х1 + ххз ~ 2х\

2 КЗ + Xi) (i/5)n J

= 3;. + xl L-1-

2 (У])т1-\ - (У5)п-1 Xi - Xs

xl + Г,АГ4 - 2ДГ1

2 КЗ (Дз+л:)

(AS) ;

(AS)

*?+*I + () -l--4 +

(AS)

Если no расчетам (Ai/i)n > (Д5) , TO принимают (у{)п- (Щп\ если (Д(/у) > (А5) , то принимают (Дг/)п = (Д5) ; если

(Ayi)n<- , j, (AS)n, (3)

то вычисления (АуОп и (Ai/) ведут по зависимостям (1) и (2), подставляя в них

On = 0,5 (Ха + Хз) - Ып-1[2(У;)пЛ -(У5)п-1]

2(АГ2-ДГ,)

(Уъ)п-1 [2 (yy),t-i - (У5)п-11

2(аг4-а:з) -0,125(дг2 + д:з-1-4)- (4) При этом принимают о = дга. если по расчетам ап<4 х, либо Оп = Aig, если по расчетам а > дгз. Если по расчетам

(Д!/7)п<-Щ(Д5) -

- (Д?/г)п

то вычисление (Ду;)п ведут по зависимости

х1~.х1 1

(Д5) ,

Ьп = 0,5 [X, + -

-( -1 2(*4-з) КЗ

- 0,125 (ДГ4 - з) - (</5)п-1,

а величина а либо определяется равенством (4), если выполняется (3), либо принимается равной нулю, если (3) не выполняется. Если 6п<; х полагают Ь-п = ДГ4. Если ((/;) = ((/а), на последующих шагах вычислений принимают (Ai/On = (Д5)п и а = 0; если {у1)п =(1/4)71, [на последующих шагах вычислений принимают (yj)n = = (AS) , подставляют в приведенные выше зависимости х., = х, а величину On в вычислениях (Д(/г) по (1) при выполнении условия (3) находят по выражению

an=-0,5[x2-h(Xj)n-i\ -

{У1.)п-1 [2 {ypnl - <i/6)71-l]

2 (Х2 - Xs)

--(!/5)n-l-0,125(2-*i).

Если (Xj)n > Дб. то в дальнейших вычислениях величину (xj)n % заменяют на Х5; если (у)п = h, расчет прекращают.

6. Определяют из условий полного заполнения гравюры штамйа и мостика заусенечной канавки

(y])n = h; (У,)п = и\ (Xj)n>Xb

ту пару значения Dq, Н , для которой обеспечивается условие минимального объема заготовки

= min,

и по ией рассчитывают объем заготовки

Vs= (i-f 0,01/п),

где т - процент угара.

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

ЛИСТОВОЙ

ШТАМПОВКИ

Общие положения

Автоматизация проектирования технологических процессов и оснастки холодной листовой штамповки на основе применения математических методов и средств вычислительной техники сокращает сроки и себестоимость проектирования, повышает качество проектов, высвобождает квалифицированных инженерно-технических работников от рутинного труда при выполнении типовых проектных расчетов и графических работ.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) в технологической подготовке холодноштамповочно-го производства (ТП ХШП) дают возможность проектировать технологические процессы изготовления листовых деталей, решать сложные задачи по выбору оптимального варианта раскроя рулонного материала, листов и полос на прямоугольные и фигурные заготовки. Для выбора рационального варианта технологической оснастки, поиска подходящих штампов из числа тех, что были спроектированы и изготовлены ранее, разработаны соответствующие программы.

При необходимости могут быть сконструированы на ЭВМ новые штампы (чертежи изготавливаются автоматически), спроектированы технологические процессы их изготовления, подготовлены данные для изготовления рабочих и вспомогательных деталей штампов на станках с ЧПУ.

Техническую базу таких систем образуют ЭВМ Единой серии (начиная с ЕС 1022), миии-ЭВМ СМ-4; чертежные автоматы (ИТЕКАН-2М, ИТЕ-КАН-4, ЕС 7051, ЕС 7052, ЕС 7054); автоматизированные рабочие места (АРМ-М, АРМ 2-01).

Методическую основу систем образуют математические и эвристические модели процессов технологического проектирования и конструирования, методы принятия рациональных и оп-

тимальных проектных решений, способы кодирования и математического описания машиностроительных объектов. Проектные процедуры строятся на основе максимальной стандартизации, унификации и типизации проектных решений.

Проектирование процессов ТП ХШП иа ЭВМ может быть полностью автоматизировано или осуществляться с участием человека. Первый вариант наиболее распространен и используется для решения сравнительно хорошо формализуемых, в первую очередь, расчетных задач. Второй вариант, предусматривающий наличие средств диалогового проектирования алфавитно-цифровых графических дисплеев и программного обеспечения связи между человеком и ЭВМ, позволяет человеку оперативно фцеиивать промежуточные результаты проектирований ц активно влиять на его дальнейший ход. Этот вариант использования вычислительной техники применяется для решения логически сложных задач, процесс решения которых не может быть Описан заранее в виде алгоритма.

Автоматизированное проектирование технологических процессов и штампов холодной листовой штамповки заключается в преобразовании на ЭВМ по заранее разработанной программе сведений о штампуемой детали, условиях ее производства, команд проектировщика в информацию о заготовке, последовательности и параметрах технологических операций, применяемом оборудовании, универсальной и специальной оснастке.

Автоматизированное проектирование осуществляется с помощью- САПР- организационно-технической системы, состоящей из комплекса средств методического, программного, информационного, технического и организационного обеспечения.

Методическое обеспечение САПР представляет собой совокупность документов, содержащих описание методов, способов, математических моделей, алгоритмов, языков описания объектов, стандартов, на основе которых ведется проектирование.

Программное обеспечение образуют общесистемные и прикладные программы, предназначенные для реализации проектных задач, решаемых с помощью системы.

программное обеспечение

Информационное обеспечение (база данных)

Системные программы

Базовые проблемно-ориентированные программы

Прикладные программы

Монитор САПР

Рис. 5. Структура программио-информациониого обеспечения САПР

Модель проекта

Библиотека типовых технологических процессов

Библиотека описаний конструктивных элементов

Данные о материалах

ТЗ иа проектирование ТП и Ш

Подготовка входного описания (ВО)

Данные об оборудовании

Нормативно-справочные данные

Перенос ВО на машинный носитель

Контроль ВО иа ЭВМ

Решение проектной задачи иа ЭВМ

Изготовление документов

Контроль и корректировка проектов

Конец

Рис, 6. Основные этапы автоматизирован-иого проектирования

Общесистемные программы обеспечивают управление вычислительным процессом, трансляцию с алгоритмических языков, диалог проектировщика и ЭВМ и выполнение других функций.

Прикладные программы предназначены для получения проектных решений в конкретной проблемной области. Ядро комплекса прикладных программ (базовые проблемно-ориентированные программы) образуют те из них, которые обеспечивают решение типовых задач, неоднократно встречающихся при проектировании (геометрические задачи, задачи поиска данных в таблицах, печати текстовых документов, формирования программ управления чертежными устройствами, станками с ЧПУ).

Информационное обеспечение включает библиотеки стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, конструктивных элементов, комплектующих изделий, материалов и другие данные, образующие в совокупности базу данных.

Взаимодействие между базой данных и программным комплексом осуществляет монитор - программа, управляющая процессом проектирования (рис. 5).

Техническое обеспечение САПР (Л-разует средства вычислительной и организационной техники, устройства ввода, передачи, отображения данных. Компонентами оргаиизациоиного обеспечения являются руководящие материалы, инструкции, положения и другие документы, определяющие правила функционирования и развития САПР в проектной организации.

Основные этапы процесса автоматизированного проектирования в САПР ТП ХШП и штампов (Ш) показаны на рис. 6.

Этап 1 - анализируется техническое задание иа проектирование иа одном из входных языков, составляется формализованное описание штампуемой детали, производственных условий ее изготовления, специальных требований к проекту проектировщика (технолога, конструктора).

Этап 2 - входное описание переносится иа машинный носитель (перфокарты, перфоленты или магиитиую ленту).

\ ЭВМ

. Технолог, конструктор

Фрагмент 1

Фрагпент 1 -1> -

L I

Оценка и корректировка пропежуточных результатов Директивный

переход к следующему gjpaeneHfny

I Конец I

Рис. 7. Процесс автоматизировавног проектирования в режиме диалога

Этап 3-для синтаксического и частично семантического контроля входного описания разрабатываются специальные программы. Контроль описания чертежа штампуемой детали производится путем прочерчивания ее иа графопостроителе или отображения на экране графического дисплея.

Этап 4 - входное описание вводится в ЭВМ, где записана программа решения конструкторско-технологической задачи. Если задача реализуется в автоматическом режиме, участие проектировщика ограничивается оценкой выдаваемых ЭВМ документов. В случае автоматизированного проек-

4. Основные технические характеристики графопостроителей, применяемых в САПР ТП ХШП

и г-

£r< Со

О) S

и а>

о а.

о о.

§

га о

CQ S К К

2 g о а

я 01

1 в о U

а я ш о. о \о

к Н !Й

5 я

Ч v а

н S

о а с

о га о- Ч с а

с н а С <

тирования (в режиме диалога) процесс решения задачи разбивается на фрагменты и ведется в соответствии со схемой, изображенной на рис. 7.

Этап 5 - текстовые документы (технологические карты, спецификации, материальные ведомости и другие материалы) печатаются на стандартных алфавитно-цифровых печатающих устройствах ЭВМ. Графические документы - чертежи, операционные эскизы, схемы - изготавливаются на графопостроителях. Краткие характеристики отечественных графопостроителей приводится в табл. 4.

Этап 6 - контроль документов (результатов проектирования) осуществляется проектировщиком визуально. При необходимости документы корректируются.

Проектные задачи ТП ХШП, реализованные в отечественных САПР, показаны на рис. 8.

Автоматизация решения технологических задач

Проектирование раскройных операций. Пакет программ Уклад служит для построения планов оптимального раскроя полосы на фигурные заготовки, а также листа на полосы одинаковой ширины. Задача решается для случая однорядной и двухрядной штамповки, однорядной с обратным перемещением по.лосы, развернутой на 180°.

Оптимальное решение ищется путем моделирования на ЭВМ линейных перемещений и поворотов относительно раскраиваемой полосы контура штампуемой детали.

Исходными для проектирования являются данные о геометрической форме и размерах детали, требуемых размерах перемычек между деталями, технологических ограничениях, точности расчета, варианте укладки, размерах имеющихся листов. Форма и размеры исходной детали описываются на геометрическом языке ИНКАНЭЛ-2А.

Найденный оптимальный вариант раскроя прочерчивается на графопостроителе. Задача решается на ЕС ЭВМ. Язык программирования ФОР-ТРАН-4.

Время решения одной задачи 1- !0 мин при однорядном расположении деталей в полосе и 15-40 мин - при

двухрядном. Использование программы позволяет на 5-10 % улучшить коэффициент использования материала.

Пакет программ (Размещением предназначен для решения задач рационального размещения плоских геометрических объектов. Геометрическая форма размещаемых объектов - прямоугольник, круг, многоугольник. Область размещения - в виде многоугольника (прямоугольника в частном случае). Задача размещения решается как задача математического программирования с применением аппарата годографов вектор-функций плотного размещения. На первом этапе задачи строятся допустимые варианты размещения, затем с использованием специальных методов оптимизации (метода сужающихся окрестностей, метода значимых переменных) определяется рациональный вариант размещения.

Для описания входных данных (количества и типа размещаемых объектов, размеров прямоугольников, координат вершин объектов и др.) используется специальный язык. Пакет ориентирован на решение трех классов задач (регулярное размещение, нерегулярное, компоновочные задачи) и может быть сгенерирован на решение любой из них. Пакет реализован на ЭВМ БЭСМ-6 и ЕС ЭВМ. Язык программирования ФОРТРАН-4. Время решения задачи двухрядного раскроя (с поворотом полосы) для заготовки средней сложности около 20 мин.

Пакет программ иРациональный раскрой промышленных материаловъ предназначен для проектирования планов раскроя листового или рулонного материала на прямоугольные заготовки с учетом требований массового, мелкосерийного или единичного производства и особенностей технологии раскроя, применяемого оборудования.

Данные о спроектированном плане раскроя печатаются в виде табуляграмм или оформляются в виде эскизов. Программы реализованы на ЕС ЭВМ. Язык программирования ФОРТРАН-4. Достигается экономия материала 2-7%.

Пакет программ PacKpou-8(h предназначен для проектирования раскроя детален типовых конфигураций с i№-пользованием типовых вариантов раскроя полосы. Характеризуется не-