рис. 6).
    Матрицы строятся либо при помощи мыши: левая кнопка – увели- чение веса дуги, правая – уменьшение, либо клавиатуры: клавиши En- ter и Пробел соответственно. Выбор текущей детали осуществляется, как и на предыдущем шаге, кнопками «Вперед» и «Назад».
    Переход к унификации поверхностей деталей осуществляется на- жатием клавиши «Анализ».
    8. Провести анализ и сравнение основных форм поверхностей де- талей и сделать выводы о возможности и невозможности унификации заданных деталей (рис.7).
    9. Указать детали, из которых будут выделяться унифицирован- ный комплекс поверхностей (детали поддающиеся 1, 2 и 3 случаям унификации).

    8
    Рис. 5. Построение графа поверхностей детали
    Рис. 6. Представление графа матрицей смежности

    9
    Рис. 7. Унификация основных форм поверхностей деталей эскиз, выводы
    Рис. 8. Форма комплекса поверхностей

    10 10. Выделить и построить унифицированный комплекс поверхно- стей (рис. 8), сделать выводы по работе.
    11. Сформировать отчет в виде файла и (или) вывести его на пе- чать.
    Отчет должен включать в себя: эскизы деталей, листинг с резуль- татами анализа и сравнения поверхностей с указанием всех случаев унификации, унифицированный комплекс поверхностей и его эскиз.
    КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
    1. Необходимость унификации деталей
    2. Последовательность унификации и стандартизации деталей
    3. Необходимость унификации комплекса поверхностей
    4. Случаи унификации деталей
    5. Выделение комплекса поверхностей
    6. Построение матриц смежности и достижимости
    7. Формальные правила унификации поверхностей деталей
    8. Определение поверхностей, составляющих форму комплекса поверхностей
    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
    1. Митрофанов С.П. Технологическая подготовка гибких произ- водственных систем / С.П.Митрофанов, Д.Д.Куликов. - Л.: Машино- строение, 1987.
    2. Цветков В.Д. Система автоматизации проектирования техноло- гических процессов. - М.: Машиностроение, 1972.

    11
    Составители
    Андрей Владимирович Протодьяконов
    Илья Михайлович Мордовин
    УНИФИКАЦИЯ ОСНОВНЫХ ФОРМ И ФОРМЫ
    КОМПЛЕКСА ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ
    Методические указания к лабораторной работе по курсу
    «Автоматизированные системы технической подготовки производства» для студентов направления подготовки 552900, специальностей 071900, 210200
    Редактор Е.Л.Наркевич
    ИД № 06536 от 16.01.02. Подписано в печать
    Формат 60х84/16. Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе.
    Уч.-изд. л. 0,60. Тираж 50 экз. Заказ
    ГУ Кузбасский государственный технический университет.
    650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
    Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет.
    650099, Кемерово, ул. Д.Бедного, 4а.
    написать администратору сайта