Билеты госэказамена

------------------------БИЛЕТ 1------------------------- 1. Конструкционные материалы в машиностроении. 1. Чугуны – сплавы железа с углеродом, где углерода более 2,14%. 1.1. Серые чугуны – маркируются СЧ25, цифры – предел прочности в МПа, деленный на 10 (в кгс/мм2).
1.2. Высокопрочные чугуны – маркируются ВЧ50, цифры – предел прочности в МПа, деленный на 10 (в кгс/мм2). 1.3. Ковкие чугуны – маркируются КЧ35-3, первая цифра – предел прочности в МПа, деленный на 10 (в кгс/мм2), вторая – относительное удлинение в %. 2. Углеродистые стали – сплавы железа с углеродом без легирующих элементов, в которых углерода менее 2,14%. 2.1. Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества (серы и фосфора до 0,05%). Самые дешевые углеродистые стали, меньше отчищаются от примесей, которые снижают механические свойства сталей. Маркируются буквами Ст и цифрой, которая обозначает номер стали. 2.2. Углеродистые конструкционные качественные стали (серы и фосфора до 0,035%). Маркируются или просто цифрами 05, 15, 35; или словом Сталь и цифрами. Цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента. 2.3. Углеродистые инструментальные стали. Маркируются буквой У и цифрами, которые означают содержание углерода в десятых долях процента. 3. Легированные стали – сплавы железа, углерода и легирующих инструментов. 3.1. Легированные конструкционные стали – имеют две цифры в начале маркировки, обозначающие содержание углерода в сотых долях процента. 3.1.1. Строительные стали. Содержат углерода менее 0,25%. Легируются в основном марганцем (Г) для повышения прочности и кремнием (С) для повышения свариваемости. 3.1.2. Цементуемые стали. Содержат углерода менее 0,22%. Легируются в основном карбидообразующими элементами (хромом – Х, никелем – Н и т.д.). 3.1.3. Улучшаемые стали. Содержат углерода от 0,3% до 0,5%. Применяются для изготовления разнообразных деталей машин. 3.1.4. Рессорно-пружинные стали. Содержат углерода от 0,5% до 0,7%. Применяются для изготовления рессор, пружин и других упругих элементов. Легируются кремнием, хромом, вольфрамом и т.д. 3.1.5. Нержавеющие стали. Содержат более 12,5% хрома. Бывают хромистыми (40Х13) и хромоникелевыми (12Х18Н9Т). 3.2. Легированные инструментальные стали – имеют одну цифру в начале маркировки, обозначающую содержание углерода в десятых долях процента. Если углерода более 1%, цифру в начале маркировки не ставят. 3.2.1. Нетеплостойкие инструментальные стали. Содержат небольшое количество легирующих элементов (до 5%), легируются хромом, кремнием и т.д. (9ХС, Х) 3.2.2. Полутеплостойкие инструментальные стали холодного деформирования. Содержат большое количество углерода и хрома (Х12МФ). 3.2.2. Полутеплостойкие инструментальные стали горячего деформирования. Содержат меньшее количество углерода, чем стали холодного деформирования, легируются хромом, кремнием, марганцем и т.д. (4ХС, 6ХС). 3.2.3. Теплостойкие инструментальные стали. Легируются буквой Р, следующая цифра показывает содержание вольфрама в процентах (Р6М5, Р18). 4. Твердые сплавы – состоят из карбидов тугоплавких металлов, связанных с кобальтом механической связкой. Изготавливаются методами порошковой металлургии. 4.1. Вольфрамокобальтовые сплавы. Маркируются буквами ВК и цифрами, указывающими содержания кобальта в %. 4.2. Титановольфрамокобальтовые сплавы. Пример маркировки Т5К10. Цифра после Т – содержание карбида титана в процентах, цифра после К – содержание кобальта в процентах. Остальное – карбид вольфрама. 4.3. Титанотанталовольфрамокобальтовые сплавы. Пример маркировки ТТ7К12. Цифра после ТТ – суммарное содержание карбидов титана и тантала, цифра после К – содержание кобальта. Остальное карбид вольфрама. 5. Алюминиевые сплавы. 5.1. Деформируемые сплавы – цифры в маркировке обозначает номер сплава. 5.1.1. Дуралюмины. Маркируются буквой Д. 5.1.2. Высокопрочные сплавы. Маркируются буквой В. 5.1.3. Ковочные сплавы. Маркируются буквами АК. 5.1.4. Сплавы алюминия с магнием. Маркируются буквами АМ. 5.1.5. Сплавы алюминия с марганцем. Маркируются буквами АМг. 5.2. Литейные сплавы – маркируется буквами АЛ, цифры означают номер сплава. 6. Медные сплавы. 6.1. Латуни (сплавы меди и цинка) – маркируются буквой Л. 6.1.1. Деформируемые латуни. Сначала перечисляются буквы, указывающие компоненты сплава, а затем цифры через дефис, указывающие содержание компонентов сплава в %. 6.1.2. Литейные латуни. В маркировке ставится буква, указывающая компонент сплава, и сразу за ней цифра, указывающая содержание этого компонента в %. 6.2. Бронзы – маркируются буквами Бр. Деформируемые и литейные бронзы маркируются также как и деформируемые и литейные латуни. 7. Магниевые сплавы. 7.1. Деформируемые магниевые сплавы. Маркируются буквами МА и цифрами, означающими номер сплава. 7.2. Литейные магниевые сплавы. Маркируются буквами МЛ и цифрами, означающими номер сплава. 2. Структура промышленных роботов. Существуют различные классы роботов, в той или иной степени воспроизводящих двигательные или интеллектуальные функции человека. Среди этих роботов важным классом являются манипуляционные роботы. Специфика манипуляционных роботов, частным видом которых являются промышленные роботы, связана с наличием манипулятора — его исполнительного органа. Роботы, предназначенные для выполнения двигательных и управляющих функций в производственном процессе, называются промышленными. Именно необходимость решения производственных задач обусловила бурное развитие в последние два десятилетия исследований в области робототехники и производства роботов. С помощью промышленных роботов удается решать задачи комплексной механизации и автоматизации мелкосерийного производства в машиностроении. Промышленные роботы являются одним из важных средств решения задачи комплексной автоматизации производства, роста производительности труда, улучшения качества продукции. От традиционных средств автоматизации промышленные роботы отличаются универсальностью, возможностью их быстрой переналадки, что позволяет создавать на базе универсального оборудования роботизированные технологические комплексы, быстропереналаживаемые гибкие производственные системы (ГПС), гибкие автоматизированные производства (ГАП). Создание ГАП в настоящее время рассматривается как одна из основных тенденций развития современного машиностроения. Манипуляционный робот содержит две органически связанные части: устройство управления и манипулятор. Устройство управления включает в себя чувствительные (сенсорные) устройства, устройства обработки и хранения информации (вычислительное устройство, накопители информации), устройство управления приводами. Манипулятор с точки зрения механики и теории механизмов — это сложный пространственный управляемый механизм с несколькими степенями свободы, содержащий жесткие и упругие звенья, передачи и приводы. Манипуляционный робот представляет единую динамическую систему. Ввиду ее сложности при исследовании приходится выделять и рассматривать отдельно механизмы, приводы и систему управления.
Движение манипулятора осуществляется от приводов, которые могут располагаться на подвижных звеньях или на неподвижном основании. Число приводных двигателей обычно равно числу степеней свободы манипулятора, хотя во время выполнения технологических операций на систему могут накладываться дополнительные связи.
Передача движения от двигателей к звеньям механизма осуществляется с помощью передаточных механизмов различного вида. Система передаточных механизмов в случае расположения приводов на основании может быть достаточно сложной. Если не учитывать переда­точные механизмы, то манипу­лятор представляет собой не­замкнутую кинематическую цепь. Высокие требования по быстродействию и точности приводят к необходимости учитывать упругость звеньев основного и передаточных механизмов промышленного робота. Следует иметь в виду, что при анализе динамики манипуляторов недостаточно использовать хорошо развитые методы колебаний упругих систем с постоянными пара­метрами, а необходимо рассматривать задачу движения упругих тел, сопровождающегося колебаниями. Манипулятором называется техническое устройство, предназначенное для воспроизведения некоторых рабочих функций рук человека. Манипулятором называют также исполнительный механизм промышленного робота, оснащен­ный приводами и рабочим органом, с помощью которого осуществляется выполнение рабочих функций. Способность воспроизводить движения, подобные движениям рук человека, достигается приданием манипулятору нескольких степеней свободы, по которым осуществляется управляемое движение с целью получения заданного движения рабочего органа - схвата. Числом степеней свободы механической системы называется число возможных перемещений системы. С точки зрения механики манипулятор представляет систему твердых и упругих тел, связанных между собой посредством соединений с различными видами связей. С точки зрения теории механизмов манипулятор являет­ся системой тел, предназначенных для преобразования движений нескольких тел в требуемые движения других тел, т. е. с этой точки зрения манипулятор представляет собой пространственный механизм с несколькими степеня­ми свободы. Твердые тела, входящие в механическую систему мани­пулятора, называются звеньями. В механике различают входные и выходные звенья. Входным называется звено, которому сообщается движение, преобразуемое механиз­мом. Выходным называется звено, совершающее рабо­чее движение. Таким образом, в манипуляторе число входных звеньев равно числу приводов, а выходное звено, как правило, одно - схват, или рабочий орган. Подвижное соединение двух соприкасающихся звеньев называется кинематической парой. Кинематические пары могут быть классифицированы как по числу степеней свободы звеньев в их относи­тельном движении, так и по числу связей, налагаемых парой на относительное движение звеньев. По первому признаку различают одно-, двух-, трех-, четырех-, пяти-подвижные кинематические пары. По второму признаку — кинематические пары пятого, четвертого, третьего, второго и первого класса (классификация И. И. Артоболевского). В манипуляторах в основном получили распространение одноподвижные кинематические пары, т. е. пары пятого класса, допускающие относительное вращательное, поступа­тельное или винтовое движение. Совокупность звеньев, образующих между собой кине­матические пары, называется кинематической цепью. Кинематические цепи подразделяются на плоские и пространственные в зависимости от вида движения звеньев: в одной или нескольких параллельных плоскостях и в пространстве. Кинематические цепи могут быть замкнутыми или незамкнутыми. Незамкнутой кинематической цепью называют такую цепь, в которой есть звенья, входящие в одну кинематическую пару. Часто говорят, что манипуляторы имеют незамкнутую кинематическую цепь, однако это не всегда так. Для приведения в движение манипулятор по каждой степени свободы обычно снабжается отдельным приводом и механиз­мом, имеющим замкнутую кинематическую цепь. Поэтому весь манипулятор представляет собой наслоение замкнутых механизмов с одной степенью свободы. Однако в манипуляторе часто можно выделить основной механизм с несколькими степенями свободы и, пренебрегая звеньями приводных механизмов, говорить о наличии незамкнутой кинематической цепи. Этот основной механизм отражает основные кинематические и динами­ческие свойства манипулятора как системы с несколькими степенями свободы. Число степеней свободы манипулятора равно числу обобщенных координат, под которыми понимают независимые переменные, однозначно определяющие положе­ние манипулятора в пространстве. Кинематические пары накладывают ограничения как на относительное, так и на абсолютное движение звеньев. Связи могут накладываться на манипулятор также в про­цессе выполнения рабочих операций. Связи могут быть выражены уравнениями или неравен­ствами, связывающими координаты и их производные по времени. Связи называются кинематическими или дифференциальными, если они устанавливают связь между координатами и их производными по времени. 3. Критерии эффективности проектирования систем управления. Принятие решений на основе матрицы эффективности. Обобщенный критерий эффективности проектирования систем управления. Под эффективностью понимается мера оценка успешности процесса проектирования. Эффективность количественно оценивают показателями или критериями эффективности. В качестве критериев эффективности при проектировании систем управления используются: вероятность совершения какого-либо события (например, выполнение в данный срок проектных работ или обеспечение заданных технических характеристик системы управления и другие); математическое ожидание некоторой случайной величины. Конкретный вид критерия эффективности W выбирают в зависимости от поставленной задачи. При этом выделяют два класса задач: достижение заданного результата (эффекта), который может быть получен или не получен; достижение наилучшего значения некоторой величины, оценивающей конечный результат процесса. Для задач первого класса критерий эффективности (4.22) а для задач второго класса (4.23) или (4.24) При вероятностной модели, когда достижение заданного результата является случайным событием, то , (4.25) где событие А осуществляется мерилом: выполнено-не выполнено или , (4.26) где – математическое ожидание оптимизируемой величины (например, максимум точности системы). На практики часто наблюдается ситуация, когда условия прохождения процесса проектирования системы управления заранее не известны и могут изменяться. Здесь решение может быть найдено сравнением по величине критериев эффективности нескольких вариантов решений в диапазоне условий , , …, .
Обозначив через значение критерия эффективности для варианта в условиях . Результаты расчета можно представить в виде следующей матрицы эффективности, представленной в табл. 4.1
Матрица эффективности Однако зачастую оказывается, что вариант решения, оптимальный в одних условиях, не является оптимальным для других. Поэтому приходится решать задачу выбора компромиссного решения, т.е. решения, не являющегося строго оптимальным ни для одних условий. Разумный выбор компромиссного решения составляет одну из тонких и сложных задач принятия решений. Поскольку во многих случаях условия прохождения процесса проектирования , заранее не известны, то задают вероятности этих условий: и усредняет W с учетом этих вероятностей. Тогда для каждого варианта решения получаем только один усредненный показатель эффективности (4.27) Основным недостатком данного подхода является субъективность назначения вероятностей , которые выбираются с учетом имеющегося опыта, интуиции. Поэтому при выборе компромиссных решений в диапазоне заданных условий более целесообразно анализировать всю матрицу эффективности, не прибегая к усреднениям и вырабатывать компромиссное решение с учетом имеющейся информации о решениях. Выбор одного решения не всегда решает поставленную задачу. Для сравнительно сложной задачи его выбирают по совокупности критериев. При этом помимо основного критерия используют вспомогательные критерии, учитывающие дополнительные показатели, например, количество персонала, имеющиеся ресурсы и т.п. Поскольку комплексная оценка по нескольким критериям сложна, часто пытаются объединить несколько критериев в один обобщенный. Обобщенный (интегральный) критерий эффективности представляется в виде суммы частных критериев вида , (4.28) где – весовые коэффициенты (коэффициенты влияния), устанавливаемые для каждого критерия.
Подобный подход не всегда эффективен (рационален), т.к. весовые коэффициенты устанавливаются чаще всего произвольно. Примечание: Задача принятия решений при проектировании систем управления по своей сути является оптимизационной, которая относится либо к однокритериальной, но чаще всего к многокритериальным задачам оптимизации. Наиболее часто используемыми методами оптимизации при проектировании систем управления являются методы линейного и нелинейного программирования, а также поисковые, теоретико-игровые, эвристические и стохастические методы.
------------------------БИЛЕТ 2------------------------- 1. Литейное производство – способ первичного формообразования заготовок. Основные термины: Литейная форма - система элементов, образующих рабочую полость, при заливке которой расплавленным металлом, образуется отливка. Стержень – элемент литейной формы, предназначенный для получения отверстий и полостей. Модель – это приспособление, при помощи которого в литеной форме получают полость, формой и размерами соответствующей получаемой отливке. Литниковая система – система каналов в литейной форме, предназначенная для подвода металла в полость формы. Модельная плита – металлическая или деревянная плита с закрепленными на ней моделями и элементами литниковой системы. Поверхность разъема – поверхность, по которой разнимается литниковая форма для извлечения модели. Формовочный уклон – технологические припуски, расположенные на поверхности перпендикулярной плоскости разъема. Предназначены для облегчения извлечения модели из формы. Литейный радиус – скругление внутренних углов отливки для предотвращения появления трещин в местах сопряжения элементов отливки. Различают следующие виды литья: 1. Литье в песчано-глинистые формы. Сущность метода: · Изготовление модели (из дерева, пластмассы, металла и т.д.) · Изготовление литейной формы по модели · Извлечением модели · Заливка литейной формы расплавленным металлом и охлаждение · Разрушение литейной формы и извлечение отливки 2. Литье под давлением. Сущность метода: расплавленный металл под действием давления заливается в полость металлической пресс-формы. 3. Литье по выплавляемым моделям. Сущность метода: заливка расплавленным металлом литейной формы, которая образована растворением модели. 4. Центробежное литье. Сущность метода заключается в заливке металла во вращающиеся формы. 5. Литье в оболочковые формы. В данном случае литейная форма представляет собой оболочку, изготовляемую из песчано-глинястой смеси, которая пропитана смолой. 6. Литье в кокиль. Кокиль – мет. литейная форма. Бывает вытряхной (без поверхности разъема), а также с горизонтальной и вертикальной плоскостью разъема. Окончательный выбор литейного производства как способа первичного формообразования заготовок производят на основе экономического расчета. 2. Принципы построения систем программного управления роботов. С позиции управления робот представляет собой электромеханическую систему, состоящую из многозвенной механической конструкции с приводами взаимного перемещения звеньев и перепрограммируемого устройства управления. Следует различать непрерывное и логическое управление оборудованием.





Непрерывное управление заключается в перемещении звеньев так, чтобы рабочий орган робота двигался по заданной траектории в пространстве. На привод каждого звена подают сигнал, например заданной скорости ωзад. Этот сигнал преобразуется в напряжение U, приложенное к двигателю. Двигатель начинает вращаться со скоростью Ω и перемещает звено. На перемещение звена влияют внешние возмущения W. При управлении используют фундаментальные принципы разомкнутого управления, компенсации возмущений, по отклонению фактического выхода от заданного (рис. 2.1). Рис. 2.1. Принципы управления : а- разомкнутое; б- с компенсацией возмущений; в - по отклонению
При разомкнутом уравлении считают, что перемещение звена не зависит от возмущающего воздействия (рис. 2.1, а). Если возмущающее воздействие не меняется, то фактическая скорость перемещения звена будет равна заданной . Система управления роботом имеет четыре уровня (рис. 2.2). Рис. 2.2. Уровни управления роботом : 1- исполнительный; 2- тактический ; 3- стратегический; 4- искусственного интеллекта Исполнительный уровень представляет собой системы автоматического управления приводами по всем степеням подвижности. Обычно это системы регулирования по отклонению фактического выхода от заданного. Это единственный уровень, на котором реализуется непрерывное управление.
Тактический уровень формирует величины заданных входов для этих систем. На нем распределяются команды управления приводами исполнительного уровня по степеням подвижности робота. Команды вырабатывает программируемый логический контроллер ПЛК, решающий задачу "как делать?" .
Стратегический уровень задает алгоритм действий робота, решая задачу " что делать?" На уровне искусственного интелекта создают и коректируют модель среды, в которую помещен робот. После этого модель среды вместе с поставленной задачей передают на стратегический уровень, который выбирает алгоритм действий робота. На тактическом уровне команды управления распределяются по системам управления приводами робота. По виду управления системы управления роботами делят на два класса: · человеко-машинные, имеющие оператора в контуре управления; · автоматические, в которых оператор исключается из контура управления и взаимодействует с роботом только на этапе обучения. Человеко-машинные системы реализуют дистанционное или интерактивное управление. Если при дистанционном управлении оператор управляет всеми операциями рабочего цикла, то при интерактивном управлении одними операциями управляет человек, а другими- автоматическое устройство. Автоматические системы управления делят на три группы: · системы программного управления, в которых робот работает по заданной программе, вводимой перед обработкой партии деталей; Различают цикловые, позиционные и контурные системы программного управления перемещением звеньев манипулятора. Больше всего распространены цикловые системы. Они обеспечивают движение звеньев манипулятора по каждой степени подвижности от одного упора до другого. Упор-это механический элемент, ограничивающий движение звена. Упорами фиксируют только начальную и конечную точки движения звена. В позиционных системах управления звено манипулятора должно двигаться через заданные точки между начальной и конечной позициями. Между соседними точками движение звена не контролируется. Управление заключается в расчете и последовательной выдаче команд для прохождения звена через заданные точки програмной траекториии q(t) в дискретные моменты времени t1, t2, .tn и проверке соответствия фактического и заданного положений звеньев. В контурных системах управления управление движением манипулятора задается для непрерывной траектории. Системы строят двумя способами. Первый способ основан на записи движений по каждой степени подвижности в виде непрерывных траекторий, второй - на записи конечного числа опорных точек траектории и расчете методом интерполяции непрерывной траектории между точками. Чаще применяют второй способ, не требующий большого объема памяти и позволяющий реализовать в одном устройстве как контурное, так и позиционное управление. Роботы с контурным управлением имеют привод, следящий за положением звена по каждой степени подвижности манипулятора. Такие роботы применяют для нанесения покрытий на поверхность и дуговой сварки. Роботы с программным управлением могут роботать в среде, не меняющейся во времени. Для организации такой среды создают специальную технологическую оснастку - позиционеры, ориентаторы, накопители и другие специализированные приспособления, стоимость которых сопоставима со стоимостью робота. Даже небольшие отклонения от заданных условий (изменение положения детали, поступление детали разных размеров, износ инструмента, изменение характеристик приводов) нарушают нормальный рабочий цикл. · системы адаптивного управления, в которых робот в зависимости от сигналов датчиков выбирает ту или иную программу из устройства адаптивного управления; Адаптация обеспечивается путем постоянного контроля среды и состояния объекта управления; количественной оценки качества управления процессом и изменения управления при отклонении показателя качества от заданного уровня. В процессе адаптации взаимодействуют управляющее устройство УУ, объект управления и среда. Адаптация управления роботом требует создания системы датчиков состояния среды и робота, алгоритмов обработки информации от датчиков и синтеза системы адаптивного управления. · системы интеллектного управления, в которых робот формирует модель окружающей среды и алгоритм управления в соответствии с поставленной целью и правилами функционирования. Выбор типа автоматического управления зависит от типа технологической среды, в которой будет работать робот. 3. Инженерный анализ в машиностроении. Основные группы программ анализа. Постановка задачи конечно-элементного анализа. Библиотека конечных элементов. Этапы конечно-элементного анализа. Развитие средств вычислительной техники стимулировало распространение инженерного анализа практически на все этапы проектирования как отдельных деталей, узлов и агрегатов, так и изделий в целом. Многообразие физических процессов в наукоемких изделиях, субъективность в постановке задач анализа, в подходах к идеализации протекающих процессов, в выборе методов решения и многие другие причины привели к созданию огромного числа специальных методик, алгоритмов и программ, предназначенных для решения задач анализа машиностроительных изделий. Можно условно выделить четыре основные группы программ анализа: · программные системы проектирования; · универсальные программы анализа; · специализированные программы анализа; · программы анализа систем управления. Первая группа программ - программные системы проектирования, органически объединяющие процессы конструирования и анализа в едином комплексе. К числу программных систем проектирования относятся системы CATIA5, EUCLID3, UNIGRAPHICS и др. При их использовании не возникают трудности с созданием сложной и математически точной модели изделия, так как только эти системы обладают самыми мощными средствами геометрического моделирования. Организация обмена между подсистемами конструирования и анализа также не заметна для пользователя - обе подсистемы оперируют с одной базой данных или имеют внутренние форматы данных. Состав различных видов анализа ограничен по сравнению с составом универсальных программ и в основном предназначен для решения таких задач, как структурный анализ, линейный статический анализ, модальный анализ, анализ (продольных) деформаций, тепловой анализ, анализ устойчивого состояния (электропроводность, линейная конвекция) и др. Во вторую группу программ входят универсальные программы анализа машиностроительных изделий. Мировыми лидерами в области разработки, поставки и сопровождения этих программ являются ANSYS, Inc. (США), SAMTECH (Бельгия), MacNeal Schwendler Corporation (MSC) (США). В 1970-е годы одним из ведущих методов компьютерного моделирования стал метод конечно-элементного анализа (FEA). Благодаря разработкам этих и многих других фирм, инженерный анализ стал практически повсеместным и постепенно перерос в мощное направление, получившее свое воплощение в системах автоматизированного анализа (САЕ).
Краткий перечень возможностей универсальных программ может показать, что в них наиболее полно разработаны различные виды инженерного анализа, включая: статический и динамический анализ, анализ устойчивости, нелинейный температурный анализ (в том числе с учетом процесса фазового перехода или химических реакций), спектральный анализ, статический анализ циклических структур, расчет электрического поля и др.
Универсальные программы используются при проектировании изделий машиностроения, судостроения, аэрокосмической и электротехнической отраслей для решения таких специфических задач, как нелинейный теплообмен (с переходным или стационарным режимом, включая воздействие радиации), структурная оптимизация, анализ упругих механизмов, усталостные разрушения, анализ явлений вязкопластичности и др. Многоцелевая направленность этих программ дает возможность применять их для решения даже таких смешанных задач, как анализ прочности при тепловом нагружении, влияние магнитных полей на прочность конструкции, тепломассоперенос в электромагнитном поле. Программы позволяют учитывать разнообразные конструктивные нелинейности, наличие больших деформаций, получать решение задач гидроаэродинамики и др. В универсальные программы анализа включены собственные средства построения геометрической модели изделия. Однако возможности геометрического моделирования этих пакетов намного слабее по сравнению с программными системами проектирования, так как с их помощью могут решаться задачи твердотельного моделирования сравнительно простых форм. Все универсальные программы анализа имеют стандартные форматы обмена графической информацией с пакетами конструирования. При необходимости геометрическая модель проектируемого изделия может быть предварительно создана на этапе конструирования в CAD-системе. Третью группу программ составляют многочисленные специализированные программы. К их числу можно отнести пакет SuperForge (фирма MSC) - предназначен для объемного моделирования процессов штамповки и ковки. Результаты анализа могут быть использованы для проектирования оснастки и технологических процессов. Кроме американской фирмы MSC, признанными лидерами в области моделирования процессов штамповки и ковки также являются американская компания SFTC (система DEFORM), французская компания TRANVALOR (система FORGE) и российская фирма «Квантор-Софт» (система Qform). ------------------------БИЛЕТ 3------------------------- 1. Особенности конструкций и область применения токарных станков с ЧПУ. Токарные станки с числовым программным управлением (ЧПУ) предназначены для токарной обработки деталей в центрах или патроне со ступенчатым и криволинейным профилем различной сложности в один или несколько проходов по замкнутому циклу, нарезания крепежных резьб в зависимости от возможностей системы ЧПУ. Областью применения станка являются мелкосерийное и серийное производства, в том числе с мелкими повторяющимися партиями. -Станина станка коробчатой формы имеет закаленные и шлифованные направляющие для суппорта и задней бабки и устанавливается на монолитном основании. -На удлиненных поперечных салазках суппорта станка перед линией центров установлена многопозиционная резцовая головка с гидравлическим приводом для поворота и зажима. По особому заказу за линией центров может быть установлена вторая многопозиционная резцовая головка. -Жесткие высокоточные винтовые пары качения позволяют осуществлять точную отработку команд системы ЧПУ. -Система ЧПУ обеспечивает нарезание резьбы по программе, перемещения суппорта по двум координатам, автоматическое переключение частот вращения шпинделя, индексацию резцовых головок в любой из возможных позиций, а также выполнение целого ряда вспомогательных команд. -Электродвигатель поддерживающий безступенчатое регулирование скорости позволяет получить широкий диапазон частот вращения шпинделя, они могут быть изменены в процессе резания под нагрузкой от программы. -Стальной, термически обработанный шпиндель установлен на высокоточных конических роликоподшипниках. Шпиндельный узел обеспечивает высокую виброустойчивость станка и стабильную точность обработки. -Для облегчения закрепления обрабатываемых деталей перемещение пинали задней бабки производится гидроцилиндром. -Для защиты от отлетающей стружки и разбрызгивания охлаждающей жидкости предусмотрено надежное защитное устройство с прозрачным экраном. -В станке предусмотрены все необходимые для безаварийной работы предохранительные и блокировочные устройства. -Станки могут быть оснащены отечественными и зарубежными системами числового программного управления различного типа. 2. Системы контроля, расположение вне станка. Координатно-измерительные машины (КИМ) широко применяют в машиностроении. Они относятся к сложным техническим системам, что и определяет следующие их свойства. 1. Возможность измерения комплекса размеров при одной установке детали. Измерению подлежит большое число размеров детали. Например, корпусные детали средней сложности имеют несколько сотен размерных параметров, подлежащих контролю. Ручной контроль с помощью калибров требует для каждого размера два калибра: проходной и непроходной. Изготовление калибров оправдано только для условий массового и крупносерийного производства. При контроле универсальными инструментами требуется многократная установка приборов на нуль, при этом не обеспечивается высокая точность измерения. Трудоемкость контрольных операций возрастает и становится соизмеримой с трудоемкостью обработки. КИМ обеспечивает с высокой точностью любое число измерений. 2. Возможен автоматический цикл процесса измерения. КИМ является контрольным полуавтоматом. Функции оператора ограничиваются загрузкой - разгрузкой. Чтобы автоматизировать загрузку, можно идти двумя путями: создание контрольного гибкого производственного модуля - КИМ снабжают роботом для автоматической загрузки и накопителем (шахтовый стол, поддон, лоток и др.); встраивание КИМ в технологический ГПМ - заготовка обрабатывается на станке, перегружается роботом на КИМ для контроля, после контроля возвращается на поддон. 3. Обеспечивается высокая точность контрольных операций. Разрешающая способность систем управления КИМ равна 0,5-1 мкм. Координатная погрешность: до 10 мкм/м - прецизионные КИМ, 10 - 25 мкм/м - производственные, свыше 25 мкм/м - КИМ низкой точности. Указанные цифры на порядок превышают показатели точности универсального инструмента. 4. Универсальность КИМ обеспечивает возможность ее применения для измерения деталей любых размеров (в пределах площади стола) и формы, контроля наружных и внутренних диаметров, плоскостей, криволинейных поверхностей, контроля соосности, параллельности, перпендикулярности, волнистости и т.д. 5. Статистическая обработка информации. КИМ управляется ЭВМ, которая имеет дисплей и печатающее устройство. Обработанная информация заносится на программоноситель, печатные бланки или хранится в памяти машины.
Основными конструктивными показателями КИМ являются компоновка, число координатных осей, габаритные размеры, тип опор координатных перемещений, тип привода и другие функциональные показатели; универсальность КИМ определяется ее компоновкой. При установке КИМ высокие требования предъявляются к жесткости фундамента. В конструкциях доминируют два вида опор подвижных элементов машины: аэростатические и качения. В первом случае увеличивается площадь контакта направляющих и в зазор между ними подается очищенный воздух под давлением до 0,5 - 0,6 МПа. Это обеспечивает малую силу трения в широком диапазоне скоростей, минимальный износ направляющих, простоту конструкции, усреднение погрешностей формы направляющих.
Высокая точность измерения достигается за счет использования прецизионных направляющих, выполненных из твердокаменных пород, аэростатических опор координатных перемещений. Высокая производительность обеспечена перемещением привода с высоко - моментным двигателем с бесступенчатым регулированием частот вращения. Машина управляется управляющее - вычислительным комплексом, в состав которого входят ЭВМ, алфавитно-цифровой дисплей, печатающее устройство, графопостроитель. Процесс измерения в КИМ осуществляется бесконтактным или контактным способами. В первом случае используют оптические или оптоэлектронные измерительные устройства (микроскопы, проекторы, телевизионные колонки). Более широкое распространение получил второй способ. В этом случае в шпиндель машины помещают измерительную головку, имеющую комплект сменных наконечников. По числу координат головка может быть одно-, двух- и трех - координатной, в зависимости от типа датчиков - с пороговыми или аналоговыми датчиками. При контроле используют два метода измерения: от точки к точке и слежением. В первом случае измеряется перемещение головки до момента касания с деталью, во втором программируется траектория перемещения головки. Аналоговый датчик показывает отклонение профиля обработанной детали от заданного. Использование КИМ требует развитого прикладного программного обеспечения. К недостаткам КИМ следует отнести большие габаритные размеры, невысокие манипуляционные свойства, низкие скорости координатных перемещений. Как правило, КИМ требуют отдельных термоконстантных помещений. Это не позволяет использовать их для контроля прямо на потоке после изготовления детали. Использование КИМ целесообразно при измерении размеров сложных деталей, а также расположения поверхностей и осей. Сдерживает применение КИМ в производстве и их высокая стоимость. КИМ имеют практически одинаковую точность во всем диапазоне измерения. Это предъявляет высокие требования к точности изготовления отдельных деталей и узлов КИМ. Выделим следующие направления развития ИР: создание специализированных измерительных роботов, по своим характеристикам приближающимся к КИМ; использование промышленных роботов (ПР), оснащенных комплектом различных измерительных преобразователей; применение ПР для загрузки КИМ, другого оборудования с возможностью контроля роботом грубых размеров детали. Специализированные ИР оснащают датчиками обратной связи с разрешающей способностью не хуже 0,001 мм, для перемещения по прямолинейным осям применяют аэростатические направляющие. Подвижные части робота защищают пылезащитными кожухами, а внутренние полости вентилируют для поддержания постоянной температуры. Такие ИГ можно непосредственно встраивать в ГПС и осуществлять контроль деталей в выбранных "точках" технологического процесса. 3. Методы стоимостной оценки оборотных фондов. Определение фактической себестоимости материальных ресурсов, списываемых в производство, разрешается производить одним из следующих методов оценки запасов: 1) По фактической себестоимости каждой единицы. 2) По средневзвешенной себестоимости. 3) По себестоимости первых во времени покупок (FIFO). 4) По себестоимости последних во времени покупок (LIFO). ------------------------БИЛЕТ 4------------------------- 1. Технологические возможности токарных полуавтоматов и автоматов. Область применения. Автоматом называется самоуправляющаяся рабочая машина, которая самостоятельно, без вмешательства человека осуществляет все действия рабочего цикла и нуждается лишь в наладке для выполнения заданного технологического процесса и периодическом контроле. Если для повторения рабочего автоматического цикла требуется вмешательство рабочего (чаще всего для загрузки-выгрузки заготовок, деталей), то такой станок называется полуавтоматом. Станки токарной группы, работающие в автоматическом и полуавтоматическом режимах, предназначаются для обработки разнообразных поверхностей тел вращения из штучных или прутковых заготовок. Здесь широко используются высокоэффективные технологические способы обработки элементарных поверхностей: обработка широкими резцами с поперечной подачей, обтачивание фасонными резцами наружных и внутренних поверхностей, применение резьбонарезных головок и т. д. Применяется концентрация обработки заготовки несколькими инструментами одновременно: двумя и более резцами, резцами и сверлом и т. п. Сочетание указанных и других приемов позволяет быстро и точно вести обработку, Вместе с тем все эти инструменты должны вступать в работу в нужный момент, а одновременно работающие инструменты должны быть определенным образом расположены. Для обеспечения этого требуются дополнительные затраты времени и материальных средств, что делает рациональным использование подобного оборудования лишь при достаточно большой программе выпуска, г. е. в условиях массового, крупносерийного и серийного производства. В этих случаях сокращение времени обработки заготовок по сравнению с временем обработки на универсальных станках вполне компенсирует затраты на наладку автомата или полуавтомата и сокращает трудовые затраты на изготовление партии деталей. Токарные автоматы и полуавтоматы классифицируют по ряду признаков: степени универсальности, расположению шпинделей и их числу, виду заготовки и т. д. По виду заготовки разделяют станки, обрабатывающие отдельные заготовки или пруток: патронные (штучная заготовка) и прутковые. Различают одно- и многошпиндельные автоматы и полуавтоматы с горизонтальным и вертикальным расположением шпинделя (шпинделей). В ряде случаев используют автоматы или полуавтоматы узкого назначения, например, для обработки шеек коленчатых или распределительных кулачковых валов либо колец подшипников и других поверхностей или деталей. Другие автоматы и полуавтоматы позволяют обрабатывать широкую номенклатуру поверхностей и деталей — это станки-автоматы универсального вида. По характеру выполняемой работы различают автоматы, выполняющие фасонно-отрезные, фасонно-продольные и токарно-револьверные работы. Фасонно-отрезные автоматы обрабатывают вращающуюся заготовку (пруток) резцами, перемещающимися по радиусу заготовки или касательно к ней, т. е. перпендикулярно к ее оси. Фасонно-продольные автоматы обтачивают вращающуюся и поступательно движущуюся заготовку (пруток) резцами, перемещающимися по ее радиусу. Сочетание этих движений позволяет обрабатывать фасонные детали большой длины. Револьверная обработка вращающейся заготовки (прутка) проводится последовательно рядом инструментов, закрепленных в револьверной головке.
В наименовании станка отражаются основные признаки классификации: токарно-револьверный одношпиндельный прутковый автомат, токарный одношпиндельный автомат продольного точения, токарный шестишпиндельный горизонтальный прутковый автомат, токарный восьмпшпиндельный вертикальный полуавтомат, токарно-копировальный полуавтомат для обработки профиля кулачков распределительного вала специализированный и т. п.
2. Требования к конструкции изделий, предназначенных для автоматической сборки. 1. Детали должны иметь простые и симметричные формы, упрощающие их ориентацию при выдаче из БЗУ на позицию сборочного автомата. 2. Автоматической ориентации должны подвергаться детали малых и средних размеров (до 100 мм). Детали больших размеров ориентируются вручную. 3. Главные факторы, определяющие сложность автоматического ориентирования деталей в БЗУ: - число осей симметрии; - число плоскостей симметрии; - соотношение габаритных размеров. 4. Детали, подлежащие ориентации, делят на три группы: а) имеющие ось вращения, могут иметь (ориентация упрощается) или не иметь дополнительно плоскости симметрии, перпендикулярные оси вращения; б) имеющие плоскости симметрии: 3 плоскости симметрии, 2 плоскости симметрии, 1 плоскость симметрии. в) не имеющие плоскостей симметрии. Ориентация усложняется из-за увеличения числа различимых положений детали на лотке. 5. Деталям, по возможности, необходимо увеличивать число плоскостей симметрии (для упрощения систем пассивной или активной ориентации в БЗУ, соответственно, уменьшается число сбросов неправильно ориентированных деталей или число ориентирующих устройств, изменяющих положение детали на лотке). 6. Если автоматическая ориентация становится невозможной (например, несимметричность деталей выражена слабо), то изменяют конструкцию деталей (добавляют уступы, срезы, отверстия и другое, усложняя механическую обработку). 7. Должна быть исключена возможность сцепления деталей при транспортировке. 8. Детали, сопрягаемые с зазором или натягом (а также, резьбовые детали) необходимо выполнять с фасками или направляющими элементами. 9. К базовым деталям предъявляются требования по простоте и легкости закрепления на сборочной позиции. 10. Необходимо стремиться уменьшить количество деталей в узле за счет изменения их конструкции. Дополнительные требования: 1. Унификация входящих в изделие деталей. 2. Конструктивные формы деталей должны обеспечивать их сборку при простых прямолинейных (желательно, сверху вниз) движениях. 3. Расположение крепежных деталей должно обеспечивать возможность применения многоинструментальных головок. 3. Система допусков и посадок для подшипников качения. Подшипники качения являются наиболее распространенной стандартной сборочной единицей, они обладают полной внешней взаимозаменяемостью по наружному и внутреннему размеру и неполной внутренней взаимозаменяемостью по телам и дорожкам качения.Классы точности подшипников: 8,7,0,6х,6,5,4,2,Т (Т - самый точный, оценивается справа на лево) Точность оценивается: · точность присоединительных размеров · точность формы и взаимного расположения поверхностей колец подшипников, их шероховатость · точность размеров и форм тел качения , их шероховатость · точность вращения (радиальное и торцевое биение) Класс точности подшипника указывается до его номера через тире: 5-205 После 2-ой цифры умноженные на 5 – это внутренний диаметр подшипника 25мм. Третья цифра справа на лево указывает серию (2). Класс точности подшипника выбирается в зависимости от точностных требований к механизму куда он будет монтироваться.
Посадки подшипников качения Для сокращения номенклатуры подшипников качения необходимо чтобы отклонения по наружному и внутреннему диаметру не зависели от посадок по которым они будут монтироваться на валя и в корпуса. С этой целью посадки внутреннего кольца на вал осуществляются в системе отверстия, а наружного кольца в корпус по системе вала. Таким образом внутреннее колцо подшипника принимается за основное отверстие, а наружное за основной вал. Однако подшипниковые посадки в сравнении с обычными гладкими цилиндрическими имеют некоторые особенности: 1. поле допуска внутреннего кольца подшипника откладывается не вверх, а вниз 2. пределные отклонения колец подшипника назначаются не по ГОСТу 25347-82, а по ГОСТ 520-89 3. при таком расположении допусков валы k,m.n обеспечивают присоединении с внутренним кольцом с натягом Этот рисунок относится к тому случаю когда вращается внутреннее кольцо подшипника, а наружное неподвижно. Если вращается наружное кольцо, то оно монтируется по посадке с натягом, а внутреннее с зазором. 1. Посадка подшипника качения обозначается одним полем допуска – полем допуска сопрягаемой с подшипником деталью k6 k6п 2. Указывают классы точности подшипника рядом с латинской L (подшипник) L0/k6 – внутреннее кольцо подшипника 0 класса точности соединяется с валам k6 G7/l0 – отверстие G7 соединяется с наружным кольцом L0/k6 – внутреннее кольцо подшипника 0 класса точности соединяется с валам k6а 0 класса точности. ------------------------БИЛЕТ 5------------------------- 1. Точность издания и способы ее обеспечения в производстве. Точность – степень приближения изделия к геометрически правильному его портотипу (портотип задается чертежом). Мерой точности служит отклонение реального изделия от геометрически правильного портотипа. · Фактические отклонения (погрешность) · Допустимые отклонения (допуск) Различают три вида размеров: Номинальный – размер от которого отсчитывают отклонения. Действительный – размер полученный при изготовлении. Измеренный - размер полученный при изготовлении + погрешность измерения. Различают три показателя точности: 1. точность размеров – определяется отклонением измеренного размера от номинального (ЕСДП) (19 квалитетов 01, 0, 1 17). 2. точность относительных поворотов поверхностей (точность углового положения поверхностей) – опр. отклонением действительного углового положения от заданного(отклонение от параллельности/ перпендикулярности). 3. точность формы поверхностей – опр. отклонением действительной формы от геом. правильного поротипа (макрогеометрические отклонения формы, волнистость, шероховатость) Вывод: отклонения формы должны быть меньше чем отклонения углового положения. Отклонения углового положения должны быть меньше чем отклонения размера. При нормировании точности сначала назначают допуск на размер, в пределах этого допуска назначают допуск на относительный поворот и в его пределах назначают допуск на отклонение формы. При контроле изделия: 1-е контролируется погрешность формы, затем погрешность угл. положения и в последнюю очередь погрешность размера. Для машин есть ещё показатель – точность относительного движения исполнительных поверхностей. Определяется отклонением фактического характера движения исполнительных поверхностей от заданного (характер движения задается траекторией, скоростью и ускорением).
Методы достижения точности (методы сборки): · метод полной взаимозаменяемости · метод неполной взаимозаменяемости · метод групповой взаимозаменяемости · метод пригонки
· метод регулирования 2. САУТО: характеристика, структура, виды обеспечения, функции. Использование математических моделей. Как показывает опыт, известные технологические приемы (многопроходная обработка, стабилизация свойств заготовки, выбор соответствующих режимов обработки и пр.) достаточно эффективны лишь при ограниченных требованиях к точности изготовления. Если задана точность h5, h6, то существенно возрастает роль таких составляющих, как: — ошибки настройки; — износ инструмента; — тепловые деформации; — погрешности базирования при автоматической смене инструмента; — погрешности аппроксимации и пр. Поэтому необходима корректировка положения инструмента по результатам измерения размеров обрабатываемой детали, режущего инструмента или других параметров элементов СПИД. До последнего времени даже на современных станках с ЧПУ указанную операцию измерения и внесения корректировки осуществлял оператор вручную. В условиях безлюдной технологии (на ГПС) решение указанной проблемы возложено на специальную подсистему САУТО (система автоматического управления точностью обработки). Корректировка настройки осуществляется в САУТО на основе измерения либо размеров детали, либо положения (размера) режущей кромки инструмента. Информационное обеспечение САУТО: Включает в себя: а)исходные данные: сведения о систематических погрешностях станка; данные, задаваемые в УП: перечень измеряемых размеров, периодичность, заданные значения размеров и пр.; б)текущие данные, получаемые в результате измерений. Математическое обеспечение САУТО: Включает алгоритмы и программы для: — выполнения измерительных операций и преобразования результатов измерений в корректирующее воздействие, в сигналы о смене инструмента, об аварийных ситуациях и пр.; — регламентирования последовательности измерительных и вычислительных операций; — оптимизации последовательности измерительных и вычислительных операций. Задача очень важная, так как по 1 . 2 замерам нельзя получить надежную информацию о получаемых размерах, особенно, для партии деталей. Достаточно вспомнить график кривой нормального распределения. Увеличение же числа измерений приводит к увеличению простоев станка. Техническое обеспечение САУТО: Включает в себя: а) измерительное устройство (датчики размеров детали и инструмента); б) вычислительное устройство, преобразующее исходную и текущую информацию в корректирующее воздействие; в) устройство, реализующее корректирующее воздействие. Элементы б) и в) входят в состав станка с ЧПУ. Основные функции САУТО: измерение и преобразование информации. Измерять можно: а) на станке в процессе резания; б) на станке вне процесса резания; в) вне станка. Схема а) требует бесконтактных высокочувствительных быстродействующих датчиков, так как для механической обработки характерны высокие числа оборотов шпинделя (на токарной обработке), масляный туман от СОЖ и пр. Практически эта схема широко используется только на шлифовании, для токарной и фрезерной обработки находится в стадии лабораторных испытаний. Вместе с этим эта схема перспективна: нет простоев оборудования, можно управлять точностью обработки партий из одной детали. Схема б) наиболее распространена сегодня, подробнее будет рассмотрена далее. Анализ современного оборудования показывает преобладание в мировой практике именно этой схемы. Схема в) более дорогая, так как требует специального контрольного оборудования, но обеспечивает точность контроля на порядок выше, чем первые две схемы. Используют координатно-измерительные машины (КИМ) и измерительные роботы. Преобразование информации Так как измерение происходит на станке вне процесса резания, то актуальна задача минимизации точек измерения. Число измерений и последовательность обхода устанавливает технолог, ориентируясь на типовые схемы измерения поверхностей, требования по точности, объем партии. В КИМ для большинства видов элементарных поверхностей имеется сервисное программное обеспечение, с помощью которого задача проектирования маршрута измерения значительно упрощается. После того, как измерение детали сделано, появляются еще три задачи: 1) оценка комплексных показателей точности, то есть включающих в себя несколько измерений (биение, конусность, погрешности формы и пр.); 2) вычисление требуемой коррекции; 3) оптимизация управления точностью обработки. Для решения задач 2) и 3) необходимы математические модели: - САУТО; - погрешностей обработки. 3. Производственный цикл простого производственного процесса: последовательно-параллельный вид движения предметов труда. {здесь рассмотрен случай для простого процесса} При последовательно- параллельном движении передача предметов труда на последующую операцию производится не целыми партиями, а по штучно или транспортными партиями. Если периоды выполнения смежных операций равны (ti=tj) или время выполнения последующей операции больше (ti Если продолжительность последующей операции меньше предыдущей (ti>tj), то отсутствие простоя в оборудовании на последующей может быть обеспечено только после накопления перед ней запаса деталей, позволяющего эту операцию выполнять непрерывно. Чтобы на цикловом графике определить момент начала последующей операции, необходимо от точки соответствующей окончанию предыдущей операции над всей партией отложить вправо отрезок равный времени выполнения последующей операции над одной транспортной партией, а влево - отрезок равный продолжительности последующей операции над всеми предшествующими транспортными партиями. Продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей: m m-1 Ттц=n* ∑ ti-(n-p)* ∑ tkp ----------- n - число деталей в партии; m - число операций в тех.процессе; ti - штучное время на i-ой оперции; tкр - операция с наименьшим временем выполнения из двух смежных. ----------- Продолжительность производственного цикла: Тпц=(Ттц+m*tmo+Tест)/(tсм*R*S) -------- tmo - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности); S - число смен в сутках; R - отношение числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tсм - смена (в минутах); Тест - время естественных процессов. -------- {для сложного процесса (если спросят):. Производственный цикл сложного производственного процесса представляет собой общую продолжительность комплекса координированных во времени простых процессов.
Структура производственного цикла производственного процесса определяется составом операций между ними. Взаимосвязь операций и процессов обуславливается веерной схемой сборки изделий и технологие изготовления. Цикловой график строится обратно ходу тех.процесса, начиная с последней операции. }
------------------------БИЛЕТ 6------------------------- 1. Основы базирования. Основные понятия. Правило 6-ти точек. Классификация баз. Базирование – придание заготовке (изделию) требуемого положения в выбранной системе координат (ГОСТ 21495-76). Задача базирования возникает при изготовлении, сборке и измерении машин. В прямоугольной системе коотдинат любая заготовка (деталь) имеет шесть независимых перемещения (6 степеней свободы). Чтобы однозначно определить положение детали нужно лешить её 6-и степеней свободы (наложить 6 связей). Связь – это условие которое накладывается на положение точки в пространстве. Связь обеспечивается символом. Символ – опорная точка. Опорная точка не опора, а символ связи! Силы не базируются! Классификация баз База – это поверхность или сочетание поверхностей или ось или точка, принадлежащая изделию и служащая для базирования. Комплект баз – это сочетание трех баз, служащих для определения заготовок в пространстве. 1-я классификация баз: по назначению: 1. конструкторские базы – служат для определения положения детали или узла в изделии(основные и вспомогательные) 2. технологические – эта база определяется положением детали или узла при изготовлении или ремонте. 3. измерительные базы – база определяющая относительное положение контролируемого изделия и средств измерения. 2-я классификация: по лишаемым степеням свободы: 1. установочная база- лишает трех степеней свободы(1 перемещения и 2-х вращений) 2. направляющая база - лишает трех степеней свободы(2 перемещений и 1 вращение) 3. опорная база - лишает двух степеней свободы (перемещение или вращение) 4. двойная направляющая – (2 перемещения +2 вращения) 5. двойная опорная база – 2 перемещение. 3-я классификация: по характеру проявления: 1. явные базы – базы в виде реальных поверхностей или сочетании поверхностей. 2. скрытые базы – базы в в идее воображаемых плоскостей. Правило шести точек. Чтобы однозначно определить положение детали или заготовки в пространстве необходимо и достаточно иметь шесть опорных точек. Определенность базирования: это неизменность положения детали или узла относительно других деталей или узлов. Для обеспечения определенности базирования используются силы различных характеров : сила веса, трения, упругости материала… приложение сил для обеспечения определенности базирования называется силовое замыкание. При приложении силового замыкания: Правило 1: сила, обеспечивающая силовое замыкание, должны быть больше сил, стремящихся сдвинуть деталь. Правило 2: силовое замыкание должно быть приложено раньше больше сил, стремящихся сдвинуть деталь. 2. Обеспечение заданной точности обработки в ГПС. САУТО Как показывает опыт, известные технологические приемы (многопроходная обработка, стабилизация свойств заготовки, выбор соответствующих режимов обработки и пр.) достаточно эффективны лишь при ограниченных требованиях к точности изготовления. Если задана точность h5, h6, то существенно возрастает роль таких составляющих, как: — ошибки настройки; — износ инструмента; — тепловые деформации; — погрешности базирования при автоматической смене инструмента; — погрешности аппроксимации и пр. Поэтому необходима корректировка положения инструмента по результатам измерения размеров обрабатываемой детали, режущего инструмента или других параметров элементов СПИД. До последнего времени даже на современных станках с ЧПУ указанную операцию измерения и внесения корректировки осуществлял оператор вручную. В условиях безлюдной технологии (на ГПС) решение указанной проблемы возложено на специальную подсистему САУТО (система автоматического управления точностью обработки). Корректировка настройки осуществляется в САУТО на основе измерения либо размеров детали, либо положения (размера) режущей кромки инструмента. Виды обеспечения САУТО: Информационное обеспечение Включает в себя: а)исходные данные: сведения о систематических погрешностях станка; данные, задаваемые в УП: перечень измеряемых размеров, периодичность, заданные значения размеров и пр.; б)текущие данные, получаемые в результате измерений. Математическое обеспечение Включает алгоритмы и программы для: — выполнения измерительных операций и преобразования результатов измерений в корректирующее воздействие, в сигналы о смене инструмента, об аварийных ситуациях и пр.; — регламентирования последовательности измерительных и вычислительных операций; — оптимизации последовательности измерительных и вычислительных операций. Задача очень важная, так как по 1 . 2 замерам нельзя получить надежную информацию о получаемых размерах, особенно, для партии деталей. Достаточно вспомнить график кривой нормального распределения. Увеличение же числа измерений приводит к увеличению простоев станка. Техническое обеспечение Включает в себя: а) измерительное устройство (датчики размеров детали и инструмента); б) вычислительное устройство, преобразующее исходную и текущую информацию в корректирующее воздействие; в) устройство, реализующее корректирующее воздействие. Элементы б) и в) входят в состав станка с ЧПУ. 3. Взаимозаменяемость, методы и средства контроля резьбовых соединений. Взаимозаменяемость - это свойство изделий машин, приборов, механизмов, их составных частей, деталей равноценно заменять любой из множества экземпляров другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяется полная взаимозаменяемость (обеспечивается беспригоночная сборка или замена при ремонте любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей). Преимущества: упрощается процесс сборки, сборочный процесс точно нормируется по времени, возможность широкой специализации и кооперирования предприятий, упрощается ремонт изделий. Взаимозаменяемость делится на внешнюю и внутреннюю: Внешняя - взаимозаменяемость покупных и кооперированных изделий по эксплуатационным показателям, а также по размерам и форме присоединительных поверхностей (пример: асинхронный двигатель обладает внешней взаимозаменяемостью по числу оборотов, по крутящему моменту, мощности) Внутренняя - распространяется на детали составляющие отдельные сборочные единицы или на составные части и механизмы входящие в изделие (пример: тела и дорожки качения подшипника) Уровень взаимозаменяемости определяется коэффициентом взаимозаменяемости и равен отношению трудоёмкости изготовления взаимозаменяемых деталей к общей трудоемкости. Функциональная взаимозаменяемость – по эксплуатационным показателям (геометрические, электрические, механические и другие параметры).
Резьбы бывают: 1. крепежные - (метрическая, дюймовая) 2. кинематические – (трапециальные, прямоугольные) 3. трубные и арматурные – (метрические- цилиндрические, конические) независимо от типа резьбы общим требованием является надежность, долговечность, свинчиваемость без подгонки независимо изготовленных резьбовых деталей при сохранении эксплуатационных качеств резьбового соединения.
Точность резьбы контролируется двумя способами: дифференцированным (поэлементный) и комплексным. Дифференцированный – применяется если точность каждого элемента резьбы пронормирована отдельно, в этом случае проверяется раздельно собственно средний диаметр, шаг и угол профиля. Заключение о годности дается так же по каждому элементу отдельно. Этот метод трудоемок и применяется для контроля точных резьб. Этот метод можно также применять и в том случае когда допуск на средний диаметр является суммарным. Годность резьбового изделия в этом случае определяется по приведенному среднему диаметру который подсчитывается на основании измерений отдельных элементов изделия. Комплексный – применяется если допуск среднего диаметра является суммарным. Он основан на одновременном контроле среднего диаметра, шага и угла профиля, а так же наружного и внутреннего диаметра путем сравнения действительного контура резьбы с предельными контурами. Это соответствует контролю резьбы калибрами. Контроль цилиндрической резьбы калибрами.Система калибров и допусков для них установленные для резьбы с 4-8 степенью точности и для диаметров 1-600мм. для посадок резьбы с зазором. В комплект входят рабочие ПР и НЕ калибры, а так же контрольные и установочные калибры. Наружный диаметр болта контролируется скобой (гладкой), внутренний диаметр гайки контролируется гладкой пробкой, для контроля среднего диаметра болта или гайки, а так же внутреннего диаметра болта и наружного диаметра гайки существуют резьбовые калибры пробки и кольца. Свинчиваемость проходного резьбового кольца или пробки с проверяемыми деталями, и не свинчиваемость НЕ резьбовых колец или пробок означает годность детали. В противном случае деталь считается не годной. Резьба рабочих калибров пробок может контролироваться на универсальных измерительных средствах, например на инструментальных микроскопах, а так же методом двух или трех проволочек. ------------------------БИЛЕТ 7------------------------- 1. Технология получения заготовок пластическим деформированием. Обработка заготовок давлением – приводит к пластическому деформированию материала: · раскрой – разделение материала на отдельные заготовки; · ковка – обработка местным приложением деформирующих нагрузок с помощью универсального подкладного инструмента или бойков; · штамповка – обработка металлов с помощью штампа: объемная – изготовление изделий (заготовок) из сортового проката со значительным перераспределением металла в поперечном сечении исходной заготовки; листовая – из листового или фасонного проката без перераспределения металла; вальцовкой – листовая или объемная штамповка при относительном вращении частей штампа и исходной заготовки в процессе деформирования. КОВКА. Ковка – это горячая обработка давлением, при которой деталь деформируется с помощью специального инструмента (бойка), при этом течение металла не ограничено в поперечном направлении. Для изготовления мелких и средних поковок используется прокат круглый или квадратный. Для прутковых поковок используются слитки. Основные операции ковки: 1. Осадка – уменьшение высоты заготовки при увеличении площади его поперечного сечения. 2. Высадка – разновидность осадки, метел осаживают не на всей длине заготовки. 3. Протяжка – уменьшение заготовки или ее части за счет уменьшения площади ее поперечного сечения. Если после каждого удара осуществлять поворот заготовки на 90o, то такая протяжка называется – протяжка с кантовкой. Имеется ряд разновидностей протяжки: a) Разгонка – увеличение ширины части заготовки за счет уменьшения ее толщины. b) Протяжка с оправкой – увеличение длины пустотелой заготовки за счет уменьшения ее стенки. c) Раскатка на оправке. Применяется для получения кольцеобразных поковок небольшой высоты. В результате увеличивается внутренний и наружний диаметр, а толщина стенки уменьшается. d) Получение полостей и отверстий за счет вытеснения металла отверстия большего диаметра получают с использованием пустотелых прошивеньев. e) Отрубка – отделение части заготовки по незамкнутому контуру. f) Гибка – придание заготовке изогнутой формы по заданному контуру. При изготовлении достаточно большой партии заготовок применяют прикладные штампы. Различают следующие виды ШТАМПОВКИ: 1. Штамповка в открытых штампах. Излишек металла (облой) выдавливается в облойную канавку. Облойные канавки различаются по назначению и конструкциям. 2. Штамповка в закрытых штампах. Облойная канавка отсутствует, возникает необходимость обеспечения точного объема поковок, что не всегда возможно из-зи неточности исходного проката и угара металла. 3. Штамповка на кривошипных горячештампованных прессах (КГШП). Производительность труда возрастает до трех раз. Большая жесткость пресса обеспечивает большую точность поковки, а постоянная величина рабочего хода – уменьшение отклонения размеров поковки по высоте. Высокая стоимость пресса. 4. Штамповка на горизонтально-ковочных машинах (ГКМ). Отличительной особенностью штамповки на ГКМ являются наличие двух взаимно перпендикулярных плоскостей разъема. Одна из которых находится между пуасоном и матрицей, а другая – между подвижной и неподвижной матрицей. 5. Листовая штамповка. Это штамповка металла без перераспределения объема. К основным операциям листовой штамповки относят разделительные (отрезка, вырубка, пробивка, обрезка, надрезка, проколка, зачистка) и формообразующие (гибка, вытяжка, отбортовка, рельефная формовка, закатка, обжим, правка). 2. Программируемые логические контроллеры промышленные компьютеры. Программируемый контроллер представляет собой микропроцессорное управляющее устройство, входы которого связаны с датчиками, а выходы- с исполнительными устройствами объекта управления. Контроллер изготавливают универсальным и приспосабливают к управлению конкретным объектом управления путём записи и хранения алгоритма управления в запоминающем устройстве. Как и персональный компьютер, программируемый контроллер содержит микропроцессор, оперативное и постоянное запоминающее устройства, предназначенные для обработки информации по заданной программе. Он встраивается в объект управления и не имеет монитора, клавиатуры, устройств для чтения информации с дисков. Имеются и дру­гие отличия контроллера от персонального компьютера (табл. 3.2). Свойство Компьютер Выполняемая задача Обработка сигналов датчиков и выдача команд Последовательность вычислений Время решения Ограничено динамикой объекта управления Не ограничено Выполнение программы Многократное Однократное Программирование По особенностям управления объектом По особенностям решаемой задачи Язык программирования Созданный специально для данного контроллера Универсальный Подключение К объекту управления К питающей сети Ввод программы От временно присоединяемого устройства От встроенного устройства Результаты работы Не выводятся Выводятся на монитор Время цикла Меньше периода изменения ситуации Неограниченно Подключаемые устройства Датчики и исполнительные устройства Монитор, принтер, клавиатура Эти отличия вытекают из того, что программируемый контроллер предназначен для управления промышленным объектом в реальном времени. Поэтому он должен иметь развитые устройства преобразования входных и выходных сигналов, доступное технологу программирование, удобство диагностики и контроля, повышенную надёжность. Программируемый контроллер может быть трёх типов:
· логический контроллер для замены релейно-контактной логики при управлении дискретными процессами; · регулирующий контроллер для управления непрерывными процессами; · универсальный контроллер для дискретных и непрерывных процессов. Первые два типа со временем объединились в третий, имеющий как логические, так и аналоговые входы и выходы для управления дискретными и непрерывными процессами. Программируемый контроллер содержит модули входных (Вход) и выходных (Выход) сигналов, центральный процессор (ЦП), оперативное (ОЗУ) и перепрограммируемое постоянное (ППЗУ) запоминающие устройства (рис.3.9). Структура программируемого контроллера Работа внутренних устройств синхронизируется тактовым генератором (ТГ). Программу управления записывают в ППЗУ с помощью программатора, в качестве которого можно применять либо персональный компьютер со специальным программным обеспечением, либо специализированное устройство с дисплеем. Программа сообщает процессору, какие операции, когда и с какими сигналами он должен выполнять. Команда управления процессором содержит код операции и адрес операнда. Код операции указывает, что надо делать. Адрес операнда показывает, с чем надо выполнить операцию. В отличие от релейно-контактных систем с параллельной обработкой входной информации контроллер опрашивает входы последовательно, а затем формирует на выходе команды управления объектом. Однако цикл последовательного опроса осуществляется во много раз быстрее изменений в объекте управления. Около половины стоимости контроллера приходится на устройства входа и выхода. Один и тот же контроллер может применяться для тысяч разновидностей датчиков и исполнительных устройств. Для их подключения к контроллеру присоединяют разнообразные модули преобразования разных сигналов во внутренние сигналы контроллера. Для увеличения числа команд на исполнительные устройства при ограниченном числе физических выходов контроллера прибегают к демультиплексированию – подключению разных исполнительных устройств к одному выходу контроллера Промышленные компьютеры Промышленные компьютеры предназначены для автоматического управления технологическим оборудованием при неблагоприятных воздействиях среды: запыленности, влажности, вибрациях, грязи, ударах, колебаниях энергии и окружающей температуры. Примененные в них конструктивные решения обеспечивают повышенную устойчивость к промышленной среде. В отличие от персонального компьютера промышленный компьютер не имеет материнской платы с процессором, в которую вставляют модули. Процессорный модуль, как и остальные модули, вставляют в общую плату с количеством гнёзд до 20. Это позволяет быстро заменять модули, поскольку простои технологического оборудования во время ремонта устройств автоматики приносят большие убытки. Предусмотрена установка разнообразных плат связи с датчиками и исполнительными устройствами. Для защиты от пыли в системном блоке создают избыточное давление с помощью вентиляторов. Воздух всасывается через сменные фильтры. Шасси, корпус и платы расширения защищают от вибрации амортизирующими подвесками. В клавиатуре предусматривают защиту от пыли и влажности с помощью плёночной технологии. Для мониторов применяют сенсорные экраны. Часто промышленные компьютеры вместе с монитором и клавиатурой встраивают в вертикальную панель прямо на рабочем месте. Технические решения, ориентированные на экстремальные условия эксплуатации, приводят к увеличению стоимости промышленных компьютеров в два-три раза по сравнению с персональными компьютерами такого же класса. Однако для многих практических задач автоматизации достаточно весьма ограниченных характеристик промышленных компьютеров. Кроме конструктивных особенностей, промышленные компьютеры отличаются от персональных рядом функциональных свойств. Они должны управлять объектом в режиме реального времени, поэтому цикл управления не должен превышать интервала между изменениями параметров объекта. В компьютер встраивают развитые устройства связи с датчиками и исполнительными устройствами объекта управления. Обычное для персонального компьютера зависание может привести к катастрофическим последствиям для оборудования, управляемого про­мышленным компьютером. Поэтому в промышленный компьютер вводят сторожевой таймер, автоматически перезагружающий компьютер при остановке программы. Для сокращения убытков от простоев производства при отказе автоматики введены многократное резервирование, защитные блокировки и автоматическая диагностика отказов. Предусмотрены программы и устройства связи с промышленными шинами верхнего и нижнего уровней. 3. Организация поточного производства: классификация и характеристики поточных линий. Организация поточного производства основывается на ритмичной повторяемости согласованных во времени основных и вспомогательных операций. Классификация поточных линий. 1) По степени специализации: однопредметные и многопредметные. 2) По методу обработки: переменнопоточные и групповые. 3) По степени непрерывности: непрерывные и прерывные. 4) По способу поддержания ритма: регламентированные и свободные. 5) По характеру перемещения: принудительные и свободные. 6) По способу транспортирования: конвееры и прочие. 7) По типу конвеера: рабочие и распределительные. 8) По характеру движения конвеера: непрерывные и пульсирующие. 9) По степени автоматизации: автоматические линии и полуавтоматические линии. Характеристики поточных линий: Такт: r=Fэф/Nзап -------- Fэф - эффективный фонд времени работы поточной линии в плановом периоде; Nзап - программа запуска по изделиям за плановый период. -------- Если изделия передаются транспортными партиями, то работа поточной линии характеризуется ритмом: P=r*p -------- p - величина транспортной партии; -------- Если отношения длительностей операций равны или кратны такту (допускается отклонения в 5%), то тех.процесс считается синхронизированным (выбирается непрерывно-поточная линия). Если тех.процесс не синхронизирован, то выбирается прерывно-поточная линия. Условие синхронизации технологического процесса: t1/C=t2/C2=tn/Cn=r ------- t - время операции С - кол-во рабочих мест на операции; r - такт. ------------------------БИЛЕТ 8------------------------- 1. Особенности конструкций и область применения фрезерных станков с ЧПУ.
2. Технические измерения и контроль. В настоящее время к техническим измерениям, рассматрива­ем во взаимной связи с точностью и взаимозаменяемостью в машиностроении, пока относят лишь линейные и угловые измерения. Научной основой технических измерений является метрология.
Метрология представляет собой науку об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Результаты измерений выражают в узаконенных единицах. Технический контроль – проверка соответствия: Контрольно-измерительные машины должны отвечать следующему ряду требований: · простота обслуживания; · оптимальная доступность; · высокая точность измерения и воспроизведения; · величины ходов по осям должны удовлетворять всей номенклатуре размеров деталей; · непродолжительность измерений; · наличие трех режимов работы: ручной, полуавтоматический, автоматический; · управление от вычислительного устройства; · универсальность; · возможность работы с большим количеством измерительных щупов; · Наличие развитого программного и математического обеспечения, позволяющего производить измерения зубчатых колес, кулачковых валов, кривых и пространственных поверхностей; · наличие обучающей программы; наличие специальных и универсальных приспособлений (поворотный стол и пр.), облегчающих и повышающих точность измерений; · возможность встраивания в технологическую линию. Классификация КИМ приведена ниже: Работа КИМ основана на координатных измерениях, т. е. на поочередном измерении координат определенного числа точек поверхности детали и последующих расчетах линейных и угловых размеров, отклонений размера, формы и расположения в соответствующих системах координат. Используются три основные системы координат: абсолютная система координат машины (СКМ), относительная система координат машины (СКО) и система координат детали (СКД). СКМ образуют направляющие координатных перемещений и измерительные системы КИМ; начало СКМ выбирается произвольно. Направление осей СКО совпадает с направлением осей СКМ, а начало совмещается с центром или другой точкой калибратора (геометрического элемента, неподвижного во время измерения). СКО обеспечивает единство координатных данных при измерении несколькими чувствительными элементами КИМ, взаимодействующими с измеряемой поверхностью, в случае изменения их параметров или положения в СКМ. Результаты измерения представляются в СКД, которая формируется путем измерения положения в СКМ выбранных базовых поверхностей детали. СКД может изменяться в процессе измерения. Все операции по расчету систем координат и трансформации значений координатных данных выполняются по программе автоматически, на основе, данных измерений, вводимых в системы координат машины. Координатные измерения реализуются комплексом аппаратурных и программных средств. КИМ условно можно разделить на базовую часть, содержащую узлы координатных перемещений, измерительные преобразователи (ИП) и измерительную головку (ИГ) и предназначенную для непосредственного измерения координат точек, и управляющий вычислительный комплекс (УВК) на основе ЭВМ, предназначенный для управления процессом измерения, обработки и представления данных измерения. Габариты, конструкция, точность базовой части в основном определяются параметрами измеряемых деталей и условиями эксплуатации. Для определения структуры УВК решающими являются тип ИП и ИГ базовой части КИМ, требуемая степень автоматизации измерения, показатели программно-математического обеспечения и требования к форме представления результатов измерения. Состав и показатели программно-математического обеспечения зависят от спектра метрологических задач и степени автоматизации КИМ. 3. Распределение функций между человеком-оператором и технической частью системы (общий анализ методов распределения функций, распределение функций на основе методов, учитывающих особенности человека и машины, распределение функций на основе метода, учитывающего связи) Наиболее сложной задачей, решаемой в процессе проектирования человеко-машинной системы управления является рациональное распределение функций между человеком и машиной. Методы, позволяющие рационально распределить функции между человеком-оператором и машиной состоят в следующем: строится модель функций человеко-машинной системы управления в виде списка функций и для каждой функции решается, должна ли она быть передана человеку-оператору или машине. Естественно, что такое решение носит весьма условный характер и не дает гарантий безошибочности. Для более обоснованного распределения функций известен метод, классифицирующий функции на основании особенностей человека и машины. Для этого сначала анализируют функции человеко-машинной системы управления, описывая их как действия, расчеты, сообщения и решения, а затем приписывают этим функциям такие параметры, как частота, скорость, стабильность, точность, значимость, исходя из предварительно установленной шкалы оценки. После этого устанавливают индексы и формулы, теоретически позволяющие обнаружить избыток или недостаток нагрузки на оператора или машину. Поскольку шкала оценки всё-таки носит приблизительный и субъективный характер, то это и определяет неубедительность получаемых результатов. Второй метод базируется на том, что человек-оператор вмешивается только в тех случаях, когда в процессе преобразования между входом и выходом системы управления переменные претерпевают существенные изменения. Иными словами, человек включается в систему каждый раз, когда появляется не уверенность в том, каким образом следует перерабатывать информацию. В этом методе используются модели типа моделей связи, что выгодно отличает этот метод от методов, основанных на моделях типа перечней (списков) функций. Несмотря на недостатки списков, перечисляющие распределение функций между человеком-оператором и машиной, все же они часто бывают полезными при проектировании сложных человеко-машинных систем управления. ------------------------БИЛЕТ 9------------------------- 1. Технология получения сварных заготовок. Сварка – это технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми деталями при их местном или общем нагрев, совместном пластическим деформировании или при действии того и другого. Виды сварки: 1. Электродуговая – место соединения нагревают электрической дугой. Металл в сварной шов поступает с плавящегося электрода. 2. Газовая – место соединения нагревается до расплавленного состояния высокотомпературным газовым пламенем. В зону нагрева подается присадочный металл, который и образует сварной шов. 3. Сварка трение – происходит в холодном состоянии при взаимном скольжении заготовок сжатых определенной силой. Работа совершаемая силами трения, превращается в температуру, что приводит к интенсивному нагреву трущихся поверхностей. В результате нагрева и сжатия происходит совместная пластическая деформация.
4. Точечная сварка – получение неразъемных соединений двух листовых заготовок происходит в точке электрического контакта. Преимущества сварных заготовок: Сварная заготовка – это заготовка, полученная из нескольких простых заготовок, соединенных сваркой. 1. Капитальные вложения из расчета на 1 т. Заготовок в три раза меньше, чем для производства литой заготовки и в пять раз меньше, чем штампованной.
2. Сварные заготовки позволяют совместить преимущество составного изделия на производстве с достоинствами монолитных изделий в эксплуатации. 3. Возможность применения разнородных материалов в одном изделии (например, чугун и жаростойкая сталь, сталь и сплавы цветных металлов). 4. Высокая технологичность, снижение трудоемкости и стоимости подготовки производства и процесса изготовления изделия. Общие принципы проектирования сварных заготовок: 1. Конструкция сварного изделия должна позволять применение современных средств механизации. 2. Необходимо стремиться к уменьшению количества сварных соединения, т.к. их прочность ниже чем прочность основного металла. 3. Как правило, после сварки деталь подвергают термообработке, поэтому габариты изделия должны соответствовать возможностям термоцехов. 4. для предотвращения образования чрезмерных сварных деформаций сварные швы располагают симметрично. Режим сварки должен обеспечить симметричность шва в зоне термического влияния. 5. Сварочная деформация увеличивается с увеличением сечения швов, поэтому при проектировании сварных конструкций необходимо выбирать сварные швы с минимальным сечением. 6. При проектировании сварных заготовок необходимо учитывать искривления конструкции, возникающие в следствие усадочных явлений в металле шва. 7. В местах перекрещивания сварных швов чаще всего возникают трещины, поэтому таких конструкций стараются избежать. Требования к сварным соединениям: 1. Равномерность металла сварного шва и основного металла. 2. Сварные швы не следует располагать в наиболее нагруженным местах, в зонах максимальной концентрации напряжений. 3. Форма и размеры сварных швов должна соответствовать гостам. 4. Нельзя допускать скругления швов. 5. Необходимо обеспечить плавность перехода от основного металла к металлу шва, а также от одного сечения к другому. Типы сварных соединений: 1. Стыковое является наиболее распространенным, имеет высокую прочность при статических и динамических нагрузках. 2. Угловые швы – используются реже чем стыковые, применяются в качестве связывающих швов. 3. Тавровое соединение- могут выполняться без скосов кромок (при сварке тонких деталей), а также с односторонними и двусторонними скосами кромок (для обеспечения провара корня шва) 4. Нахлесточные – это соединения прочные, но не экономичные из-за перекрытия материала при подготовке к сварке. Однако при таких соединениях значительно упрощается подготовка и сборка под сварку. Последовательность проектирования технологических процессов: 1. Выбор метода получения заготовки. 2. Выбор последовательности операций для полного соответствия требованиям, предъявляемым к изделию. 3. Определение оптимальной степени концентрации или дифференциации технологических операций. 4. выбор оборудования, инструментов и режимов. 5. Нормирование технологических операций. 2. Системы контроля, расположение на станке. Обобщая изложенные в предыдущих главах вопросы автоматического измерения на станках, отметим следующее. Системы контроля, расположенные на станке, измеряют положение инструмента или размеры заготовки до обработки, после обработки или во время обработки. Последний метод контроля получил название активного и его в основном применяют на шлифовальных станках. Отличительной особенностью автоматических систем контроля является их непосредственная связь с системой ЧПУ станка, использование датчиков обратной связи для обработки измерительной информации, возможность программирования контроля. Такие системы позволяют кроме измерения и корректировки прогнозировать точность обработки и принимать соответствующие решения. Рассмотрим системы автоматического контроля на токарных, многоцелевых станках фрезерно-расточной группы и шлифовальных станках. На токарных станках: во время обработки измерительная головка расположена вне зоны резания в инструментальном магазине. После окончания обработки по команде от системы ЧПУ 1 ИГ устанавливается на поперечный суппорт. При перемещении приводами поперечного суппорта до момента касания измерительной головкой 2 требуемой точки детали 3 от импульсных датчиков 4 поступают сигналы в счетчики 5. В момент касания измерительным наконечником ИГ детали счетчики опрашиваются и результат перемещения вводится в ЭВМ 6 системы ЧПУ. ЭВМ рассчитывает результаты измерения, выполняет коррекцию управляющей программы, запоминает результаты вычислений. Измерение на токарных станках возможно в направлении осей Z и X, что позволяет контролировать измерительной головкой наружные, внутренние диаметры и осевые размеры. На многоцелевых станках фрезерно-расточной группы ИГ устанавливают в шпиндель станка. Измеряемую деталь закрепляют на столе станка. По программе контроля приводы перемещают стол до момента касания ИГ поверхностей детали. В дальнейшем алгоритм измерения аналогичен алгоритму измерения для токарных станков. С помощью измерительных головок кроме контроля размеров возможна привязка конструкторской базы к технологической, что увеличивает допуски технологических размеров. Автоматизация наладочных работ непосредственно на станке упрощает технологическую оснастку за счет сокращения установочных элементов. Измерительная головка может быть использована и для определения положения инструмента и его износа (рисунок 3). В этом случае ИГ размещается стационарно на столе станка. Размер обрабатываемой заготовки определяется дискретностью датчиков обратной связи, поэтому погрешности позиционирования узлов перемещения по координатам влияют на точность измерения. Датчики обратной связи необходимо при измерении располагать в плоскости перемещения ИГ. В существующих станках с ЧПУ выполнять это требование сложно, что вносит дополнительные погрешности при измерении. Если в системе измерения используют измерительные головки, формирующие аналогичный сигнал на выходе, пропорциональный отклонению измерительного наконечника, то принцип ее действия несколько иной. Устройство ЧПУ связано с ИГ через аналого-цифровой преобразователь. Измерительная головка по запрограммированной траектории "ощупывает" деталь и выдает информацию об отклонении фактического контура детали от требуемого. Эта информация служит для коррекции управляющей программы обработки следующих деталей. При обработке на шлифовальных станках в основном используют индуктивные и пневматические приборы активного контроля. Они имеют высокую точность измерения (до 0,0005 -г 0,001 мм) и служат для выключения станка или отвода обрабатывающего инструмента при достижении заданного размера.
На рисунке 4 показана схема прибора для контроля деталей на плоскошлифовальных или круглошлифовальных станках, построенного на элементах пневмоавтоматики. Питание прибора осуществляется блоком подготовки сжатого воздуха 9. В блок 9 входят аккумулятор 7 сжатого воздуха, стабилизатор давления 8, показывающий манометр 10. В качестве измерительного преобразователя использован дроссельно-эжекторный датчик 6. Струйное пороговое устройство 5 выполнено на дискретных логических элементах СТ-55 системы "Волга" и служит для подачи дискретных сигналов о достижении заданного размера на пневмоэлектропреобразователь 3. Пороговые элементы настраиваются дросселями 4. Деталь 2 обрабатывается кругом 1, что приводит к увеличению зазора между поверхностью
детали и торцом измерительного сопла датчика 6. Давление на выходе датчика 6 падает при достижении заданного зазора z, что соответствует требуемому размеру детали. Затем происходит переключение элементов струйного порогового устройства 5, срабатывает пневмоэлектропреобразователь 3, и управляющая команда поступает в электронную цепь станка. 3. Организация производства во времени: состав и структура производственного цикла. При преобразовании предметов труда в конкретные изделия они проходят множество основных, вспомогательных и обслуживающих операций и процессов, которые могут протекать: 1) последовательно; 2) последовательно-параллельно; 3) параллельно во времени. Производственный цикл - это совокупность процессов, обеспечивающих изготовление изделия. Основными характеристиками производственного цикла является его продолжительность и структура. Продолжительность производственного цикла - это календарный период времени, в течение которого сырье, материалы и комплектующие превращаются в готовую продукцию. Продолжительность производственного цикла выражается в календарных днях или часов. Продолжительность производственного цикла зависит от времени трудовых и естественных процессов, а также времени перерывов в производственном процессе. Продолжительность производственного цикла: I) время трудовых процессов. 1) технологические операции (связанные с изменением размеров, форм и свойств предметов труда): а) штучное время; б) подготовительно- заключительное время. 2) не технологические операции: а) время транспортных операций; б) время контрольных операций. II) время перерывов. 1) межоперационные перерывы: а) перерывы партионности (обусловлены тем, что деталь пролеживает дважды: один раз до начала обработки, а второй раз по окончанию обработки пока вся партия не пройдет данную операцию); б) перерывы ожидания (вызваны несогласованостью продолжительностью смежных операций тех.прцесса). 2) межцеховые перерывы (обусловлены тем, что сроки окончания производства составных частей деталей сборочных единиц в разных цехах различны): а) перерывы комплектования. 3) междусменные перерывы: а) не рабочие дни; б) перерывы между сменами; в) обеденные перерывы. III) время естественных процессов. ------------------------БИЛЕТ 10------------------------ 1. Определение суммарной погрешности механической обработки. Процесс обработки детали в технологической системе происходит в три этапа: 1. Установка заготовки в систему. Заготовка включается в размерные и кинематические цепи технологической системы (СПИД). Возникает погрешность установки wу как не совмещение баз станка и заготовки. 2. статистическая настройка техн. системы. Настройка на получаемый размер (заготовка подводится к инструменту или инструмент к заготовке). Получаем размер статистической настройки со своей погрешностью wс. 3. динамическая настройка техн. системы. (это собственно обработка когда возникают силы резанья). Происходит упругая деформация техн. системы (деформируются все элементы технологической системы). В результате происходит упругое отжатие кромок режущего инструмента от заготовки. В процессе обработки силы резанья колеблются, значит величина упругого отжатия тоже колеблется и возникает погрешность динамической настройки wд как величина колебания упругого отжатия. wΔ =wу +wс +wд 2. Автоматическая сборка. Система координат сопрягаемых деталей. Этапы операции автоматической сборки. Подходы к АСО: а) имитация деятельности слесаря-сборщика; б) дифференциация ТПС с выделением элементарных сборочных работ и затем их автоматизация (изделия делят на узлы из 2 .3 деталей); в) использование ПР и сборочных центров. Цель АСО: получить минимум затрат живого и прошлого труда, заложенного в средства автоматизации, при выпуске заданного числа изделий. Стадии развития АСО: а) частичная механизация, в) частичная автоматизация, б) комплексная механизация, г) комплексная автоматизация Автоматизация СО более сложная задача, чем операций мехобработки. Причины: 1. Структурная сложность изделия (количество собираемых деталей больше двух), характер сопряжения деталей различен и определяется посадкой. 2. Многовариантность процесса сборки. 3. Наряду с обычным оборудованием используют автоматы и полуавтоматы. Могут применяться встроенные и отдельно расположенные ПР. Достигается повышение концентрации технологических переходов, а это ведет к повышению производительности труда. 4. Сборочные автоматы функционируют как взаимосвязанный комплекс: из технологического и вспомогательного оборудования компонуют АЛ, цеха, заводы. Автоматизируются процессы: сборки, контроля, регулирования, окраски, упаковки, консервации. Предварительная типизация и классификация СО и их элементов (табл.5) позволяют выделить группы СО по общим признакам, учитывающим условия автоматизации и тем самым определяют возможность создания типовых схем и конструкций. Несмотря на многообразие типовых схем и конструкций, видов соединений и методов сборки, большинство процессов состоит из повторяющихся этапов и имеет аналогичную (типовую) структуру. Сборочная операция состоит из следующих этапов: а) подача деталей к месту сопряжения; б) ориентация деталей относительно друг друга; в) сопряжение деталей; г) закрепление деталей; д) контроль; е) съем узла и транспортировка на следующую позицию. Общая характеристика этапов СО. Таблица 5 Этапы СО Признаки классификации СО Технические устройства Этап 1 Этап 2 - форма детали, - требования к качеству поверхности, - исходная степень ориентации, -возможность автоматизации Бункерные загрузочные устройства, кассеты, магазины, накопители, отсекатели, питатели и пр. Этап 3 - форма поверхностей, по которым происходит сопряжение Сборочные автоматы, ПР, направляющие устройства Этап 4 - метод силового замыкания Гайковерты, прессы, пневмоотвертки, сварочные автоматы и пр. Этап 5: - наличия - массогабаритные характеристики Датчики - положения - характер размеров, связывающих взаимное положение Измерительные машины, оптические приборы и пр. - качества сборки - характер контролируемых размеров Испытательные стенды, измерительная аппаратура Этап 6 - метод съема (сбрасыванием, ) Конвейеры, ПР, механизмы, манипуляторы Этапы 1, 2, 3 совмещаются при ручной сборке, то есть в зависимости от применяемых средств автоматизации и механизации структура СО может видоизменяться. Этапы 2, 3, 4 - специфичные, присущие только ТПС. Этапы 1,2: Методы подачи имеют особенности (по сравнению с механической обработкой), вызванные сложной геометрической формой деталей, повышенными требованиями к качеству поверхностного слоя, требованиями более точного положения для осуществления сопряжения.
В отличии от мехобработки на позицию сборки поступает несколько собираемых деталей в определенной последовательности, причем при подаче детали должны одновременно ориентироваться. Поэтому важным является определение степени ориентации собираемых деталей и возможности их дальнейшей ориентации. Таким образом, исходная степень ориентации деталей и возможность их механизированной подачи с ориентацией являются главными признаками, определяющими этапы 1 и 2. Этап 3: Основной признак этапа - геометрическая характеристика - форма поверхности, по которой происходит сопряжение. Этот признак выбран исходя из связи формы контакта деталей с характером движения сборочного инструмента, осуществляющего данный этап СО. Этап 4: Основной признак этапа - метод силового замыкания, определяющий физическую сущность процесса сборки, а значит, и необходимые для его осуществления средства. Например, следующие методы: свинчивание, пластическое деформирование, сварка, пайка, склеивание. Этап 5: Основные признаки выбирают в зависимости от контролируемых параметров. Можно выделить 3 группы контроля: 1) контроль наличия деталей - важнейшее средство предупреждения поломок оборудования, требующее более простых устройств, так как при этом обычно не проверяются размерные, прочностные и другие параметры деталей; 2) контроль положения деталей - направлен на проверку качества выполнения этапов 2 и 3; 3) контроль качества сборки - применяют более сложные устройства, проверяющие соответствие собираемого изделия чертежам и ТУ. Этап 6: Основной признак этапа - метод съема (сбрасыванием или ориентированная укладка в тару). При укладке в тару применяют более сложные механизмы, конструкция которых зависит от формы изделия и степени сложности его ориентации. Характеристика основных этапов сборочных операций: · Автоматическая ориентация деталей. На СО детали поступают тремя способами: а) навалом (нулевая исходная степень ориентации); б) в кассетах или таре для транспортировки; в) в магазинах. · Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором · Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гарантированным натягом · Сборка резьбовых соединений · Сборка заклепками. Технологичны для АС. Оборудование - проще, надежнее, времени нужно меньше, а качество выше. Применяют для прочных, герметичных, неразъемных соединений, когда нагрев деталей нежелателен (узлы приборов, сепараторы шарикоподшипников, плоские пружины, термообработанные детали) или при сборке разнородных изделий (сталь-чугун, металл-пластмасса). Для АС - холодная клепка при диаметре заклепок до 10 мм. Замыкающую головку формируют ударами или давлением (прессовая) - более качественная и бесшумная. · Сборка склеиванием · Сборка пайкой. Пайка предназначена для получения прочных и герметичных соединений. · Сборка методом пластического деформирования. Этот метод сборки удобен для АС. Основан на деформации 1 - 2 соединяемых деталей, выполненных из листа, трубы, полосы, проволоки, то есть деталей тонкостенных. · Окраска изделий 3. Затраты, издержки и себестоимость: понятие и классификация. Издержки производства и обращение предприятия – денежное выражение затрат производственных факторов (земля, капитал, физический и умственный труд) необходимы для осуществления предприятием своей производственной и коммерческой деятельности , это затраты живого и общественного труда на изготовление продукции выполнения работ и оказания услуг, а также их реализацию. По воспроизводственному признаку затраты делятся на 3 вида: 1. затраты на производство и реализацию продукции, образующие ее себестоимость. Это текущие затраты покрываемые из выручки от реализации продукции. По экономической сущности эти затраты обеспечивают в процессе простого воспроизводства без расширения и модернизации технических баз и увеличения авансированных ресурсов (коэф. Развития =1) 2. затраты на расширение и обновление производства. Эти затраты состоят из капиталоложений в основные фонды, прирост оборотных фондов, затрат на формирование дополнительной рабочей силы для нового производства. Они имеют особые источники финансирования: амортизационный фонд , прибыль, кредит, эмиссии ценных бумаг. Они увеличивают факторы производства, уставной капилтал и имущество предприятия. 3. затраты на социально-культурные жилищно-бытовые и другие аналогичные непроизводственные нужды предприятия. Они прямо с производством не связанны, не включаются в себестоимость продукции, формируются из фондов специального значения формируемых главнм образом из распределяемой прибыли. Себестоимость продукции (работ,услуг). Стоимостная оценка используемая в впроцессе производства и реализации продукции природных трудовых, капитальных, денежных и прочих ресурсов. Это текущие затраты имеющие производственный но не капитальный (не единовременный) характер. Себестоимость - это экономическая форма возмещения потребляемых факторов производства. Себестоимость – выражение в денежной форме текущие затраты. Общая хар-ка затрат себестоимости: 1. первичные Эл-ты затрат(по содержанию) 2. статьи расходов или калькуляции(по назначению) 3. способ отнесения затрат на сбестоимость 4. функциональная роль затрат в формировании себестоимости продукции. 5. степень зависимости от изменения объема производства. 6. степень однородности затрат 7. зависимость от времени возникновения и отнесения на себестоимость продукции 8. удельный вес затрат себестоимости продукции. Материальные затраты включают стоимость сырья, основных материалов комплектующих полуфабрикатов потребляемых со стороны для производства продукции, а также затраты на топливо и энергию всех видов, тару, упаковочные материалы, спецодежда, инструмент. Отчисление на соц.службы включает отчисления по установленным в законодательном порядке нормам- пенсионный фонд 28%,фонд соц.страхования 4%, фонд обязат.мед.страхования 3,6%. Государственный фонд занятости объединяет в себе все данные виды страховых отчислений -35,6%. Прочие затраты, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных, это налоги, сборы и платежи за выбросы загрязняющих веществ, проценты за кредит, за услуги связи, за сертификацию продукции, за охрану, аренду. ------------------------БИЛЕТ 11------------------------ 1. Технологические процесса обработки заготовок в современном машиностроении.
В современном машиностроении и инструментальной промышленности широко применяются новые материалы с очень высокими механическими свойствами. Обработка таких материалов металлическими инструментами практически невозможна, некоторые из них не поддаются даже шлифованию. Для обработки таких материалов применяются электрофизические методы обработки.
1. Анодно-механическая обработка Процесс съема металла при анодно-механической обработке происходит вследствие теплового и химического воздействия на него электрического тока. При этом виде обработки заготовка присоединяется к положительному полюсу, а инструмент – к отрицательному полюсу электрического источника. В процессе обработки инструмент смачивается электролитом и перемещается по заготовке. Подача осуществляется таким образом, чтобы зазор между инструментом и заготовкой был заполнен тонким слоем электролита. При очень малом зазоре цепь постоянного тока оказывается замкнутой через выступающие микронеровности поверхности. Количества тепла, выделяемого током при прохождении от заготовки к инструменту, оказывается достаточным для плавления микропластических выступов на поверхности заготовки. Это обуславливается значительной плотностью тока при малых площадях контактирующих участков. Расплавленные частицы металла в виде раскаленных шариков выносится движущимся инструментом из зоны обработки. Наиболее широкое распространение получила анодно-механическая резка. Этот способ обработки применяется при разрезании твердосплавных изделий, пруткового вольфрама, сталей высокой прочности и т.д. 2. Электроэрозионная обработка Метод электроэрозионной обработки основан на использовании явления электрической эрозии – направленного разрушения токопроводящих материалов в результате теплового действия импульсных электрических разрядов между инструментом и обрабатываемой деталью. Электроэрозионная обработка разделяется на электроискровую и электроимпульсную обработку. При электроискровой обработке используются генераторы, в которых процесс генерирования импульсов тока полностью определяется величиной и состоянием межэлектродного пространства (релаксационные трансформаторы). Частота следования разрядов достигает сотен тысяч в секунду. Инструмент соединяется с отрицательным полюсом источника тока и перемещается вдоль оси. Заготовка соединяется с положительным полюсом источника тока. При электроимпульсной обработке используются машинные и разобщенные генераторы, создающие в межэлектродном пространстве редкие импульсы (400 ипм/сек). Схема процесса аналогична электроискровой обработке, однако производительность процесса значительно выше. С помощью электроэрозионной обработки получают сложные фасонные отверстия и полости в штампах, производится точная вырезка различных профилей и т.д. 3. Электрохимическая обработка Метод электрохимической обработки заключается в направленном рассмотрении металла под действием тока. Рабочий инструмент подключается к отрицательному, а обрабатываемая деталь – к положительному полюсу источника электрического тока. Электролит, в качестве которого обычно используется 15%-ый водный раствор хлористого натрия, подается под давлением в зазор между инструментом и деталью. Величина зазора составляет 0,1-0,5 мм. Под действием постоянного электрического тока происходит электрохимическое растворение анода – обрабатываемой детали, продукты растворения уносятся потоком электролита. По мере съема металла инструмент (электрод) перемещается с постоянной скоростью подачи в направлении детали и образует в ней требуемое отверстие или полость. Одним из основных факторов, обеспечивающих точность электрохимической обработки, является способ подачи электролита в межэлектродный зазор. Инструмент, изготавливаемый из меди и бронзы, в процессе работы практически не изнашивается. Разновидностью электрохимической обработки является электроабразивная и электроалмазная обработка. В промышленности широко распространено электроалмазное шлифование. Обрабатываемая деталь и вращающийся шлифовальный круг присоединяются к источнику постоянного тока. Алмазные зерна создают зазор между электропроводной связкой круга и деталью. Зазор заполняется электролитом – водным раствором солей, который подается струей в зону обработки. При прохождении тока поверхностный слой детали растворяется, а продукты растворения удаляются с поверхности детали алмазными зернами круга. Электрохимическая обработка применяется в основном для изготовления деталей сложной формы из жаропрочных сплавов (лопаток и роторов газовых турбин, компрессоров, фасонных отверстий в роторах), а также зубчатых реек сложного профиля, образования канавок, и т.д. 4. Ультразвуковая обработка Принцип ультразвуковой обработки твердых и хрупких материалов состоит в создании высокой скорости направленного износа или скалывания частиц обрабатываемого материала под влиянием вибрирующего с ультразвуковой частотой инструмента и непрерывно подаваемого в зону обработки абразивного материала. В рабочую зону, то есть в пространство между торцом инструмента и обрабатываемой деталью, подается водная суспензия абразивного порошка карбида кремния или карбида бора. Инструмент совершает продольные колебания с ультразвуковой частотой 16-30 кГц и небольшой амплитудой ­– 0,02-0,06 мм. В процессе колебаний торцевая поверхность инструмента ударяет по абразивным зернам, которые и скалывают с обрабатываемой поверхности микрочастицы материала. Большое количество одновременно ударяющихся о поверхность абразивных зерен обуславливает интенсивный съем с нее материала. Если инструменту сообщить движение подачи в направлении колебании его торца, то в детали будет образовываться полость, соответствующая поперечному профилю инструмента. Ультразвуковая обработки применяется при изготовления деталей сложной формы из стекла, флюорита, кварца, фильер из технических алмазов, твердосплавных матриц сложной формы, при обработке полупроводниковых материалов – германия и кремния. 5. Электроннолучевая обработка Электроннолучевая обработка материалов основана на способности электронного пучка с большим КПД превращать свою кинетическую энергию в тепловую. Этим методом производят сварку, а также обработку тонких отверстий и пазов (порядка микрометров) в труднообрабатываемых материалах. Обработка осуществляется в вакууме (для того, чтобы электроны не тормозились о молекулы воздуха). В безвоздушной камере образуется импульсный электронный луч с частотой от 1 до 3000 Гц и временем импульсов от 0,01 до 0,00005 сек, при скорости электронов 115 – 165 мм/сек. Температура в зоне обработки достигает 6000 градусов. Электронный луч является прерывистым для ограничения зоны нагрева. Электромагнитные катушки-линзы фокусируют его на обрабатываемой детали до диаметра от 1 мм до нескольких микронов. Сфокусированный электронный луч может перемещаться по обрабатываемой детали по заданному контуру с помощью отклоняющей системы. Существенным недостатком электроннолучевой обработки является необходимость обеспечения вакуума и защита обслуживающего персонала от рентгеновского излучения.
2. Типизация технологических процессов. Типизацией технологических процессов называется разбивка изготовляемых деталей на типы и разработка для каждого из них типового технологического процесса. Она имеет большое технико-экономическое значение. Идея типизации предложена проф. А.П.Соколовским.
Типизации предшествует составление классификационной системы деталей, которые относятся к отдельным классам, подклассам и типам. Тип -однотипные по конструкции детали, отличающиеся между собой размерами. Основное направление типизации технологических процессов, опиралось на классификацию конструкций деталей машин, различных по конструктивным формам и размерам, и преследовало задачу устранить индивидуальность технологических разработок для каждого случая механической обработки заготовок деталей. Такое направление имело целью значительно упростить систему технической организации индивидуального и мелкосерийного производства и в конечном итоге должно было в известной степени обеспечить создание дополнительных благоприятных предпосылок для применения методов крупносерийного производства. Однако поиски обобщенных решений при разработке технологических процессов изготовления деталей различных конструкций и классификация их привели к достаточно удобным практическим решениям, в частности, поэтому что классы, группы и подгруппы в системе квалификации нередко создавались не только по объединяющим конструктивным и технологическим признакам, сколько по терминологическим. В результате такого перехода тот или иной класс деталей оказывался состоящим нередко из технологически разобщенных деталей машин. Это можно объяснить также и тем, что не были предварительно и недостаточной полнотой проработаны технологические предпосылки конструировании деталей машин, обусловливающие необходимость изменений конструктивных форм деталей применительно к торжественной последовательности основных технологических операций. Типизацию технологических процессов можно осуществить в трех направлениях: 1) типизация технологических процессов применительно к существующим конструкциям деталей машин; 2) типизация технологических процессов применительно к измененным конструкциям деталей машин; 3) типизация технологических процессов применительно к специально спроектированным конструкциям деталей машин. 3. Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Гладкие цилиндрические соединения разделяются на подвижные и неподвижные. Требования к подвижным: 2. обеспечение м/у валом и отверстием заданного зазора, сохранение его в допустимых пределах в процессе эксплуатации 3. равномерное вращение или поступательное перемещение 4. точное центрирование и т.д. Требования к неподвижным: 1. передача заданного крутящего момента и (или) осевого усилия 2. точное центрирование и т.д. Независимо от типа соединения общим требованием является сохранение долговечности при обеспечении выполнения заданных функций. При присоединении двух деталей образуется посадка. Посадка – характер соединения деталей определяемый величиной получающихся зазоров или натягов. (посадки могут быть с зазором S, с натягом N или переходные). Зазор – S разность размеров отверстий и валов если размер отверстия больше размера вала. S min = D max –d min = (D+ES)-(D+ei) = ES-ei S max = D min – d max = (D+EI)-(D+es) = Ei-es S m = ½ (S max + S min) Натяг – N разность размеров вала и отверстия до сборки если размер ввала больше размера отверстия. N min = d max –D min = (D+es)-(D+EI) = es-EI N max = d min – D max = (D+ei)-(D+ES) = ei-ES N m = ½ (N max + N min) Допуск посадки – разность м/у max и min предельными зазорами или натягами. TS = S max – S min TN = N max – N min Независимо от типа посадки допуски посадки можно определить как сумму допусков вала или отверстия. TS (TN) = TD = Td Выбор системы отверстия или вала для той или иной посадки определяется: · конструктивными · технологическими · экономическими факторами ------------------------БИЛЕТ 12------------------------ 1. Общие принципы проектирования заготовок. Чтобы при выборе и проектирование заготовок а большом объеме информации достаточно успешно ориентироваться, предлагаем общие принципы, которые сводятся к следующему: 1. Рациональным считается вариант, обеспечивающий максимальное приближение формы и размеров заготовки к готовой детали. Оптимальной является заготовка полностью соответствующая готовой детали. Этого достигают такими методами, как листовая, холодней объемная штамповки, некоторые виды литья и сварки. 2. Во всех случаях следует стремиться к простоте геометрических форм заготовок. 3. Комбинацией известных технологических методов можно получить заготовки высокой степени сложности. 4. При проектировании нужно максимально использовать технологические свойства материала (жидкотекучесть, свариваемость, эластичность и др.), располагая заготовку в оснастке соответствующим образом. 5. С учетом расположения волокон металла выбираю вариант заготовки позволяющий получить наилучшие служебные свойства детали. 6. Используют весь комплекс технологических методов - заготовительные, механообрабатывающие, сборочные и ремонтные. Технология должна обеспечить минимальные длительность и трудоемкость технологического цикла и наилучше показатели ремонтопригодности. 7. Хороших результатов можно достичь, совмещая в одном переходе различные технологические методы, примером может служить жидкая штамповка, позволяющая использовать такие свойство, как жидкотекучесть и пластичность. 8. Широкий спектр свойств заготовки дают использование исходных порошковых материалов различного химического состава. 9. Следует помнить, что “горячие” методы заготовительного производства (ковка, штамповка, литье, сварка) существенно усиливают технологические свойства материала, однако удлиняют цикл изготовления. "Холодные" методы (некоторые виды штамповки и сварки) способствуют упрочнению материала, устраняют энергоемкие операции и переходы при нагреве заготовок (например, ковка) или их отдельных частей (сварной шов, электровысадка). 10. Во всех случаях критерием выбора метода заготовительного производства должны быть суммарные (по всем операциям и переходам технологических переделов) приведенные затраты. 11. При проектировании как заготовки, так и технологии ее изготовления, следует ориентироваться на унифицированные конструкторские и технологические решения. 12. Автоматизация конструкторской подготовки производства и технологической подготовки производства - кратчайший пучь к совершенной заготовке. 2. Основные понятия ГПС. Структура и виды обеспечения. ГПС– совокупность единиц технологического оборудования, снабженного системами обеспечения его функционирования в автоматическом режиме и обладающего свойством автоматизированной переналадки при производстве изделий произвольной номенклатуры.
В общем случае ГПС могут быть составлены и не из автоматизированного оборудования. Основное требование к этим системам – гибкость в отношении объекта производства, т.е. способность быстрой переналадки при смене объекта производства. Однако при современном уровне производства и его возможностях ГПС является автоматизированным и состоят в основном из ст. с ЧПУ, которые являются автоматизированным гибким оборудованием приспособленным для многономенклатурного производства.
ГПС состоят из ряда подсистем каждая из которых выполняет определенную функцию. Тп.з.=Тор.+ Ттр.+ Тозн.+ Тподг.+ Тнал.+ Тд.+ Тус.+ Тпрог. Тп.з. – подготовительно-заключительное время Тор. – время на ориентирование детали Ттр. – транспортирование детали на модуль Тозн. – ознакомление с технической документацией Тподг. – подготовка инструмента, приспособления, сменных наладок Тпрог. – перепрограммирование станка/робота Тнал. – наладка модуля Тд. – обработка пробной детали Ту.с. – установка и снятие сменного технологического оснащения Основной прием сокращения Тп.з. это параллельное проведение работ. При этом условии min возможное Тп.з.=Тнал.+ Тд. В настоящее время часто применяют вариант при котором времена Тор.,Ттр.,Тозн.,Тподг. Совмещены, а время Тус. И Тпрог. Не совмещены с обработкой предщевствующей партии. В СОФ (система обеспечения функционирования) входят: АТСС(складская система), АСИО(инструменто-обеспечения), АСУО(удаления отходов), САК(контроля), АСУ(система управления), САПР(автоматизированного проектирования), АСТПП(технологической подготовки производства), АСНИ(научных исследований). 3. Нормирование оборотных фондов: нормы и нормативы. Задачей нормирования является определение потребности в ресурсах, необходимых для формирования минимальных нормируемых оборотных средств объединения, предприятия. Процесс нормирования включает два этапа: разработку длительно действующих норм оборотных средств и расчет ежегодных нормативов оборотных средств. Норма оборотных средств характеризует соотношение необходимых запасов материальных и денежных средств и соответствующего показателя деятельности объединения, предприятия. Например, нормы для сырья, основных, вспомогательных материалов, покупных изделий и полуфабрикатов устанавливаются в зависимости от их расхода по годовой смете затрат на производство; для незавершенного производства — от объема товарной продукции, рассчитанного по произмдственной себестоимости; для готовой продукции на складе предприятия — от объема товарной продукции, рассчитанного по полной себестоимости и т. д. Обычно эти нормы устанавливаются в днях. Нормы должны учитывать условия производства, снабжения и сбыта продукции. Они должны учитывать, с одной стороны, прогрессивные тенденции организации производства, материально-технического снабжения и сбыта, а с другой — способствовать обеспечению нормальной деятельности объединения, предприятия. Норматив оборотных средств — это минимальный плановый размер оборотных средств, постоянно необходимых для нормальной производственно-хозяйственной и финансовой деятельности объединения, предприятия. Величина норматива зависит от норм оборотных средств и величины затрат соответствующего элемента оборотного фонда или фонда обращения на годовой объем выпускаемой продукции. Следует различать совокупный норматив оборотных средств, т. е. общую сумму потребных оборотных средств, и частные нормативы, т. е. величину оборотных средств в отдельных элементах оборотного фонда или фонда обращения. При этом как видно из табл. 2, в составе фонда обращения устанавливается норматив только по готовой продукции на складе объединения, предприятия. На практике применяются три метода расчета нормативов оборотных средств: метод прямого счета, статистический и аналитический. Метод прямого счета предполагает расчет нормативов по каждому элементу оборотного фонда и фонда обращения. Статистический метод основан на определении нормативов по статистическим данным предшествующих периодов. Аналитический метод предполагает установление зависимостей между величиной оборотных средств и объемом производства. Первый метод является самым точным, но очень трудоемким. Поэтому в практике планирования предприятий радиотехнической промышленности чаще используются второй и третий методы. Производственные запасы являются наиболее значимой частью нормируемых оборотных средств объединения, предприятия. Обычно различают текущий, подготовительный и страховой запасы. Текущий запас предназначен для обеспечения бесперебойного хода производственного процесса между двумя очередными поставками сырья, материалов, покупных изделий и полуфабрикатов. Подготовительный запас необходим на время подготовки материалов (для радиопредприятий главным образом покупных комплектующих изделий) к производственному потреблению. Если для этого не требуются специальные (например, проверочные или тренировочные) операции по предварительной технологической обработке материалов и покупных изделий, то норма производственного запаса принимается равной одному дню. При наличии специальных подготовительных операций норма устанавливается на основании ГОСТов, технических условий или других нормативных документов. Страховой запас предназначен для обеспечения бесперебойного производственного процесса при отклонениях от приняты интервалов поставок. Расчет норм оборотных средств в производственных запасах на радиопредприятиях производится с учетом форм поставок материалов и покупных изделий. На практике применяются следующие формы поставок: транзитные поставки с предприятия-изготовителя, складские поставки с баз и сезонные поставки. Исходной информацией при транзитных поставках служат данные карточек складского учета о фактическом поступлении и расходе каждого вида, сорта, типоразмера материалов, покупных изделий за прошлые периоды времени. ------------------------БИЛЕТ 13------------------------ 1. Многоцелевые станки с ЧПУ для обработки корпусных деталей и деталей типа тел вращения. Технологические возможности и область применения. 2. Датчики положения, тактильные датчики. Характеристики и область применения. Датчики положения или путевые переключатели фиксируют наличие подвижного объекта в зоне чувствительности датчика. Их используют для циклового и позиционного управления роботами. К контактным датчикам положения относятся концевые выключатели и секционированные троллеи. Концевой выключатель срабатывает при повороте его рычага перемещающимся объектом. Секционированная троллея проводит электрический ток на определенных участках перемещения объекта (рис. 2.30, б). Благодаря наглядности работы контактные датчики просты в обслуживании, однако не могут работать при скоростях перемещений, превышающих 300 м/мин. Бесконтактные датчики положения бывают магнитогерконовыми, генераторными, индуктивными, емкостными и фотоэлектрическими. Магнитогерконовый датчик представляет собой две или три позолоченные металлические пластины (герметизированный контакт, сокращенно, геркон), заключенные в стеклянный вакуумный баллон. Контакты на концах пластины замыкаются, размыкаются или переключаются под действием магнитного поля при перемещении постоянного магнита. Постоянный магнит, связанный с подвижным объектом, может перемещаться параллельно или перпендикулярно оси геркона. К недостаткам геркона относятся прилипание контактов, кратковременное отскакивание контактов при замыкании, чувствительность к электромагнитным помехам.
Работа генераторного датчика положения основана на изменении индуктивности или емкости колебательного контура генератора при перемещении рядом металлического объекта. Это приводит к срыву генерации колебаний и появлению сигнала на выходе. Современные генераторные датчики положения выполнены в виде неразборного болта, который вкручивается в отверстие диаметром 8–12 мм.
Принцип работы фотоэлектрических датчиков положения (фотореле) основан на изменении освещенности фотоприемника при перемещении объекта. Фотореле срабатывают при перекрытии объектом луча от источника света к фотоприемнику или при отражении объектом света от источника, попадающего на фотоприемник. Тактильные датчики Датчики воспроизводят осязательную способность человека. С их помощью можно обнаружить некоторый объект, определить его координаты в пространстве, распознать форму объекта, выявить ориентацию объекта при захвате, обнаружить проскальзывание объекта после захвата. Различают тактильные датчики с подвижным щупом и тактильные матрицы. Датчики с подвижным щупом применяют для обнаружения контакта с объектом. При касании объекта щуп поворачивается вокруг оси. Второй конец щупа воздействует на чувствительные элементы датчиков положения. Установка нескольких тактильных датчиков непосредственно на захватном устройстве позволяет получить информацию о взаимодействии с объектом манипулирования. Различают тактильные датчики касания, контактного давления и проскальзывания. Датчики касания отличаются от датчиков контактного давления наличием порога срабатывания от действия заданной силы. Простейшим датчиком касания является путевой переключатель с подвижным щупом, срабатывающий при соприкосновении с объектом. Тактильные датчики ф о р м ы о б ъ е к т а выполнены в виде тактильной матрицы, представляющей собой упорядоченный набор тактильных датчиков на внутренней поверхности захватного устройства. Форма объекта распознается по распределению сигналов тактильных датчиков. При расположении элементов матрицы снаружи робота оценивают параметры взаимодействие с внешними объектами. В качестве чувствительных элементов тактильных матриц применяют разбитые на квадраты пленки из монокристаллического кремния, структуры «кремний-на-сапфире», фольговые тензорезисторы, диэлектрические материалы с металлизированной поверхностью. Тактильные матрицы обычно размещают на внутренней поверхности пальцев захватного устройства. Размещение сработавших датчиков относительно не сработавших позволяет сформировать тактильный образ захваченного объекта. Силомоментное очувствление роботов силомерными датчиками особенно эффективно при роботизированных операциях сборки, абразивной зачистки и шлифовки изделий. 3. Нормирование, методы и средства контроля отклонений формы, расположения, шероховатости и волнистости поверхностей деталей. Овальность и четная огранка контролируются 2-х контактными измерительными приборами: штангенциркуль, микрометр, миниметр, оптиметр и др. Огранка с нечетным количеством граней измеряется 3-х контактным методом: в измерительной призме. Деталь поворачивается на один оборот и по разности показаний индикатора и коэф. зависящего от угла призмы определяют величину огранки. Отклонение от круглости измеряется на круглометрах: по вычерченной круглограмме по max и min отклонений круглограм от центра определяют отклонение от круглости. Отклонение от плоскости и прямолинейности измеряются уровнями, оптическими линейками, плоскомерами. Плоскость так же определяется проверочными плитами на краску: На контролируемую поверхность наносится краска и на неё укладывается проверочная плитка, по количеству пятен на единицу площади определяется плоскость. Шероховатость и волнистость поверхности измеряется 2-мя методами: контактным и бесконтактным. Контактный метод базируется на измерении шероховатости при помощи профилометров и профилографов. Измерительный наконечник перемещается по контролируемой поверхности, совершая линейные перемещения, повторяя неровности. Его линейные перемещения преобразуются в эл. сигнал подобно круглометру который затем поступает на монитор либо на записывающее устройство которое вычерчивает профилограмму. Бесконтактный метод: измерение на 2-ом микроскопе МИС-11 (2-ой микроскоп Линника), он состоит из осветительного тубуса, где с помощью оптической системы создается пучок света в виде узкой световой щели определенной ширины, которая попадает на измерительную поверхность. Эта световая щель изгибается повторяя неровности поверхности и наблюдается в окулярном тубусе. Снимая координаты вершин и впадин этой световой щели в вертикальном и осевом направлении, можно определить параметры шероховатости: Rz, Rmax, S. Так же используется микроинтерферометр МНН-4. ------------------------БИЛЕТ 14------------------------ 1.Технологические требования к конструкции машин. 2.Автоматизация технологической подготовки производства. В процессе разработки технических изделий широкое применение находят их физические прототипы. Быстрое прототипирование является актуальным как на этапе конструирования, так и в производственном цикле. Наличие прототипа позволяет наглядно оценить результаты геометрического моделирования, проанализировать параметры изделия, провести рекламную кампанию и исследовать рынок, использовать прототип на отдельных этапах изготовления изделия, например при литье по выплавляемым моделям. Для реализации быстрого прототипирования в настоящее время созданы специальные установки с ЧПУ, разработано соответствующее программное обеспечение, подготовлены форматы обмена информацией с сопутствующими автоматизированными системами проектирования и производства. Прототип можно изготавлять различными способами, например такими, как стереолитография, LOM-технология, с помощью термопринтера, ускоренного фрезерования и др. Технологии всех методов прототипирования строятся на непосредственном использовании геометрической модели изделия. Так, для стереолитографии и LOM-технологии с помощью специального интерфейса, который полностью интегрирован с системами сквозного проектирования, предварительно создается промежуточный файл в формате STL, что позволяет получать доступ ко всем популярным платформам стереолитографических систем. При этом сохраняется полная целостность данных. Данные STL-файла также могут быть использованы для механической обработки по LOM-технологии фирмы HELISYS. При создании прототипов способом ускоренного фрезерования (гравирования) используется геометрическая модель изделия. Стереолитография. В процессе обработки данных STL-файла на стереолитографической установке геометрическая модель изделия последовательно представляется набором тонких слоев толщиной 50 . 150 мкм. В основе процесса стереолитографии лежит принцип послойного наращивания изделия путем олимеризации жидкого фотополимера под воздействием УФ-излучения лазера.
Послойное наращивание включает в себя следующие основные этапы: · в соответствии с очертаниями текущего контура изделия луч лазера прорисовывает очередной слой на поверхности жидкого полимера, залитого в ванну установки. Полимер отверждается только там, где прошел лазерный луч;
· платформа с формируемым прототипом погружается в полимер на толщину слоя; · поверхность ванны снова покрывается тонким слоем жидкогополимера; · лазер засвечивает следующий слой полимера и т.д. Процесс повторяется автоматически до полного изготовления прототипа. Для создания прототипов способом ускоренного фрезерования (гравирования) используются сравнительно недорогие мягкие материалы типа пластмасс, твердого пенопласта, дерева и т.п. Применение этих материалов позволяет существенно сократить время фрезерования при изготовлении прототипа. В качестве базовой модели используется компьютерная модель изделия, которая передается в подсистему технологической подготовки производства. С помощью этой подсистемы выбираются из базы данных или проектируются инструменты, назначается станок, разрабатывается технология изготовления. Затем автоматически создается программа для выбранного станка с ЧПУ и выполняется контроль спроекрованного процесса механообработки. Этап технологической подготовки производства тесно связан с предыдущими этапами, так как входной информацией для технологической подготовки производства являются данные геометрической модели изделия. В процессе работы технолог будет неоднократно обращаться к предыдущим этапам для проектирования моделей инструмента, оснастки или модификации модели изделия совместно с конструкторов. Практика показывает, что предприятия подходят к созданию своих интегрированных информационных систем, предназначенных для комплексного решения задач автоматизации конструирования, инженерного анализа и технологической подготовки производства, по-разному. Во многих случаях на рабочих местах конструкторов и технологов устанавливаются программные среды различных фирм-разработчиков. В этих условиях вопросы организации обмена информацией становятся актуальными. Известно, что обмен без потерь информации достигается при наличии единой базы данных для различных подсистем. Этим выгодно отличается комплексные системы сквозного проектирования и подготовки производства верхнего уровня. В тех случаях, когда на рабочих местах устанавливаются программные среды различных фирм, организация обмена информацией между ними ложится на самих пользователей. Поэтому важно, чтобы для этих программ были разработаны соответствующие интерфейсы с необходимой полнотой реализации форматов. Назначение этапа технологической подготовки производства в основном сводится к решению следующих задач: · разработка технологий изготовления изделия, инструментов, приспособлений и т.д. на основе их геометрических моделей, полученных на этапе проектирования; · подготовка программ для станков с ЧПУ по спроектированным технологиям. Программные среды, с помощью которых решаются задачи этого этапа, можно объединить в две группы. К первой из них следует отнести программные комплексы, специально разработанные для выполнения всего цикла или отдельных процедур технологической подготовки производства. Среди этой группы программного обеспечения можно выделить: ADEM, ArtCAM, EdgeCAM и некоторые разработки российских фирм: КОМПАС АВТОПРОЕКТ (Аскон) - проектирование технологических процессов механообработки, штамповки, сборки, термообработки; FLEX ТехноПро (Топ Системы) - проектирование технологии механообработки, сборки, сварки, пайки, нанесения покрытий, штамповки, ковки, термообработки; СИТЕП МО (Станкин СОФТ) - механообработка, СИТЕП ЛШ - листовая штамповка; TECHCARD (Интермех) -комплексная система автоматизации технологической подготовки производства; ТехноПро (Вектор) - универсальная система автоматизации технологического проектирования; SprutCAM, СПРУТ-ТП (СПРУТ-Технологии) - система автоматизированного проектирования технологических процессов и др. Другую группу программного обеспечения составляют ранее рассмотренные программные системы сквозного проектирования и технологической подготовки производства: CATIA5, EUCLID3,Unigraphics, Pro/ENGINEER, CADDS5. Контроль качества управляющих программ выполняют специальные программы, например, такие, как NC Simul, NC Formater и др. В производстве машиностроительных и части приборостроительных изделий используются технологии, в основе которых лежат различные физические процессы: механообработка, электроэрозионная обработка, литье металлов и пластмасс и др. В автоматизированных системах сквозного проектирования и подготовки производства наиболее часто реализованы следующие виды механообработки: 2,5-, 3- и 5-координатное фрезерование, токарная обработка, сверление, нарезание резьбы и др. Имеется возможность моделировать движение инструмента и снятие материала во время черновой и чистовой обработки поверхности изделия. При выполнении различных видов механообработки используется общая база данных для поддержки связи между геометрической моделью обрабатываемой детали и управляющей программой для станка с ЧПУ, где проходы инструмента создаются по геометрии модели. Изменение геометрии отражается в управляющей программе. Траектория движения инструмента создается интерактивно по поверхности модели изделия, благодаря чему технологи получают возможность визуально наблюдать на экране монитора имитацию процесса удаления стружки, контролировать зарезы и быстро вносить изменения в циклы обработки. С помощью специальных функций автоматически вычисляется объем, который необходимо удалить из заготовки при обработке изделия. Проектно-технологическая документация может быть в виде чертежей, текстовой информации или рисунков. Документы создаются автоматически по указанному шаблону: карты цикла, карты инструмента, карты последовательностей. Выходная информация процесса представляется в виде управляющей программы на проблемно-ориентированном языке, управляющей программы в коде конкретного станка с ЧПУ, проектно-технологической документации в требуемом формате. Проектно-технологическая документация может быть оформлена в виде чертежей, текстовой информации или рисунков. Документы создаются автоматически по указанному шаблону: список инструментов, карты цикла, карты инструмента, карты последовательностей. 3. Автоматизация управления на различных уровнях промышленного производства. Подсистемы ERP и их функции. Типы автоматизированных систем, используемых в жизненном цикле изделий: · САЕ - Computer Aided Engineering (автоматизированные расчеты и анализ); · CAD - Computer Aided Design (автоматизированное проектирование); · САМ - Computer Aided Manufacturing (автоматизированная технологическая подготовка производства); · PDM - Product Data Management (управление проектными данными); · ERP - Enterprise Resource Planning (планирование и управление предприятием); · MRP-2 - Manufacturing (Material) Requirement Planning (планирование производства);
· MES - Manufacturing Execution System (производственная исполнительная система); · SCM - Supply Chain Management (управление цепочками поставок); · CRM- Customer Relationship Management (управление взаимоотношениями с заказчиками); · SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition (диспетчерское управление производственными процессами);
· CNC - Computer Numerical Control (компьютерное числовое управление); · S&SM - Sales and Service Management (управление продажами и обслуживанием); · СРС - Collaborative Product Commerce (совместный электронный бизнес). Современные системы ERP - Enterprise Resource Planning (планирование и управление предприятием) строятся на основе концепции иерархического управления предприятием. Наряду с этой концепцией в последнее время все заметнее проявляется тенденция к созданию многоагентных управляющих систем, основанных на принципах процессного управления. В современных системах ERP выделяют ряд подсистем. Ниже приведен список основных подсистем, встречающихся во многих системах ERP, вместе с присущими им функциями. 1. «Календарное планирование производства». Основные функции: сетевое планирование производства, расчет потребностей в мощностях и материалах, межцеховые спецификации и учет движения изделий, контроль выполнения планов. 2. «Оперативное управление производством». Функции: сопровождение данных об изделиях, контроль выполненных работ, брака и отходов, расчет норм расхода ресурсов, управление обслуживающими подразделениями. 3. «Управление проектами». Функции: сетевое планирование проектных работ и контроль их выполнения, расчет потребности в производственных ресурсах. 4. «Финансово-экономическое управление, бухгалтерский учет». Функции: учет денежных средств и производственных затрат, маркетинговые исследования, ценообразование, составление смет расходов, ведение договоров и взаиморасчетов, финансовые отчеты, отчетность по налогам, анализ платежеспособности предприятия. 5. «Логистика». Функции: сбыт и торговля, статистика и анализ реализации, складское обслуживание, управление снабжением, запасами и закупками, управление транспортировкой, оптимизация маршрутов транспортных средств. 6. «Управление персоналом». Функции: кадровый учет, ведение штатного расписания, расчет зарплаты. 7. «Управление информационными ресурсами». Функции: управление документами и документооборотом, инсталляция и сопровождение программного обеспечения, генерация моделей и интерфейсов приложений, имитационное моделирование производственных процессов. Как отмечено выше, существуют разновидности АСУП со своими англоязычными названиями. Если наиболее общую систему с перечисленными выше функциями называют ERP, то системы, сконцентрированные на управлении производством (оперирующие информацией о материалах, производстве, контроле и т.п.), называют MRP-2. В ERP важная роль отводится системам управления данными EDM (Enterprise Data Management), аналогичным системам PDM в САПР. ------------------------БИЛЕТ 15------------------------ 1. Общая методика проектирования ТПС: уточнение метода достижения точности замыкающего звена, разработка схемы расчленения изделия, разработка схемы сборки изделия. Проектирование ТПС - одна из задач ТПП. Мы будем рассматривать только вопросы, связанные с проектированием ТПС и оформлением ТД. Виды ТПС: Уровень описания ТПС: 1) единичный; 1) маршрутный; 2) типовой; 2) операционный; 3) групповой. 3) маршрутно-операционный. Основные этапы разработки ТП устанавливает ГОСТ 14.301-83. Применительно к сборке можно выделить следующие этапы и задачи проектирования: 1. Анализ исходных данных для разработки ТПС: Исходные данные (базовая информация): а) сборочные чертежи изделия и СЕ всех порядков, спецификации; б) чертежи деталей; в) технические условия и технические требования; г) производственная программа; д) опытный образец (иногда). 2. Выделение функциональных параметров (ФП). Анализ исходных данных технолог начинает с выявления ФП, то есть тех точностных характеристик изделия, которые определяют качество изделия (точность эксплуатационных параметров). ФП рассматриваются как замыкающие звенья сборочных размерных цепей. 3. Определение типа производства по Кз.о. 4. Уточнение метода достижения точности при сборке Самое главное при выборе метода обеспечения точности сборки - применение ТЭО при назначении технологических допусков на изготавливаемые детали (лучше применение методов неполной и групповой взаимозаменяемости) Выбранный метод предопределяет необходимость введения в ТП дополнительных операций. Выбор метода производится при анализе сборочных размерных цепей. Рекомендации по выбору: а) если , то выбирается метод полной взаимозаменяемости, где TD ‑ допуск замыкающего звена, Ti - допуск i-го составляющего звена; б) если , то выбирается метод неполной взаимозаменяемости; в) если количество размеров в цепи небольшое (3 .5) и к ним предъявляются повышенные требования по точности, регулировка невозможна - то метод групповой взаимозаменяемости; г) иначе - методы пригонки и регулировки (их указывают на конструкторских документах). 5. Разработка схемы расчленения изделия (СР) Вначале разрабатывают исходную (укрупненную) СР, то есть изделие расчленяют на СЕ (узлы) 1-го порядка. При этом учитывают принципы: а) СЕ (узел) не должна быть большой по габаритам, массе и количеству входящих в нее деталей; б) если в процессе сборки требуются проведение испытаний, специальная слесарная пригонка узла, то он выделяется в самостоятельную СЕ; в) СЕ должны выделяться таким образом, чтобы исключить их последующую разборку; г) трудоемкость сборки должна быть примерно одинаковой у всех СЕ. 6. Разработка схемы сборки изделия (СС) При выделении узлов придерживаются следующей классификации: а) 2 .3 детали в составе узла - простейшие узлы, б) 4 .6 - узлы средней сложности, в) 8 .10 - сложные узлы, г) > 12 - особо сложные узлы. От количества деталей в узле зависит в значительной степени сложность сборочного оборудования. Сначала разрабатывается общая СС, затем узловая СС. На рис. 42 показан пример СЕ - привод кулачка, на рис. 43 приведены СС привода толкателя и вала для данной СЕ. 7. Оценка ТКИ СЕ 8. Выбор методов сборки 9. Разработка технологического маршрута сборки 10. Выбор технологических баз (ТБ) 11. Разработка операционной технологии 12. Расчет точности, производительности и экономической эффективности вариантов ТПС 13. Оформление комплекта технологической документации 2. Входной, межоперационный и выходной контроль.
Различают входной, межоперационный и выходной (окончательный) контроль. К заготовкам предъявляют следующие требования: минимальный и равномерный припуск, высокая точность в партии, удовлетворительное состояние поверхностного слоя. В заготовительных цехах обычно не знают, как дальше будет обрабатываться заготовка (на станке с ЧПУ или станке с ручным управлением). Повышение качества заготовок может быть достигнуто либо путем изменения и ужесточения технологии заготовительного производства, либо путем предварительной обработки (обдирки) заготовок на обычных станках. Особое значение это имеет для ГПС. На практике входной контроль часто отсутствует. Это снижает эффективность работы станков с ЧПУ и приводит к увеличению простоев.
Межоперационный контроль заключается в том, что контрольные операции встраиваются в технологический процесс между основными технологическими операциями. Назначением межоперационного контроля является своевременное выявление брака. Если технологический процесс, например, содержит 10–15 операций, а брак получен на 1-й – 2-й, то важно сразу выявить бракованную деталь, чтобы не обрабатывать ее дальше, не тратить сырьевые, энергетические и трудовые ресурсы. При обработке на станке с ЧПУ базовые поверхности должны быть подготовлены так, чтобы максимально выровнять припуск на обработку. В этой ситуации будет уместна контрольная операция после подготовки базовых поверхностей и т.д. Назначением выходного (окончательного) контроля является определение соответствия параметров детали требованиям чертежа и техническим условиям. Различают контроль рабочим в процессе изготовления детали, контролером ОТК (межоперационный и окончательный контроль) и контроль заказчиком. Здесь важно предусмотреть такие условия, чтобы контролер не смог забраковать правильно изготовленную деталь по правильному рабочему калибру. Контроль заказчиком – приемщик не должен забраковать правильно изготовленную рабочим и правильно принятую контролером деталь. Для этого поле допуска калибра делят на три части: новый калибр использует рабочий, затем после некоторого изнашивания калибр передают контролеру, заканчивает использование калибра до полного изнашивания приемщик. 3. Логистика. Уровни внедрения логистики на предприятии. Интегрированная логистическая поддержка. Элементы ИЛП. Жизненный цикл ИЛП. Логистика – наука об организации совместной деятельности менеджеров, различных подразделений предприятия, а также групп предприятий по эффективному продвижению продукции по цепи: «закупка сырья – производство продукции – сбыт – распределение» на основе интеграции и координации операций, процедур и функций, выполняемых в рамках данного процесса с целью минимизации общих затрат ресурсов. В информационных системах управляют информационными ресурсами и применительно к таким системам часто используют термин информационная логистика. Логистику можно рассматривать в качестве способа оптимизации движения материальных и информационных ресурсов в пространстве и во времени. На уровне предприятия она предполагает управление материальными, информационными и другими потоками всех участников полной логистической цепи предприятия. Предусматривается три уровня: 1). Нижний уровень. Отдельные операции понимаются как логистические и ими управляют с точки зрения оптимизации по какому-либо критерию. (Пр: Улучшение издержек). 2). Средний уровень. Наилучшее управление отдельными функциями или какими-то видами деятельности предприятия. (Создание локальных логистических систем в п/р-ях или группах п/р предприятия). 3). Высший уровень. Образование интегрированной логистической системы. Под логистической системой понимается любой бизнес, куда мы внедряем логистику с целью сделать его более мобильным и эффективным. Логистическая цепь – множество всех физических и юридических лиц, осуществляющих логистические операции. (?) ИЛП – методология оптимизации стоимости ЖЦ изделия с учетом критерия его наилучшей пригодности к поддержке, эксплуатации, надежности и ремонтопригодности. Основанной на построении интегрированной логистической системы. Элементы ИЛП: 1). Планирование обслуживания изделия; 2). Поддержка снабжения ресурсами; 3).Оборудование для поддержки эксплуатации и тестирования. 4). Обеспечение надежности и ремонтопригодности. 5). Вспомогательное оборудование. 6). Определение требований к обслуживающему персоналу. 7). Обучение персонала. 8). Техническая документация. 9). Упаковка, хранение, транспортировка. 10). Утилизация изделия. 1.1.ЖЦ ИЛП Большинство сложных систем разрабатываются по специальному заказу. Для таких изделий разработка ИЛП системы начинается практически одновременно с разработкой самого изделия. В ходе разработки концепции изделия вырабатываются также общие принципы организации поддержки его эксплуатации. Зная концепцию можно в общих чертах определить структуру и порядок функционирования его будущей ИЛП системы. На данном этапе уже можно разрабатывать методы анализа пригодности создаваемого изделия к осуществлению поддержки эксплуатации и провести предварительные расчеты ЖЦ изделия. ------------------------БИЛЕТ 15------------------------ 1. Анализ существующих направлений проектирования. Методы проектирования единичных и унифицированных ТП. Можно выделить следующие методы проектирования ТП мехобработки (рис.2). Рис.2. Методы проектирования ТП Метод заимствования основан на существующих ТП, разработанных для подобных деталей. Метод синтеза - разработка нового, ранее отсутствующего ТП. Метод заимствования Проектирование ЕТП. Для каждой детали, входящей в состав изделия (И), проектируется свой ТП. В процессе проектирования решаются вопросы выбора оборудования, оснащения, объединения отдельно обрабатываемых деталей на одной операции и так далее. Метод достаточно просто реализуется на ЭВМ. Процесс-аналог дорабатывается под конкретные размеры детали. Недостаток: необходимо иметь большое количество процессов-аналогов, иначе трудно учесть особенности каждой детали. Проектирование УТП. Предварительно детали, входящие в состав изделия или нескольких изделий, объединяются в группы, причем обработка всех деталей, входящих в группу, возможна по одному УТП. Если появляется изделие И5, включающее в свой состав деталь d51, то первоначально рассматривается вопрос о возможности включения детали d51 в одну из групп. Если d51 Ì Ki (i = 1 .3), то для ее изготовления нет необходимости в проектировании нового ТП, так как она может быть обработана по существующим унифицированным ТП. При выборе средств технологического оснащения учитывается приведенная производственная программа по каждой группе, что приводит к искусственному повышению серийности и позволяет применять оборудование, характерное для предприятий с крупносерийным и массовым типом производств. Это - главное преимущество. Одновременно сокращается время на проектирование ТП (так как надо проектировать один ТП, а не несколько) и его оснащение.
Проектирование на базе УТП возможно с использованием групповых или типовых процессов-аналогов. Использование ГТП предполагает наличие на предприятии групповой технологии, системы технологических классификаторов деталей, оборудования, ТП и пр., а также собственно САПР типа "Адрес". Проектирование сводится к нахождению аналога (по технологическим характеристикам) заданной детали и соответствующего ГТП. При расхождении заданной и комплексной деталей проводится корректировка (часто в режиме диалога) ГТП.
Использование ТТП предполагает классификацию деталей и их элементов по конструктивным признакам. Соответственно можно выделить следующие уровни использования типовых ТП: а) элементарные ТТП. Разрабатываются на отдельные поверхности или устойчивые сочетания таких поверхностей (зубья, шпоночные пазы и пр.). Любая деталь представляет собой сочетание элементарных поверхностей, поэтому элементарные ТТП служат базой для разработки операционных ТТП, а также используются в синтезе ТП. б) операционные ТТП. Характерны для изготовления деталей родственных групп и сочетаний элементарных поверхностей. На каждую типовую операцию составляется операционная карта, которая используется при разработке маршрутных ТТП. в) маршрутные ТТП. Используются как инструктивные и руководящие материалы, включают прогрессивные на данный момент решения. Этапы разработки и решаемые на них задачи указаны в ГОСТ 14.303-73. Этот список уточняется разработчиком в зависимости от конкретных условий производства. К общим недостаткам метода заимствования относится возможность получить не лучший ТП, а лучший из имеющихся в базе данных. Метод синтеза Синтез ТП производится на 3-х уровнях: 1. Синтез маршрута - на основе конструкторско-технологического классификатора деталей и основных этапов производственного процесса. 2. Синтез ТО: а) определяются схемы базирования и установки; б) выбираются оборудование и приспособления; в) определяется последовательность переходов; г) определяются нормы времени на ТО; д) рассчитывается себестоимость на ТО; е) оформляется технологическая документация. 3. Синтез переходов: а) расчет припусков и операционных размеров; б) выбор режущего инструмента; в) выбор вспомогательного инструмента; г) выбор измерительного инструмента; д) расчет режимов резания; е) расчет основного времени на переходы. Можно выделить два подхода к синтезу ТП: 1. Синтез сверху (нисходящее проектирование), то есть генерирование вариантов решений от уровня маршрута до уровня переходов. Как правило, это проектирование с процессом-прототипом, причем подобранный прототип не содержит всего состава элементов (операций, переходов), которые нужны для изготовления данной детали. При проектировании прототип перерабатывается с учетом элементарных ТТП. 2. Синтез снизу (восходящее проектирование). Проектирование выполняется последовательно, начиная с уровня переходов с выходом на операции и, в конечном итоге, маршрут. Проектирование ведется без прототипа, опираясь на общие закономерности технологии и эвристики. Широко используются элементарные ТПП. Из-за обязательного многообразия вариантов на каждом этапе необходимы достоверные критерии оценки решений и возможность корректировки предыдущих этапов. Наиболее распространенный режим проектирования - диалоговый. 2. Методы расчета производительности машин-автоматов и их систем. Расчет и анализ производительности оборудования являются наиболее специфичной задачей именно при автоматизации производственных процессов по следующим причинам: 1) Производительность автомата — главный фактор (причина) его создания. 2) Автоматические машины и их системы, как правило, специальное оборудование. Даже на крупных заводах имеется не более 1 .2 параллельно работающих систем, и если они не обеспечат требуемый выпуск продукции, то это приведет к катастрофическим результатам. Для универсального оборудования нетрудно в критической ситуации увеличить выпуск продукции за счет организационных мероприятий (например, работа в третью смену, выходные) или установки дополнительных станков (сравнительно быстро). Для автоматических машин эти решения неприемлемы. Возможны 6 состояний рабочей машины: 1. Машина работает, выполняя заданный ТП (совершает рабочие ходы). 2. Машина работает, выполняя вспомогательные ходы (холостые ходы). 3. Машина работает, но производит брак. 4. Машина не работает из-за отказов (по собственным причинам). 5. Машина не работает из-за отсутствия чего-либо (по организационным причинам: нет второй или третьей смены, различные перерывы, нет энергии, заготовок, оператора, наладчика и пр.). 6. Машина не работает, так как находится под переналадкой. Только 1 состояние считается производительным, остальное — потери. Перед началом проектирования машины-автомата (тем более системы автоматов) ТП обычно уже разработан, то есть известно время рабочих ходов tр. Для расчета производительности машин-автоматов и их систем составляют модели производительности машин: Математическую основу ТПМ составляют уравнения, связывающие производительность непосредственно с технологическими, конструкционными и эксплуатационными параметрами машин. Метод получения таких уравнений следующий. Для данного типа оборудования (автомат, АЛ, ОЦ и т. д.) выделяют группу параметров, которые в данном случае являются предметом анализа или расчета (X1, X2, .,Хn). Затем, путем инженерного анализа отыскивают частные функциональные зависимости всех элементов затрат времени от этих параметров: tр = f1 (Х1, Х2, ., Xn); tx = f2 (X1, X2, ., Xn); åtc = f 3 (X1, X2, .,Xn); åtорг = f4 (X1,X2, ., Xn); åtпер = f5 (X1, X2, ., Xn). Далее, подставляем эти частные зависимости в формулу производительности и получаем искомую модель Qф = f (X1, X2, ., Xn). При необходимости это уравнение решают относительно какого-либо из входящих параметров в зависимости от поставленной задачи. В следующем разделе на конкретных примерах будет показано применение этой методики. Для вывода частных зависимостей будем используется формула общего вид: tp – рабочие хода, tx-холостые хода, tвсп — вспомогательное время (разгрузка, загрузка), g - коэффициент выхода годной, — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу продукции;
Вывод: Полное использование фонда времени станка и сокращение производственного цикла — основные источники повышения эффективности производства в серийном машиностроении. 3. Характеристика систем управления производственными процессами. Функции АСУТП (информационные, управляющие, вспомогательные).
АСУТП – это АСУ для выработки и реализации воздействий на технологический объект управления (ТОУ) в соответствии с принятыми критериями управления. АСУТП – это человеко-машинная система управления, цель функционирования которой оптимизация работы объекта путем соответствующего выбора управляющих воздействий. Критерий управления – это соотношение, характеризующее качество работы ТОУ и принимающее числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий. ТОУ – это совокупность технологического оборудования и реализованного в нем по соответствующим алгоритмам и регламентам технологического процесса. В зависимости от уровня АСУТП ТОУ могут быть: технологические агрегаты и установки, группы станков, отдельные производства (участки, цеха), реализующие самостоятельный процесс. Критериями управления могут быть: технико-экономичес­кие показатели (себестоимость изделия при заданном качестве, производительность ТОУ при заданном качестве изделия) или технологические показатели (характеристики выходного изделия). Процесс создания АСУТП (от проектирования до внедрения) характеризуется рядом собственных принципов, которые делятся на две группы: принципы организации технологического (производственного) процесса; принцип организации автоматизированного управления. К первой группе принципов относятся принципы: специализации; пропорциональности; параллельности; прямоточности; непрерывности и ритмичности. К второй группе относятся принципы: повышения экономической эффективности производства; общего упорядочения; соответствия и единообразия. Эти принципы подробно рассмотрены в литературе [3]. Для выполнения поставленных целей АСУТП реализует определенный набор функций. Функция АСУТП – это совокупность действий системы, направленных на достижение частных цели управления. Функции АСУТП делятся на: информационные; управляющие; вспомогательные. К информационным относятся функции АСУТП, результатом выполнения, которых является представление оператору системы или внешнему получателю информации о ходе управляемого процесса. Информационные функции делятся на: функции контроля; вычислительно-логические операции. К функциям контроля относятся: измерение, оперативное отображение и регистрация значений технологических параметров и показателей состояния технологического оборудования; обнаружение, оперативное отображение, регистрация и сигнализация отклонений значений технологических параметров и показателей состояния оборудования от установленных пределов; контроль, оперативное отображение, регистрация и сигнализация срабатываний блокировок и защит; оперативное отображение и регистрация результатов математических и логических операций, выполняемых КТС; выходной контроль готовых деталей, отображение результатов контроля и формирование массивов данных для хранения в базе данных; входной контроль заготовок и контроль заготовок после промежуточных операций на других участках (процессах), оперативное отображение, регистрация и сигнализация отклонений от установленных пределов; фиксация времени отклонения некоторых параметров за допустимые пределы. К вычислительно-логическим операциям относятся: косвенные измерения технологических параметров и показателей состояния оборудования; вычисление и анализ обобщенных показателей оценки технического состояния технологического объекта управления и его составляющих; анализ срабатываний блокировок и защит; диагностика протекания технологического процесса и состояния оборудования; расчет технико-экономических и эксплуатационных показателей функционирования; прогнозирование хода технологического процесса и состояние оборудования; подготовка информации и выполнение процедур обмена информацией со смежными и вышестоящими системами управления; учет обеспечения заготовками, инструментом, технологической информацией на смену, сутки. Управляющие функции включают в себя действия по выработке и осуществлению управляющих воздействий. К ним относятся: определения рационального режима ведения технологического процесса; формирование и передача на входы исполнительных устройств управляющих воздействий; выдача оператору рекомендаций по управлению технологическим процессом; защита оборудования от аварий; стабилизация параметров технологического процесса на некоторых постоянных уровнях; автоматического управление электроприводами подач и главного движения станками и электроприводами промышленных роботов; программно-логическое управление транспортными и вспомогательными средствами; программно-логическое управление РТК; автоматическое управление вспомогательными операциями (термообработкой, закалкой и некоторыми другими); числовое программное управление станками; автоматическое управление промышленными роботами; программно-логическое управление группой оборудования; адаптивное управление рабочим процессом; оперативно-календарное планирование технологического процесса; оперативное управление технологическим процессом; трансляция управляющих программ в устройства ЧПУ, в программируемые контролеры и в устройства автоматического управления роботами. К вспомогательным функциям относятся: обеспечение алгоритма функционирования системы; формирование информационных массивов; ведение информационной базы данных; диагностика состояния КТС и некоторые другие. Перечень функций, реализуемых АСУТП, определяет внешние потребительские возможности системы. Для описания внутреннего строения АСУТП используется функциональная структура системы, элементами которой являются функции АСУТП и их части (операции, процедуры), а также связи между элементами системы, которые отражают информационно-логическую последовательность и подчиненность их реализации. ------------------------БИЛЕТ 17------------------------ 1. Качество изделий. Основные понятия и определения. Качество продукции - совокупность свойств продукции, обуславливаюющих её пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с её служебным назначением. (ГОСТ 15467-73 – управление качеством продукции). В соответствии с этим стандартом качество определяется 10 группами показателей: 1) Технические показатели качества 2) Технико-экономические показатели качества 3) Показатели надежности и долговечности(срок службы) 4) Показатели безопасности 5) Эргономические показатели ISO 9001-2001 Менеджмент качества Основной технический показатель машины - это точность с которой эта машина сделана. До середины 60-х годов основное внимание уделялось обеспечению качества продукции. Главная роль отводилась контролю и отбраковке дефектной продукции. Контроль и отбраковка в производственной практике реализовывался различными методами, которые развивались и совершенствовались под влиянием достижений научно-технического процесса. Организационно система контроля качества соответствовала структуре производственного процесса и отвечала его требованиям. При этом, если производственный процесс (от закупки сырья до изготовления готовой продукции) осуществлялся на одном предприятии, осуществлялся приемочный контроль качества перед отправкой его потребителю. Технология изготовления продукции могла состоять из большого числа операций и отличаться сложностью. В этом случае приемочный контроль сочетался с операционным. Значительная роль отводилась входному контролю закупаемого сырья. Система контроля строилась по следующему принципу: обнаружение дефекта и изъятие бракованного изделия из процесса производства должно быть как можно раньше. Это обусловлено тем, что последующая обработка дефектного продукта приводила к серьезным потерям и неоправданно увеличивала издержки на производство продукции. Подход к обеспечению качества лишь с позиций контроля требовал (при стопроцентном контроле параметров каждой детали или изделия) много квалифицированных контролеров. В крупных промышленных компаниях США число контролеров стало соизмеримо по численности с производственным персоналом. Неоценимую помощь в которое качества оказали методы математической статистики. Методы математической статистики позволяли с заданной вероятностью оценивать качество изделий с применением выборочного метода. Статистические методы контроля качества получили широкое распространение в промышленности развитых капиталистических стран. Они способствовали сокращению затрат времени на контрольные операции и повышению эффективности контроля. В последствии новые условия производства потребовали поиска адекватных и эффективных методов обеспечения качества. На совершенствование методов обеспечения качества оказали влияние исследование операций, кибернетика, системотехника и общая теория систем. Кибернетический подход послужил основой появления концепции управления качеством, которая пришла на смену традиционной концепции контроля. Эта концепция появилась в начале 60-х годов и одним из ее основоположников был американский ученый А. В. Фейгенбаум, который предложил рассматривать каждый этап в процессе создания изделия (а не только его конечный результат).
Такой анализ позволял не ограничиваться констатацией брака, а выявить и проанализировать причины его возникновения и разработать меры по стабилизации уровня качества. Таким образом, появилась возможность управлять качеством. Производство продукции – это, в сущности, создание или рождение качества, т. е. суммы определенных свойств или “функциональной совокупности”. Следовательно, процесс создания изделия (качества) и есть управляемый процесс. В процессе контроля различные параметры, определяющие качество изделия, сравниваются с эталонными, зафиксированными в используемых стандартах, нормативах и технических условиях. Информация о несоответствии уровня качества заданным стандартам (сигнал рассогласования) через цепь обратной связи (ОС) поступают в специальное подразделение (управляемый элемент), где проводится анализ и вырабатывают меры по устранению отклонений. Например, усовершенствование конструкции и технологии, замена станков, обучение персонала и др. Изделия, прошедшие контроль, поступают к потребителю, который дает решающую оценку уровня качества. Отзывы покупателя о качестве и рекламации направляются изготовителю. В соответствии с ними управляющий элемент также вырабатывает корректирующие меры.
В этой новой концепции было уточнено место контроля в обеспечении качества. Контроль продолжал оставаться важной и необходимой операцией, но как одно из звеньев в общей системе обеспечения качества. Главная цель этой системы – обеспечить требуемый уровень качества и поддерживать его (а часто и повышать) в течение всего периода изготовления продукции. Достигнуть этой цели возможно при оптимизации по критерию качества всего процесса создания изделия. Процесс обеспечения качества состоит из следующих укрупненных этапов: · оценка уровня качества имеющихся на рынке аналогичных изделий, анализ требований покупателей; долгосрочное прогнозирование; планирование уровня качества; разработка стандартов; проектирование качества в процессе конструирования и разработки технологом; контроль качества исходного сырья и покупных материалов; пооперационный контроль в процессе производства; приемочный контроль; контроль качества изделия в условиях эксплуатации (после продажи); анализ отзывов и рекламаций покупателей. 2. Исполнительные устройства, их связь с устройством управления и объектом. Как и любое другое, устройство управления принимает сигналы от датчиков и центральной ЭВМ, после чего вырабатывает команды на исполнительные устройства в соответствии с записанной программой управления. Связь исполнительного устройства, устройства управления и объекта управления наглядно представлена на схеме расположенной ниже (структура программируемого контроллера): 3. Качество продукции. Менеджмент качества. До середины 60-х годов основное внимание уделялось обеспечению качества продукции. Главная роль отводилась контролю и отбраковке дефектной продукции. Контроль и отбраковка в производственной практике реализовывался различными методами, которые развивались и совершенствовались под влиянием достижений научно-технического процесса. Организационно система контроля качества соответствовала структуре производственного процесса и отвечала его требованиям. При этом, если производственный процесс (от закупки сырья до изготовления готовой продукции) осуществлялся на одном предприятии, осуществлялся приемочный контроль качества перед отправкой его потребителю. Технология изготовления продукции могла состоять из большого числа операций и отличаться сложностью. В этом случае приемочный контроль сочетался с операционным. Значительная роль отводилась входному контролю закупаемого сырья. Система контроля строилась по следующему принципу: обнаружение дефекта и изъятие бракованного изделия из процесса производства должно быть как можно раньше. Это обусловлено тем, что последующая обработка дефектного продукта приводила к серьезным потерям и неоправданно увеличивала издержки на производство продукции. Подход к обеспечению качества лишь с позиций контроля требовал (при стопроцентном контроле параметров каждой детали или изделия) много квалифицированных контролеров. В крупных промышленных компаниях США число контролеров стало соизмеримо по численности с производственным персоналом. Неоценимую помощь в которое качества оказали методы математической статистики. Методы математической статистики позволяли с заданной вероятностью оценивать качество изделий с применением выборочного метода. Статистические методы контроля качества получили широкое распространение в промышленности развитых капиталистических стран. Они способствовали сокращению затрат времени на контрольные операции и повышению эффективности контроля. В последствии новые условия производства потребовали поиска адекватных и эффективных методов обеспечения качества. На совершенствование методов обеспечения качества оказали влияние исследование операций, кибернетика, системотехника и общая теория систем. Кибернетический подход послужил основой появления концепции управления качеством, которая пришла на смену традиционной концепции контроля. Эта концепция появилась в начале 60-х годов и одним из ее основоположников был американский ученый А. В. Фейгенбаум, который предложил рассматривать каждый этап в процессе создания изделия (а не только его конечный результат). Такой анализ позволял не ограничиваться констатацией брака, а выявить и проанализировать причины его возникновения и разработать меры по стабилизации уровня качества. Таким образом, появилась возможность управлять качеством. Производство продукции – это, в сущности, создание или рождение качества, т. е. суммы определенных свойств или “функциональной совокупности”. Следовательно, процесс создания изделия (качества) и есть управляемый процесс. В процессе контроля различные параметры, определяющие качество изделия, сравниваются с эталонными, зафиксированными в используемых стандартах, нормативах и технических условиях. Информация о несоответствии уровня качества заданным стандартам (сигнал рассогласования) через цепь обратной связи (ОС) поступают в специальное подразделение (управляемый элемент), где проводится анализ и вырабатывают меры по устранению отклонений. Например, усовершенствование конструкции и технологии, замена станков, обучение персонала и др. Изделия, прошедшие контроль, поступают к потребителю, который дает решающую оценку уровня качества. Отзывы покупателя о качестве и рекламации направляются изготовителю. В соответствии с ними управляющий элемент также вырабатывает корректирующие меры.
В этой новой концепции было уточнено место контроля в обеспечении качества. Контроль продолжал оставаться важной и необходимой операцией, но как одно из звеньев в общей системе обеспечения качества. Главная цель этой системы – обеспечить требуемый уровень качества и поддерживать его (а часто и повышать) в течение всего периода изготовления продукции. Достигнуть этой цели возможно при оптимизации по критерию качества всего процесса создания изделия.
Процесс обеспечения качества состоит из следующих укрупненных этапов: · оценка уровня качества имеющихся на рынке аналогичных изделий, анализ требований покупателей; долгосрочное прогнозирование; · планирование уровня качества; · разработка стандартов; · проектирование качества в процессе конструирования и разработки технологом; · контроль качества исходного сырья и покупных материалов; · пооперационный контроль в процессе производства; · приемочный контроль; · контроль качества изделия в условиях эксплуатации (после продажи); · анализ отзывов и рекламаций покупателей. ------------------------БИЛЕТ 18------------------------ 1. Твердотельное моделирование. Твердое тело. История создания твердого тела. Под твердым телом понимается заполненная «материалом» замкнутая область пространства. Твердое тело характеризуется многогранным представлением и историей своего создания. Многогранное представление тела отображается в виде прозрачного или непрозрачного объема, границы которого состоят из совокупности линий ребер и поверхностей граней. Геометрические модели твердых тел всегда математически точные. Отображение этих моделей на экране монитора осуществляется с заданной точностью и зависит от размера рабочей области, выбранного конструктором в начале сеанса работы. Все твердые тела делятся на базовые и составные. Базовые тела, или твердотельные примитивы, - это параллелепипед, цилиндр, шар, конус и др. Они строятся с указанием формообразующих линий и контуров или с помощью задания значений параметров. Составные тела формируются в результате топологических операций (булевы функции сложения, вычитания, пересечения) над базовыми телами. В данном случае базовые тела называют конструктивными элементами сложного тела. Кроме функций построения базовых тел в пакетах твердотельного моделирования реализованы различные функции создания тел сложной внешней формы. Это так называемые кинематические тела и тела вращения. В качестве формообразующих линий в таких телах сложной формы могут использоваться кривые, двумерные примитивы, сложные замкнутые или незамкнутые контуры. Есть возможность построить незамкнутую поверхность Безье и использовать ее в топологических операциях с телами. Чтобы не обременять конструктора сложным инструментом поверхностного моделирования, в математическом аппарате пакетов твердотельного моделирования реализованы некоторые упрощенные функции построения поверхностей по образующим линиям. Эти поверхности преобразуются в тела ограниченного объема и могут использоваться в топологических операциях с телами. Например, из любого твердого тела можно вычесть объем, ограниченный поверхностью. Осуществляется эта операция после преобразования поверхности в тело: часть полупространства, ограниченная поверхностью, указывается как объем, принадлежащий поверхности и участвующий в вычитании. История создания твердого тела. Одной из важных характеристик твердого тела является история его создания. Содержательная часть истории создания включает описание всех элементов, используемых для построения тела, параметры и последовательность выполненных операций. История создания имеет иерархическую структуру. На нижнем уровне размещаются геометрические примитивы (плоские или объемные), параметры примитивов. На всех последующих уровнях могут размещаться сборки тел, полученные в результате преобразований над объектами нижнего уровня, а также промежуточные результаты топологических операций над отдельными конструктивными элементами. На верхнем уровне истории создания всегда находится результирующее тело (например, деталь) или сборка результирующих тел (например, узел или агрегат). История создания твердого тела содержит граничное представление всех конструктивных элементов, параметры и названия всех использованных объектов. Выделение самостоятельных геометрических моделей конструктивных элементов производится копированием прямо из истории создания. Это дает возможность быстрого доступа в любых моделях сложных тел, к любым промежуточным результатам и использования их при построении новых тел, а также позволяет организовать коллективный доступ к результатам работы многих конструкторов в едином проекте, не создавая дополнительных (резервных) копий всех конструктивных элементов. Кроме самой геометрии в истории создания хранится описание каждой операции в хронологическом порядке их выполнения, которые можно редактировать прямо в дереве истории создания. Модификация твердого тела. Модификация - это процедура преобразования исходной модели в новую модель изделия. Модификация модели зависит от способа ее построения и базируется на истории создания твердого тела. Редактирование модели сложного тела выполняется на любом этапе истории его создания. Так, на самом нижнем уровне можно редактировать параметры контуров, перестраивать их геометрию, а также изменять значения параметров твердотельных примитивов. На любом другом уровне конструктор может выполнять модификацию сложного тела путем манипуляций конструктивными элементами. 2. Проектирование транспортной системы. Можно выделить два основных конструктивных варианта ГПС: 1) с совмещенной транспортной и накопительной системами. Здесь для транспортирования заготовок и деталей на станки и обратно на склад используются складские штабелеры. Эффективны в том случае, если станков мало и их можно расставить только вдоль склада; 2) с раздельной транспортной и накопительной системами. В свою очередь, основная схема 2 может быть: —замкнутой, с замкнутой трассой тележек; —разомкнутой, требуется задний ход или поворот тележек. А также: — с односторонним расположением оборудования, то есть с одной стороны от трассы; — с двухсторонним расположением оборудования, то есть оборудование располагается по обе стороны от трассы. Более сложная перегрузка заготовок на оборудование, но можно получить более компактные системы. Тележки в этих случаях, как правило, везут по одной грузовой единице (по одной паллете). Каждая ячейка склада, каждый спутник, тара со стружкой, передаточные столы, сами станки, режущий инструмент имеют свои коды, что позволяет управляющей ЭВМ решать диспетчерские задачи при минимальном простое станков. Следует также отметить высокие требования к надежности, так как транспортные средства, как правило, не дублируются никакими другими видами оборудования, в результате чего отказ транспортирующих средств ГПС приводит к остановке производственного процесса. Это положение обосновывается тем, что в ГПС используют не отдельные транспортные средства, а систему взаимосвязанных между собой машин и механизмов. При этом неизмеримо возрастает роль так называемого вспомогательного оборудования (перегрузочных устройств, адресователей, кантователей и т. д.), без которых процесс передачи грузов к основному технологическому оборудованию и обратно автоматизировать невозможно.
Учитывая, что выбор технических средств для организации грузопотоков зависит от уровня производственно-технологиче­ских связей, необходимо рассмотреть транспортное оборудование, которое применяется на межоперационном уровне.
Рис. 68. Классификация транспортного оборудования АТСС ГПС 3. Электронный технический документ. Формы представления. Обращение ЭТД. Электронная цифровая подпись. Структура передаваемого пакета технических данных. Электронный технический документ (ЭТД) — оформленная над лежащим образом в установленном порядке и зафиксированная на машинном носителе техническая информация, которая может быть представлена в форме, пригодной для ее восприятия человеком. ЭТД логически состоит из двух частей: содержательной и реквизитной. Содержательная часть представляет собой информацию непосредственно об изделии и/или способах и средствах поддержки ЖЦ изделия. Реквизитная часть — аутентификационные и идентификационные данные ЭТД, включающие набор обязательных информационных атрибутов и аутентификационные признаки (одну или несколько электронных цифровых подписей). ЭТД может существовать как официальный документ только в рамках автоматизированной системы (АС), в которой он обрабатывается, приобретает статус, регистрируется и/или хранится. 1.4.2. Формы представления электронного технического документа ЭТД может иметь две формы представления: внутреннюю и внешнюю. Внутренней формой является фиксация ЭТД на машинном носителе или в памяти ЭВМ. Внешней формой является представление документа в доступном для визуального обозрения и пригодном для восприятия человеком виде, например воспроизведение на экране дисплея. Ее варианты могут иметь различия с точки зрения визуального восприятия, обусловленные техническими характеристиками используемых для их получения устройств вывода, а также быть отображены как в унифицированной, так и в другой форме, в зависимости от требований к содержимому документа в соответствии с решаемой задачей. 1.4.3. Структура электронного технического документа ЭТД представляет собой последовательный символьный файл, который логически состоит из двух частей. Реквизитная часть ЭТД—это последовательность записей (в виде строк ASCII), каждая из которых описывает отдельный атрибут документа и содержит иденти фикатор и значение. Реквизитная часть ЭТД заключена между лексемами и . После заголовка идут записи, содержащие информацию о примененных электронных подписях и шифровании (аутентификационный блок), затем идентификационные признаки документа и дополнительная информация в произвольном порядке (идентификационный блок). Далее следует обозначение конца реквизитной части. Содержательная часть ЭТД находится за реквизитной частью и состоит из набора информационных единиц, несущих информацию о способах и средствах поддержки жизненного цикла изделия. Содержательная часть заключена между лексемами и . ЭТД может быть простым или составным. Содержательная часть простого ЭТД физически реализована в виде одной информационной единицы. У составного ЭТД содержательная часть физически реализована в виде нескольких информационных единиц, связанных друг с другом. Составной ЭТД имеет одну, единую для всех составляющих единиц, реквизитную часть. Каждая составляющая информационная единица может иметь собственные реквизитную и содержательную части. 1.4.4. Электронные технические документы в процессе обращения. В процессе обращения ЭТД подразделяют на оригинал и электронную копию. В оригинальном (подлинном) виде электронный технический документ существует только на машинном носителе. Все экземпляры ЭТД, зафиксированные на машинном носителе и идентичные друг другу, будут оригиналами. Электронной копией ЭТД является информация на машинном носителе, идентичная содержательной части ЭТД. Электронная копия может быть изготовлена только средствами АС, где данный ЭТД приобретает статус, регистрируется и хранится. Регистрация электронных копий должна обеспечиваться средствами АС. Твердой копией ЭТД является его внешняя унифицированная форма представления на бумажном или ином отделенном от машинного носителя информации материальном объекте. Твердая копия ЭТД, подписанная в установленном порядке собственноручно владельцами соответствующих электронных цифровых подписей или уполномоченными на это лицами, обладает статусом подлинника официального документа по ГОСТ 2.102-68. Твердая копия может содержать указание на то, что она получена с оригинала ЭТД. На всех стадиях ЖЦ изделия оригинал ЭТД и его подлинник, выполненный на немашинном носителе информации (твердая копия), имеют одинаковый статус. 1.4.5. Применение средств электронной цифровой подписи Электронная цифровая подпись (ЭЦП) — неотъемлемая часть электронного технического документа, предназначенная для удостоверения информации, составляющей содержательную часть, и подтверждения его подлинности и целостности. Под подлинностью понимается удостоверенное авторство создателя документа, что определяется принадлежностью электронной подписи конкретному физическому лицу. Целостность ЭТД подтверждается отсутствием изменений после его создания и заверения подписью. Электронная цифровая подпись жестко увязывает в одно целое содержание документа и идентификацию подписывающего лица и делает невозможным изменения документа без нарушения подлинности данной подписи. Цифровые подписи не защищают данные от несанкционированного доступа. Несколько подписей можно использовать последовательно или параллельно. Каждая новая ЭЦП, подтверждающая документ, обеспечивает проверку целостности по предыдущим подписям. ------------------------БИЛЕТ 19--------------------- 1. Методы твердотельного моделирования для создания тел вращения. Под твердым телом понимается заполненная «материалом» замкнутая область пространства. Твердое тело характеризуется многогранным представлением и историей своего создания. Многогранное представление тела отображается в виде прозрачного или непрозрачного объема, границы которого состоят из совокупности линий ребер и поверхностей граней. Геометрические модели твердых тел всегда математически точные. Отображение этих моделей на экране монитора осуществляется с заданной точностью и зависит от размера рабочей области, выбранного конструктором в начале сеанса работы. Все твердые тела делятся на базовые и составные. Базовые тела, или твердотельные примитивы, - это параллелепипед, цилиндр, шар, конус и др. Они строятся с указанием формообразующих линий и контуров или с помощью задания значений параметров. Составные тела формируются в результате топологических операций (булевы функции сложения, вычитания, пересечения) над базовыми телами. В данном случае базовые тела называют конструктивными элементами сложного тела. Кроме функций построения базовых тел в пакетах твердотельного моделирования реализованы различные функции создания тел сложной внешней формы. Это так называемые кинематические тела и тела вращения. В качестве формообразующих линий в таких телах сложной формы могут использоваться кривые, двумерные примитивы, сложные замкнутые или незамкнутые контуры. Есть возможность построить незамкнутую поверхность Безье и использовать ее в топологических операциях с телами. Чтобы не
обременять конструктора сложным инструментом поверхностного моделирования, в математическом аппарате пакетов твердотельного моделирования реализованы некоторые упрощенные функции построения поверхностей по образующим линиям. Эти поверхности преобразуются в тела ограниченного объема и могут использоваться в топологических операциях с телами. Например, из любого твердого тела можно вычесть объем, ограниченный поверхностью. Осуществляется эта операция после преобразования поверхности в тело: часть полупространства, ограниченная поверхностью, указывается как объем, принадлежащий поверхности и участвующий в вычитании.
Большинство машиностроительных деталей строится с использованием сложных формообразующих контуров. Конструктору предлагается обширный инструментарий создания и редактирования двумерных примитивов (прямых, дуг, окружностей, многоугольников и т.д.) и сложных контуров. 2. Конструкции и расчет узлов механической системы ПР. Узлы рук, узлы вращения и прямолинейного перемещения. При проектировании механической системы робота из-за не­обходимости учитывать разнообразные факторы и выби­рать приемлемые решения при большом числе ограничений и взаимоисключающих требований, например обеспечение высокой точности позиционирования и динамики движения в сочетании с большим объемом рабочей зоны и малыми значениями материале и энергоемкости и себестоимости изготовления. Часто поиск удовлетворительного решения ограничивается также технологическими возможностями производства роботов и уровнем имеющихся комплектующих изделий. Поэтому методика проектирования механиче­ской системы должна базироваться на анализе функций ее элементов и их взаимосвязи с технологическими требова­ниями и техническими возможностями. Механическую систему робота, по аналогии с человеком, подразделяют на две подсистемы: скелетную, или несущую, механическую систему (НМС); мышечную, или исполнитель­ную, систему (ИС). Следует отметить, что подход и объем задач при их проектировании различен из-за разных функциональных требований. Несущая механическая система обеспечивает рабочую зону робота, его жесткость и служит для уста­новки элементов исполнительной системы. Исполнительная система обеспечивает перемещение звеньев НМС с задан­ными динамическими параметрами: ускорением, точностью, скоростью. Несмотря на достаточно большие различия в функциях НМС и ИС, они достаточно тесно связаны между собой, оказывают значительное влияние на конструктивное испол­нение друг друга и их элементы входят в модули роботов. На конструкцию рук и их кинематическую схему влияют число степеней подвижности ориентирующего механизма кисти, компоновка робота, тип применяемого привода, тре­бования к погрешности позиционирования, вибро- и тепло­стойкости. Механизмы рук, работающих в угловой системе коорди­нат, выполняются в виде шарнирно закреп­ленного рычага, на переднем торце которого установлен ориентирующий механизм кисти 4, а на заднем — приводы ориентирующего механизма 1. На корпусе руки устанавли­ваются цапфы вращения руки 2. Механизмы рук, работающих в цилиндрической, сферической и прямоугольной системах координат, выполняют в виде направляющей прямоугольной или корытооразной формы, которая базируется на опорах в корпусе руки. При расположении привода на заднем торце направляющей руки его связь с ориенти­рующим механизмом осуществляется через параллельно или соосно расположенные трансмиссионные валы. Такая компоновка по сравнению с компоновкой с расположением привода на корпусе руки характеризуется повышенным мо­ментом инерции относительно оси поворота и большими габаритами руки, но обеспечивает максимальную простоту конструкции. При проектировании механизмов вращения надо придержи­ваться такой последовательности. 1. Определить усилия, действующие на выходное звено механизма вращения. 2. Выбрать тип привода. 3. Определить передаточное отношение и разработать кинематическую схему передаточного механизма. 4. Рассчитать элементы передаточного механизма. 5. Разработать компоновочные чертежи передаточного и несущего механизмов и механизма вращения в целом. 6. Рассчитать кинематические цепи связи передаточного и несущего механизмов. 7. Разработать конструкцию механизма вращения. 8. Провести проверочные расчеты жесткости механизма вращения и правильности выбора привода. Кинематика механизмов вращения существенно зависит от типа применяемого привода. Применение гидропривода, как правило, не требует реализации большого передаточно­го отношения, так как удельные усилия, развиваемые гидро­приводом, значительно превышают усилия электропривода. Для механизмов, использующих гидропривод в виде гидро­цилиндров, возникает необходимость преобразования пря­молинейного движения во вращательное. При использова­нии электропривода требуется в механизмах вращения реализовывать передаточные отношения порядка 80 . 150. Жесткие требования к погрешности позиционирования (для роботов среднего класса = 0,2 .0,5 мм) ставят задачу обеспечения безлюфтовости привода и высокой жесткости несущего узла механизма. Имеются конструкции, у которых двигатель установлен наповоротной платформе. Такая компоновка обеспечивает лучшийдоступ к зубчато-ременной передаче. Недостатками такойкомпоновки являются увеличение массы движущихся частейинеобходимость монтажа подвижного кабеля к при­водному двигателю. Конструкция механизмов прямолинейного перемещения за­висит от применяемого привода и действия на привод сил инерции от массы перемещаемых узлов. В случае применения гидропривода, как правило, выход­ное звено механизма прямолинейного перемещения связано непосредственно со штоком гидроцилиндра без передаточ­ного механизма. В случае применения в качестве привода электродвигателей и гидромоторов между валом электро­двигателей и выходным звеном механизма прямолинейного перемещения встраивают передаточный механизм (ПМ), ко­торый обеспечивает повышение выходного момента и пре­образует вращательное движение привода в поступательное движение выходного звена механизма прямолинейного пере­мещения. Характерная особенность механизмов прямо­линейного перемещения — небольшое передаточное отноше­ние (6 . 15). К ним предъявляются требования безлюфтовости и высокой жесткости базирования выходного звена. Недостатками конструкции являются уменьшение жесткости руки и большой ход цилиндра. Механизм подъема руки может быть с исполь­зованием шариковинтовой передачи. Для разгрузки привода от массы руки и каретки с ней связан шток пневмоци-линдра механизма уравновешивания. Люфт выбирается с помощью регулировки полугаек шариковинтовой пере­дачи. Недостатком механизма является малая скорость перемещения, связанная с тем, что промышленностью не ос­воены винты с углом подъема винтовой линии 20 .450. 3. Организация однопредметной непрерывной-поточной линии: виды, характеристика, основные календарно-плановые нормативы и алгоритм их расчет.
Виды однопредметных непрерывных линий: 1) По способу поддержания ритма: регламентированные и свободные. 2) По характеру перемещения: принудительные. 3) По способу транспортирования: конвееры. 4) По типу конвеера: рабочие и распределительные.
5) По характеру движения конвеера: непрерывные и пульсирующие. 6) По степени автоматизации: автоматические линии и полуавтоматические линии. Характеристики: 1) нормы времени выполнения операции равны кратны ритму; 2) предметы труда перемещаются без пролеживания; 3) каждая операция закреплена за определенным рабочим местом. 4) Рабочие места расположены в порядке последовательности рабочих процессов. 5) Параллельный вид движения партий деталей. Если продолжительность каждой операции равна такту, то на каждой операции достаточно одного рабочего места. Если продолжительность операции кратна такту, то на этой операции параллельно ведется обработка нескольких деталей на нескольких станках. Основные календарно- плановые нормативы непрерывно- поточной линии: 1) такт; 2) число рабочих мест на операциях; 3) период конвеера и система адресования; 4) скорость движения ленты конвеера и пропускная способность поточной линии; 5) величина заделов и незавершенного производства; 6) мощность, потребляемая конвеером; 7) длительность производственного цикла. Такт: r=Fэф/Nзап -------- Fэф - эффективный фонд времени работы поточной линии в плановом периоде; Nзап - программа запуска по изделиям за плановый период. -------- Nзап=Nвып*100/(100-а) -------- Nвып - программа выпуска а - процент потерь из-за брака. --------- Fэф=Fном*Ксм*(1-(ар+аn)/100 --------- Номинальны фонд времени: Fном=tсм*Др-tп*Дпд -------- Ксм - число смен в сутки; ар - потери на проведение всех плановых ремонтов; an - потери на перерывы в работе операторов tсм - продолжительность одной смены; Др - число рабочих дней; tn - нерабочее время в предпраздничные дни; Дпд - число праздничных дней. --------- Число рабочих мест на каждой операции (округляетс в большую сторону): Сi=tштi/r -------- tштi - штучное время на i-ой операции; r - такт. -------- Число рабочих мест на линии: Спл=∑Сi. Период конвеера - это наименьшее общему кратному числа рабочих мест на всех операциях. Период конвеера используется для адресования изделий на рабочие места. Скорость движения конвеера: v=lпр/r -------- lпр - длина конвеера -------- Пропускная способность - это темп схода изделий с поточной линии: Темп=1/такт. Мощность, потребляемая конвеером: W=1,2*0,16*Lполн*(v*Qk/36+ +Q/(r*270)). ------- Lполн - полная длина конвеера; v - скорость конвеера; Qк - масса ленты конвеера; Q - средняя масса изделия; r - такт. ------- Величина заделов: Zобщ=Zтех+Zтр+Zрез. --------- Zтех - технические заделы; Zтр - транспортные заделы; Zрез - резервные заделы. --------- Zтех=‡”Сi -------- Сi - количество рабочих мест на i-ой операции. -------- Zтр=Спл-1 --------- Спл - число рабочих мест на поточной линии. --------- Zрез=tрезi/r -------- tрезi - время на которое создается запас предметов труда на i-ой операции; r - такт. -------- Незавершенное производство: НП=∑tштi*Zобщ/2 (в нормочасах). -------- Продолжительность производственного цикла: Тпц=(Ттц+m*tmo+Tест)/(tсм*R*S) -------- Ттц - время технологического цикла; tmo - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности); S - число смен в сутках; R - отношение числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tсм - смена (в минутах); Тест - время естественных процессов. -------- Ттц=(n-p)*(t/C)max+p*∑(ti/Ci) -------- n - чило деталей; p - размер транспортной партии; ti - времы выполнения i-ой операции; Ci - число рабочих мест; ------------------------БИЛЕТ 20--------------------- 1. Особенность конструкций и область применения станков с ЧПУ сверлилно-расточной группы. 2. Особенности проектирования технологических процессов в условиях ГПС. Базирование заготовок: Данный вопрос явл. Основным при проектировании маршрута обработки. Концепция операций на ст. с ЧПУ позволяет значительно уменьшить суммарную погрешность базирования. Однако к базированию предъявляют ряд специфич. требований определяемых условием обработки: - в зависимости от конструкции детали, способа получения заготовки и т.п. базовыми поверхностями могут быть обработанные или не обработанные поверхности (в этом случае приемы различны) для ГПС желательно иметь чистые базы, поэтому задается операция подготовки технологических баз. Рекомендации выбора баз те же самые что и для стандартных ТП. В случае если подготовка чистой базы не приводит к желаемым результатам, тогда используется приспособление спутник. - Один из наиболее эффективных способов базирования – создание искусственных баз (платики, уступы и т.п. которые в дальнейшем могут быть удалены). Рекомендации по построению ТП мех. обработки: 1. Max концентрировать переходы в одной операции включая обработку детали с max возможного числа сторон. В случае обработки группы деталей степень концентрации переходов в одну операцию на каждом станке и количество операций определяются в зависимости от программы выпуска, сложности и габаритов детали и т.п. 2. Заготовки для обработки на ГПС полученные методом литья в землю, ковкой или горячей штамповкой – должны подвергаться внешнему контролю. 3. При формировании операций рекомендуется соблюдать следующую последовательность: - для каждой элементарной поверхности детали определяется техн. схема обработки - для каждого из переходов в соответствии с техн. схемой выбирается режущий инструмент - из полученного набора инструментов исключают повторяющиеся, объединяют инструменты одного назначения и близких по размеру, объединяют техн. переходы на данной операции выполненные одним инструментом. 4. последовательность выполнения переходов в операции выбирается в зависимости от назначения переходов, количества переходов выполняемых одним инструментом, требуемой точности взаимного положения поверхностей детали, точности позиционирования узлов станка по координатам, количества одинаковых или одновременно обрабатываемых поверхностей детали, времени перерывов в резанье, связанных с поворотом стола и сменой инструмента, и некоторых др. 5. для исключения преждевременного выхода из строя режущего инструмента рекомендуется каждый инструмент подвергать предварительной проверки резаньем в течении 2 3 минут, чтобы вскрыть дефекты. 3. Организация однопредметной прерывно-поточной линии: характеристика, основные календарно-плановые нормативы и алгоритмы их расчета.
Виды однопредметных прерывных поточных линий: 1) По способу поддержания ритма: свободные. 2) По характеру перемещения: свободные. 3) По способу транспортирования: конвееры и прочие. 4) По типу конвеера: рабочие и распределительные.
5) По характеру движения конвеера: непрерывные и пульсирующие. 6) По степени автоматизации: автоматические линии и полуавтоматические линии. Характеристики: Технологические операции несимметричны из-за этого нужно создавать межоперационные оборотные заделы. Движение предметов труда параллельно- последовательное. На каждой операции предметы труда обрабатываются непрерывно. Основные календарно- плановые нормативы: 1) укрупненный такт; 2) число рабочих мест; 3) стандарт-план работы поточной линии; 4) размер межоперационных оборотных заделов; 5) продолжительность производственного цикла. Такт: r=Fэф/Nзап -------- Fэф - эффективный фонд времени работы поточной линии в плановом периоде; Nзап - программа запуска по изделиям за плановый период. -------- Nзап=Nвып*100/(100-а) -------- Nвып - программа выпуска а - процент потерь из-за брака. --------- Fэф=Fном*Ксм*(1-(ар+аn)/100 --------- Номинальны фонд времени: Fном=(tсм*Др)-(tп*Дпд) -------- Ксм - число смен в сутки; ар - потери на проведение всех плановых ремонтов; an - потери на перерывы в работе операторов tсм - продолжительность одной смены; Др - число рабочих дней; tn - нерабочее время в предпраздничные дни; Дпд - число праздничных дней. --------- Число рабочих мест: на каждой операции (округляется в большую сторону): Сi=tштi/r -------- tштi - штучное время на i-ой операции; r - такт. -------- Число рабочих мест на линии: Спл=∑Сi. Стандарт-план составляется на период оборота, который является ключевым нормативом: смен Тоб=r*Nзап ------- r - такт; смен Nзап - программа запуска за смену. ------- Величина межопера- ционного обортного задела: Zоб=T*Ci/ti - T*Cj/tj -------- T - период одновременной работы на смежных операциях; Сi - число рабочих мест на предыдущей операции; Cj - число рабочих мест на последующей операции; ti - трудоемкость i-ой операции; tj - трудоемкость на i+1 операции. -------- Продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей: M m-1 Ттц=n* ∑ ti-(n-p)*∑ tkp ----------- n - число деталей в партии; m - число операций в тех.процессе; ti - штучное время на i-ой оперции; tкр - операция с наименьшим временем выполнения из двух смежных. ----------- Продолжительность производственного цикла: Тпц=(Ттц+m*tmo+Tест)/(tсм*R*S) -------- tmo - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности); S - число смен в сутках; R - отношение числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tсм - смена (в минутах); Тест - время естественных процессов. ------------------------БИЛЕТ 21--------------------- 1. Факторы, влияющие на качество поверхностей. 2. Этапы развития автоматизации в машиностроении. Логику развития автоматизации в машиностроении удобно проследить, рассматривая основное противоречие гибкость-производительность, то есть противоречие, заключающееся в требовании, с одной стороны, большего разнообразия продукции, а с другой стороны, большего количества этой продукции при обеспечении надлежащего качества. При этом нетрудно убедиться, что развитие технических идей шло по своеобразной спирали, каждый последующий виток которой в значительной степени повторил содержание предыдущего (рис. 1). Рис.1. Этапы развития автоматизации в машиностроении: 1.универсальные станки; 2универсальные автоматы и полуавтоматы; 3 специальные и специализированные автоматы и полуавтоматы; 4.агрегатные станки; 5автоматические линии из агрегатных станков; 6автоматические линии из универсальных станков; 7. комплексные автоматические линии и автоматические заводы; а. станки с ЧПУ; б. автоматы с ЧПУ; в. специальные станки с ЧПУ; г. ОЦ с индивидуальными ЧПУ; д. автоматические линии с ЧПУ; Iстанки с ЧПУ СNС; II. ОЦ фрезерно-расточные с ЧПУ ; III. ГПС ; IV. ГПС со специализированным ОЦ массового производства; V. ГПС, ГАП=ГПС+САПР+АСТПП; VI. автоматизированный завод; VII. автоматический ”безлюдный” завод. Начало первого витка, посвященного развитию “ жесткой” автоматизации, можно вести от первых станков Нартова (1712 г.) и Модсли (1796 г.). С учетом времени появления первых автоматических цехов и заводов (см. п. 1.1), на первый виток ушло более 200 лет. Вершина первого витка - комплексная АЛ, то есть линия, которой выполнялась не только мехобработка, но и контроль, сборка, консервация и упаковка изделия. Но эти успехи экономически оправданы только в условиях крупносерийного и массового производства, так как на разработку и внедрение такой линии требуется примерно 5 лет и на ее амортизацию еще не менее 8 лет. Нетрудно видеть по первому витку, что повышение производительности шло за счет почти полной потери гибкости производства. Второй виток в своем развитии связан с переходом к новой форме управления — ЧПУ и практически полностью повторил первый виток. Но, как следует из данных таблицы 1, на второй виток понадобилось около 30 лет. Ожидаемого эффекта в серийном производстве реализация второго витка не принесла из-за сложной ТПП для станков с ЧПУ с аппаратной реализацией. Экономически оправданный размер партии исчислялся сотнями штук, и производительность по сравнению с обычным универсальным оборудованием выросла не на много из-за неполного использования рабочего фонда времени станков. Третий виток связан с развитием средств микропроцессорной техники, с появлением систем ЧПУ типа DNC и CNC (табл. 2). Происходит создание систем машин, управляемых по одним принципам (технологические модули, загрузочные, транспортные, складские системы, контроль и диагностика и пр.). Появление первых “безлюдных” автоматических заводов серийного производства (четвертый виток) ожидают примерно к 2000 году, а переход к пятому и шестому виткам связан с решением проблем надежности и самодиагностики рабочих машин, созданием искусственного интеллекта. Таким образом, видно, что первая половина нашего столетия характеризовалась углублением разделения на серийное и массовое производства, каждое из которых предъявляло свои требования к оборудованию. Установилась своеобразная традиция использования оборудования:
- единичное производство — универсальные станки; - серийное производство — универсальные станки со спецприспособлениями; - массовое производство — специальные станки, автоматы и АЛ. Затем эти направления стали сближаться по двум направлениям: а) групповая технология, позволяющая искусственно увеличивать серийность производства;
б) переналаживаемое оборудование. Решающий момент — появление обрабатывающих центров (ОЦ), как широкоуниверсальных и, одновременно, полностью автоматизированных станков. 3. Двухуровневая структура систем управления производственным участком (технологическим процессом) в машиностроении. При проектировании системы управления производственными участками механообработки и сборки, а также отдельными технологическими процессами предпочтение отдается двухуровневой структуре системы управления, приведенной на рисунке 5.1, где системы управления первого уровня представляет собой терминальные системы управления, работающие в основном в автоматическом режиме и критериями эффективности функционирования которых, в первую очередь, являются технические или технологические показатели, такие как точность, надежность, массово-габаритные характеристики, устойчивость, стабильность и энергопотребление. Система управления второго уровня решает задачи группового управления оборудованием и технологическим процессом, задачи разработки управляющих программ и их трансляции на первый уровень. В качестве критериев эффективности управления на втором уровне в основном используются технико-экономические, такие как производительность, себестоимость, энергопотребление и некоторые другие. Рис. 5.1. Двухуровневая структура АСУТП на уровне производственного участка ------------------------БИЛЕТ 22--------------------- 1. Характеристика основных межотраслевых систем станочных приспособлений. Основные отличительные признаки. Классификация приспособлений по целевому признаку: 1. Станочные для установки и закрепления заготовок. Их делят на сверлильные, токарные, фрезерные и т.д. 2. Станочные для закрепления и направления режущего инструмента. К ним относят патроны для сверл, разверток, инструментальные державки, оправки, кондукторные втулки и пр. 3. Сборочные, для соединения деталей в изделии. Основные типы сборочных приспособлений: - для крепления базовых деталей; - для обеспечения правильности установки соединяемых деталей; - для предварительного деформирования упругих элементов; - для запрессовки, клепки и др. (имеются большие усилия). 4. Контрольные - для проверки заготовок при промежуточном и окончательном контроле, при сборке. 5. Приспособления для захвата, перемещения, перевертывания деталей. В обычном производстве используют для тяжелых деталей, в автоматизированном - для всех (поэтому захваты для промышленных роботов (ПР) относятся также к оснастке). Станочная оснастка- орудия производства, дополняющие станок и предназначенные для выполнения ТП механической обработки заготовок. К оснастке относятся собственно станочные приспособления, режущий и вспомогательный инструмент, контрольный инструмент и пр. Существует ряд специфических требований, обусловленных особенностями станков с ЧПУ. Несоблюдение этих требований снижает эффективность использования станков в целом. 1. Станки с ЧПУ - высокоточные станки (как правило, класса П). Следовательно, для обеспечения высокой точности обработки приспособления должны также обладать повышенной точностью, обеспечивать минимальную погрешность базирования и закрепления. 2. Станки с ЧПУ имеют повышенную жесткость и мощность. Приспособление не должно быть самым податливым звеном системы Станок - Приспособление - Инструмент - Деталь, чтобы можно было использовать всю мощность на черновых операциях и всю жесткость станка на чистовых операциях. 3. Относительные перемещения заготовки и инструмента в станке с ЧПУ осуществляются автоматически в системе заранее заданных координат. Следовательно, приспособление должно обеспечивать полное базирование заготовки (правило 6 точек). Также необходимо строго определенное положение базирующих элементов приспособлений относительно начала координат станка (нулевой точки). Основные схемы установки приспособлений на столе станка [24]: - по шпонкам в продольном и поперечном пазах стола станка; - по центральному отверстию и штифту; - в “координатный угол” с использованием угольников. 4. При наличии поворотного стола станок с ЧПУ может с одной установки обрабатывать 4-5 сторон заготовки. Приспособление должно обеспечивать полную инструментальную доступность, т.е. возможность подвода режущего инструмента. 5. Для сокращения простоя дорогостоящих станков приспособления должны сокращать время зажима-разжима как доминирующей составляющей процесса смены заготовок. 6. Обычно цикл обработки на станках с ЧПУ велик (обработка с 4 сторон), поэтому есть возможность смены заготовок при работе во втором приспособлении вне рабочей зоны станка. 7. Станки с ЧПУ обладают большой гибкостью. Одно из свойств гибкости - переналаживаемость. Обычно большая часть tподг.зак. затрачивается на смену оснастки. Приспособления должны иметь возможность быстрой смены или переналадки. Причем в серийном производстве (основная сфера применения станков с ЧПУ) лучше использование переналаживаемых приспособлений. Специальные приспособления используют только в крупносерийном и массовом производствах. Система приспособлений(по стандартам ЕСТПП [23]) - совокупность приспособлений, конструкции которых компонуются на базе единых характерных правил, для обеспечения единства выполнения их и использования в определенных организационных условиях ТП изготовления различных деталей механической обработкой. Различают межотраслевые и отраслевые системы приспособлений. В России используются 7 межотраслевых систем приспособлений: 1.УБП - универсальные безналадочные приспособления. 2.УНП - универсально-наладочные приспособления. 3.СНП - специализированные наладочные приспособления. 4.УСП - универсально-сборные приспособления. 5.УСПО - универсально-сборная переналаживаемая оснастка. 6.СРП - сборно-разборные приспособления. 7.НСП - неразборные специальные приспособления. Общая характеристика систем приспособлений приведена в приложении (табл. П1). Как видно из таблицы, основными отличительными признаками систем являются способ агрегатирования (т.е. из чего собирается приспособление) и основное конструктивное соединение (как соединяются детали и сборочные единицы (СЕ) приспособления между собой). Дадим краткую характеристику перечисленных систем приспособлений. 2. Роботы с адаптивным управлением. Адаптация обеспечивается путем постоянного контроля среды и состояния объекта управления; количественной оценки качества управления процессом и изменения управления при отклонении показателя качества от заданного уровня. В процессе адаптации взаимодействуют управляющее устройство УУ, объект управления и среда. Различают три уровня адаптации управляющего устройства к изменениям среды (рис. 2.12):
1.Изменение работы управляющего устройства УУ при изменении состояния объекта под воздействием среды (а). Пример – адаптация управления к изменению вязкости рабочей жидкости гидроприводов подводного робота, зависящей от температуры воды. 2. Изменение работы управляющего устройства УУ при изменении состояния среды под влиянием действий объекта (б).
Пример - коррекция траектории движения электрода сварочного робота по положению линии стыка свариваемых изделий. 3. Изменение работы управляющего устройства УУ с целью обеспечения максимального показателя качества при взаимных изменениях объекта и среды (в). Пример - изменение скорости вращения абразивного круга и усилия нажатия в зависимости от формы обрабатываемого изделия и сопротивления материала при абразивной зачистке изделия роботом. Адаптация управления роботом требует создания системы датчиков состояния среды и робота, алгоритмов обработки информации от датчиков и синтеза системы адаптивного управления. Состояние среды и робота контролируют датчиками положения, измерителями перемещений, тактильными и силомоментными датчиками, локационными датчиками, системами технического зрения. Для обработки больших объемов информации от датчиков применяют интегральные и структурные методы распознавания образов. Инетегральные методы сводятся к анализу вектора интегральных признаков, полученных с помощью арифметико-логических преобразований. Структурные методы используют топологические особенности объектов, представленные структурными признаками (число отверстий, площадь или периметр объекта и т.п.). В качестве примера приведем адаптивное управление роботом для съема плоских деталей с подвесного конвейера и их укладки в тару. Если бы деталь была зафиксирована в некоторой точке пространства, то можно было бы задать координаты этой точки, навести на нее захватное устройство робота, захватить деталь и перенести ее в тару. Однако в реальном производстве координаты детали меняются, поскольку она раскачивается в процессе неравномерного движения конвейера. Другим решением может быть временная фиксация детали в определенной точке, на которую наводится захватное устройство. Этому мешает произвольная ориентация детали на подвеске. Если бы деталь была зафиксирована в некоторой точке пространства, то можно было бы задать координаты этой точки, навести на нее захватное устройство робота, захватить деталь и перенести ее в тару. Однако в реальном производстве координаты детали меняются, поскольку она раскачивается в процессе неравномерного движения конвейера. Другим решением может быть временная фиксация детали в определенной точке, на которую наводится захватное устройство. Этому мешает произвольная ориентация детали на подвеске. Задача решается путем адаптивного управления роботом. По сигналу датчика прохождения детали через определенную точку система технического зрения определяет положение детали в пространстве и формирует команду наведения захватного устройства на деталь. В зависимости от ориентации детали захватное устройство поворачивается вокруг оси и снимает деталь с конвейера. Затем захватное устройство возвращается в заданное положение и робот укладывает детали друг на друга. Таким образом, распознавание положения детали и соответствующее изменение алгоритма управления роботом позволяют адаптироваться к изменению положения детали. 3. Износ и учет основных фондов. Виды износа и методы амортизации. Все объекты основных фондов подвержены физическому и моральному износу, т.е. под влиянием различных факторов утрачивают свои свойства, приходят в негодность и не могут далее выполнять свои функции. Износ основных фондов — частичная или полная потеря потребительской стоимости и стоимости основных фондов, как в процессе эксплуатации, так и при их бездействии. Физический износ основных фондов наступает как в результате их использования в процессе производства, так и в период их бездействия. Бездействующие основные фонды изнашиваются, если подвергаются воздействию естественных процессов (атмосферных явлений, внутренних процессов, происхо­дящих в строении металлов и других материалов, из ко­торых изготовлены основные фонды). В результате такого износа обществу наносятся большие убытки. Что касается действующих основных фондов, то их физиче­ский износ зависит от ряда факторов: от качества основных фондов (материалов, из которых они изготовлены, от технического совершенства конструк­ций, от качества постройки и монтажа) от степени на­грузки (количество смен и часов работы в сутки, про­должительность работы в году, интенсивность исполь­зования в каждую единицу рабочего времени) от особенностей технологического процесса и степени за­щиты основных фондов от влияния внешних условий, в том числе агрессивных сред (температура, влажность и др.) от качества ухода (своевременность чистки, смазки покраски, регулярность и качество ремонта) от квалификации рабочих и их отношения к ОФ. Физический износ может быть частично возмещен за счет ремонта, реконструкции и модернизации. Находящиеся на предприятиях основные фонды под­вергаются не только физическому, но и моральному износу Моральный износ означает потерю стоимости основных фондов. Обесценение происходит вследствие появления более современного оборудования. Моральный износ имеет две формы. Первая форма морального износа заключается в том, что с внед­рением новых машин, с совершенствованием техники, технологии, организации производства и труда стои­мость изготовления, например, машин и оборудования при сохранении их конструктивных свойств и эксплуа­тационных показателей неуклонно снижается. То же относится и к зданиям, стоимость которых в результате индустриализации строительства снижается. Следова­тельно, эта форма морального износа выражает умень­шение стоимости машин или оборудования вследствие удешевления их воспроизводства. В соответствии со сни­жением стоимости производства машин, оборудования и других элементов основных фондов пересматриваются соответственно и цены на них. Вторая форма морального износа имеет место в том случае, когда изменяются конструкция и эксплуатацион­ные показатели новых машин. Их применение позволяет увеличить объем производства, повысить производитель­ность труда, уменьшить расход эксплуатационных мате­риалов (горючее, электроэнергия, смазочные материалы и т.д.), а в некоторых случаях и основных материалов, снизить затраты на производство единицы продукции и обеспечить более высокое качество обработки. Таким образом, вторая форма морального износа имеет место тогда, когда машина технически устарела и заменяется более совершенной. В этом случае общество, применяя устаревшую технику, затрачивает больше рабочего времени на производство одного и того же количества про­дукции.
Известно, что во время эксплуатации основных фон­дов наступает период, когда их необходимо ремонтиро­вать, усовершенствовать или заменять новыми. Для ремонта старой или покупки новой машины нужны де­нежные средства. Они создаются и накапливаются при эксплуатации машины, так как в процессе труда часть стоимости ее переносится на вновь созданный продукт. Указанная часть стоимости машины включается в за­траты на производство продукции в виде амортиза­ции.
Амортизация—это процесс постепенного перенесения стоимости основных фондов на производимую продукцию в целях накопления средств для последующего воспроизводства основных фондов. По экономической сущности амортизация — это денежное выражение части стоимости основных фондов, перенесенных средств на вновь созданный продукт. Стимулирующая роль амортизации существенно возрастает с применением методов ускоренной амортизации. Она может проводиться по основным средствам, используемым для увеличения выпуска средств вычислительной техники, новых прогрессивных видов материалов, приборов и оборудования, расширения экспорта продукции, когда осуществляется массовая замена изношенной и морально устаревшей техники новой, более производительной. При ускоренной амортизации применяется линейный способ начисления износа, норма увеличивается не более чем в 2 раза, основная часть начислений концентрируется в первые годы эксплуатации основных средств, сокращается амортизационный период, создаются финансовые условия для ускоренной замены оборудования. Достоинства 1. Экономия на налоговых платежах (снижение обязательств по уплате налога на прибыль) 2. Увеличение денежных потоков 3. Поощрение инвестиционной активности на предприятиях Недостатки 1. Может ввести в заблуждение инвесторов, кредиторов и иных пользователейинформации о финансовом состоянии предприятия 2. Рост себестоимости производимой продукции 3. Предприятия несут издержки, связанные с обращение в государственные органы за разрешением для получения этой льготы 4. Жесткий порядок целевого использования денежных средств начисленных методом ускоренной амортизации 5. Незначительность размера получаемой льготы по налогу на прибыль по сравнению с темпами инфляции ------------------------БИЛЕТ 23--------------------- 1. Основные конструктивные особенности системы приспособлений УСПО. УСПО появилась как результат анализа существующих переналаживаемых систем приспособлений. Прежде всего, УСП, также много удачных решений взято из СРП. Вспомним основные недостатки предшествующих систем: - малая жесткость, из-за наличия сетки длинных взаимно перпендикулярных (УСП) или продольных (СРП) Т-образных пазов; - высокая трудоемкость обработки таких пазов; - низкий коэффициент использования материала (0,46 для УСП); - большое число стыков из-за отсутствия готовых СЕ; - малый диаметр крепежного болта, что также влияет на жесткость; - невысокая точность сборки из-за наличия зазора в основном соединении. Принципиально существуют пазовые, т.е. для крепления используются различной формы пазы и шпонки, и гнездовые (соответственно отверстия и штифты) системы крепления элементов приспособления между собой. Рассмотрим подробнее систему гнездовых приспособлений. Базовые элементы (плиты и угольники) на рабочих поверхностях имеют ряды отверстий - установочных и крепежных (рис. 9), причем ряды расположены попеременно, а соседние ряды сдвинуты относительно друг друга на 1 шаг. Конструкции всех элементов построены по модульному принципу. Модуль, ограничивающий площадь LxB, является прямоугольником, у которого L = 3B, так как все отверстия (два фиксирующих и одно крепежное) расположены по оси модуля в один ряд. Каждый элемент, имеющий в основании один модуль, крепится одним крепежным винтом. Конструкции элементов больших размеров строят увеличением длины или ширины модуля. Рис. 9. Сетка отверстий гнездовой системы Рассмотрим основные требования к системе приспособлений и их реализацию в УСПО. 1.Жесткость, виброустойчивость, надежность (т.е. способность сохранять заданные параметры во времени). Жесткость зависит от жесткости деталей и числа стыков. Например, исследования показывают, что для УСП погрешности положения замыкающих звеньев следует рассматривать как результат суммирования трех основных составляющих: погрешностей изготовления входящих элементов (60%), собственных деформаций элементов (30%) и контактных деформаций (10%). Повысить жесткость конструкции приспособления можно за счет метода фиксации элементов. В УСПО применен новый беззазорный способ фиксации (а.с. 584115, СССР). Каждый элемент приспособления крепится двумя коническими штифтами с разрезными втулками. Под действием зажимного болта детали стягиваются до исчезновения зазора D. Соединяемые детали давят через шайбы 3 на разрезные втулки 2, которые, перемещаясь по двухстороннему коническому штифту, выбирают зазор и создают натяг. 2. Оптимальные сроки эксплуатации комплекта. Опыт УСП, реальные перспективы появления новых поколений оснастки позволили разработчикам УСПО принять ту же цифру - 10 лет, следовательно, в течение 10 лет детали комплекта УСПО должны обеспечивать заданную точность. Это определяется как конструкцией элементов, так и выбором материала и термообработки для них. 3. Уровень механизации. Выбран гидропривод с давлением 20 МПа (в УСП - 10 МПа). Преимущества: - малые габариты, дальнейшее увеличение давления практически не уменьшает габаритов привода. Малые габариты облегчают общую массу приспособления, облегчают сборку, транспортировку и пр.; - гидросистемы жестче пневмосистем, гасят вибрации, зажим плавный, безударный и бесшумный; - нет колебаний давления при включении новых объектов; - обеспечивается смазка цилиндров. 4. Оптимальность комплектности, т.е. какой набор деталей и узлов должен входить в комплект, их размеры. Здесь также был учтен опыт УСП и других систем и выделен ограниченный набор групп элементов: базовые, корпусные, направляющие, установочные, зажимные и пр. Также использован модульный принцип построения типоразмеров элементов. Преимущества квадратного модуля: - максимальная универсальность, т.к. дискретность по осям X и Y одинакова (учтен опыт применения УСП); - равномерность распределения контактных деформаций по всей площади модуля, т.е. равномерность износа; - одинаковость восприятия усилий и Мкр независимо от их направления; - возможность создания переходников для стыковки с УСП. 2. Захватные устройства ПР. Классификация. Порядок расчета ЗУ. Захватные устройства (ЗУ) предназначены для захватывания и удержания предметов производства или технологической оснастки в процессе перемещения.
Вид ЗУ определяется формой, размером, массой, свойствами предмета обработки, особенностями ТП. Поэтому они относятся к сменным элементам, т.е. коснастке. ПР могут комплектоваться набором типовых ЗУ. Гибкость ПР в значительной мере определяется гибкостью ЗУ. Требования к ЗУ:
- надежность захватывания и удержания (особенно при разгонах и торможениях; - точность базирования заготовок в ЗУ; - недопустимость повреждения заготовок; - прочность при малых размерах и массе; - высокая гибкость за счет быстрой переналаживаемости или смены. Состав ЗУ: - привод; - передаточный механизм; - захватные элементы (пальцы, губки). ЗУ можно классифицировать: 1. По типу привода: неприводные, пружинные, пневматические, гидравлические, электромеханические, электромагнитные, магнитные, вакуумные. 2. По передаточному механизму (для передачи и увеличения силы привода): - узкодиапазонные (при переналадке обеспечивают закрепление деталей за поверхности с размерами, включающими соседние меньшие размеры ряда 1, 4, 12, 32, 63, 100, 125, 160, 200, 250, 320, 400, 500 мм. Обычно выполняются на базе клиновых и рычажных механизмов; - широкодиапазонные обладают возможностью закрепления деталей с размерами, включающими соседние меньшие значения указанного ряда без переналадки. Представители — реечные и зубчатые передаточные механизмы. 3. По типу захватных элементов: механические (до 60% всех ЗУ), вакуумные (около 12%), магнитные (около 4%), неприводные и пассивные (около 10%), с эластичными камерами. Расчет механических ЗУ включает в себя: - профилирование центрирующих поворотных губок; - нахождение сил, действующих в местах контакта заготовки и губок; - определение усилий привода; - проверку отсутствия повреждений поверхности детали при захвате; - проверку на прочность деталей ЗУ. Расчет вакуумных ЗУ: - определение силы привода; - расчет контактных напряжений При расчете грузоподъемности вакуумных ЗУ вначале определяют силу вакуумного притяжения: Fв=kрS(Ра-Рв), Расчет магнитного ЗУ: Сила притяжения электромагнита определяется формулой Максвелла: где jn – число ампер-витков обмотки; S – площадь поверхности соприкосновения груза с полюсами электромагнита; RВ, RМ – магнитное сопротивление на участке пути магнитного потока, соответственно воздушном и металлическом. 3. PDM-технология. Цели и задачи PDM-технологии. PDM-система. Основные производители PDM-систем. Задачи PDM-систем. Типы и уровни интеграции данных на предприятии. Преимуществом от использования PDM-системы. Технологии распределенных вычислений и их программное обеспечение используются, но не являются специфичными в CALS-приложениях. Поэтому основными компонентами программного обеспечения CALS являются системы PDM - Product Data Management (управление проектными данными). Системы PDM предназначены преимущественно для информационного обеспечения проектирования - упорядочения информации о проекте, управления соответствующими документами, включая спецификации и другие виды представления данных, обеспечения доступа к данным по различным атрибутам, навигации по иерархической структуре проекта. В ряде систем PDM поддерживаются информационные связи не только внутри САПР, но и с производственной и маркетинговой документацией. В PDM разнообразие типов проектных данных поддерживается их классификацией и соответствующим выделением групп с характерными множествами атрибутов. Такими группами данных являются аспекты описания, т.е. описания изделий с различных точек зрения. Для большинства САПР в машиностроении характерными аспектами являются свойства компонентов и сборок (эти сведения называют Bill of Materials - BOM), модели и их документальное выражение (основными примерами могут служить чертежи, 3D модели визуализации, текстовые описания), структура изделий, отражающая взаимосвязи между компонентами и сборками и их описаниями в разных группах. Вследствие большого объема проектных данных и наличия ряда версий проектов PDM должна обладать развитой системой поиска нужных данных по различным критериям. В информационных моделях приложений фигурируют сущности (типы данных) и связи между ними. Установление сущностей, их атрибутов, связей и атрибутов связей означает структурирование проектных данных. Структура изделий обычно может быть представлена иерархически, в виде дерева. Иерархическая форма удобна при внесении и отслеживании изменений в модели, например, при добавлении и удалении сущностей, изменениях их атрибутов, введении новых связей. Поэтому первоочередными функциями PDM являются поддержка интерактивной работы пользователя при создании моделей изделий (процессов), структурирование описаний проектируемых объектов, предъявление пользователю этой иерархической структуры вместе с возможностями навигации по дереву и получения нужной информации по каждой указанной пользователем структурной компоненте. Интерфейс с пользователем поддерживается визуализацией данных проекта одновременно в нескольких окнах. Для визуализации данных разных аспектов в PDM имеется ряд браузеров. Типичные изображения, создаваемые браузерами, - дерево проекта или его фрагментов; различные виды, такие, как 2D чертеж или 3D изображение; описания моделей; принципиальные схемы; атрибуты объекта (исполнитель, номер версии, дата утверждения и т.п.). Функцией PDM: · Управление версиями проекта и внесением изменений в проект должно обеспечивать целостность проектных данных. Целостность данных поддерживается также тем, что нельзя одновременно вносить изменения в один и тот же проект разным разработчикам, каждый из них должен работать со своей рабочей версией. Это обеспечивается соответствующим распределением прав доступа к данным между разными участниками процесса проектирования. · Следующей важной функцией PDM является управление документами и документооборотом. Для подготовки, хранения и сопровождения необходимых документов, в том числе чертежей и схем, в PDM включают специализированные системы управления документами и документооборотом или адаптируют полнофункциональные системы делопроизводства, разработанные независимо от конкретных PDM. Типичными функциями таких систем являются ввод документов, в частности, с помощью средств их автоматического распознавания; их атрибутирование; поиск нужных данных; поддержка групповой работы над документами; разграничение прав доступа к документам; подготовка отчетов; маршрутизация документов, учет их движения; контроль исполнения предписываемых документами действий; автоматическое уведомление соответствующих лиц о состоянии документов и содержащихся в них директив и рекомендаций; планирование работ, связанных с прохождением документов. · Управление проектами (процессом проектирования) также входит в число функций PDM. Проектирование состоит из многих шагов, объединяемых в потоки работ (workflow). Управление потоком работ включает в себя большое число действий и условий, поддерживающих параллельную работу многих пользователей над общим проектом.
------------------------БИЛЕТ 24--------------------- 1. Параметризация. Режимы параметризации. В твердотельном моделировании реализованы два режима создания объектов - режим адаптивной (свободной) параметризации и режим принудительной параметризации. В режиме адаптивной параметризации конструктор создает модель изделия без первоначальных позиционных ограничений на ее конструктивные элементы.
Адаптивная параметризация позволяет быстро и оперативновносить изменения в модель, активизируя необходимые параметры элементов конструкции. Конструктору предоставляется возможность в результате оперативного редактирования просмотреть различные варианты и вернуться к первоначальному варианту, при этом нет необходимости беспокоиться о потере последовательности данных построения. На любом этапе модель может быть модифицирована, проанализирована и выбран окончательный вариант. Принудительная параметризация предполагает описание арифметическими выражениями или отношениями совокупности связанных друг с другом геометрических элементов конструкции. Любой параметр геометрического элемента можно представить его значением, или переменной, или выражением. При изменении одного параметра все связанные с ним элементы автоматически изменяются. Если исходный параметризованный контур используется для построения объемной модели, то модификация параметров контура приведет к автоматическому обновлению этой модели. Если параметризованные контуры и модель детали были сохранены в базе данных, модификация любого из них повлечет за собой соответствующее автоматическое редактирование другого, так как они связаны взаимными ссылками. Поэтому любое изменение параметров конструктивных элементов тела приведет к формированию новой версии детали. В свою очередь, вслед за изменением параметров в исходных параметрических контурах произойдет автоматическое изменение формы детали. 2. Классификация методов и средств измерения. Измерение физической величины есть совокупность операций, заключающихся в сравнении измеряемой величины с ее единицей с целью получения значения этой величины. Результат измерений (значение измеренной величины) состоит из двух частей: числового значения измеряемой величины и выбранной размерности. В зависимости от размера выбранной единицы будет изменяться числовое значение физической величины, но при этом размер этой величины будет одним и тем же. Например, применение разных единиц длины (метра, сантиметра и миллиметра) выражает значения перемещения l на 2м некоторого объекта в следующем виде: / = 2 м = 200 см = 2000 мм. Существует большое число приемов или методов измерения в зависимости от рода и характера измеряемой величины, ее размеров, требуемых точности и скорости измерения, устройства измерительных систем и других условий. В зависимости от выбранного объекта измерения различают прямые и косвенные измерения. Прямым называют измерение, проводимое прямым методом при котором искомое значение физической величины получают непосредственно. Косвенным называют измерение, проводимое косвенным методом, при котором искомое значение физической величины определяют на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Косвенные измерения применяют в тех случаях, когда измеряемую величину невозможно или сложно измерить прямым методом или когда нужно получить более точный результат. Различают следующие методы измерений: сравнение с мерой, замещением, дополнением, дифференциальный и нулевой. Методом сравнения с мерой называют такой, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями). Метод измерений замещением представляет собой сравнение с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов). Методом измерений дополнением называют такой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой той же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению. Дифференциальным методом измерения называют такой, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, когда измеряется разность между этими двумя значениями (измерения, выполняемые при поверке мер длины сравнением с образцовой мерой на точном приборе — компараторе). Нулевым методом измерения называют такой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля (взвешивание массы тела на равноплечих весах с помощью гирь). Различают контроль с помощью универсальных средств измерения и альтернативный контроль. В первом случае решают задачу определения действительного значения проверяемых параметров. К универсальным средствам относят меры (концевые и штриховые меры длины, а также щупы), измерительные инструменты (штангенциркули, штангенрейсмусы, микрометры, линейки и т.д.), измерительные приборы (индикаторы, рычажные скобы, микроскопы и т.д.). При альтернативном методе контроля устанавливают проверяемый параметр годным или дефектным. Наиболее широко, как средство альтернативного контроля, используют калибры. Калибры применяют не только для ручного контроля, но и встраивают в приборы активного контроля, контрольно-сортировочные автоматы и другие измерительные системы. Различают контроль по применяемому физическому принципу: механический, индуктивный, пневматический, оптический, пневмоакустический и пр. По способу взаимодействия с измеряемой поверхностью различают контактный или бесконтактный контроль. Различают контроль ручной, механизированный и автоматический. Первый осуществляют вручную с помощью универсальных измерительных инструментов или приборов. Механизированными контрольными операциями называют такие, когда все перемещения исполнительных органов рабочего цикла прибора или контрольной машины выполняются от электромеханических или гидравлических приводов, а управляет измерительным циклом человек. Автоматическим будет контроль без непосредственного участия человека, когда все движения измерительного цикла автомата или полуавтомата и управление осуществляются специальным управляющим устройством. 3. Организация однопредметной прерывно-поточной линии: характеристика, основные календарно-плановые нормативы и алгоритмы их расчета. Виды однопредметных прерывных поточных линий: 1) По способу поддержания ритма: свободные. 2) По характеру перемещения: свободные. 3) По способу транспортирования: конвееры и прочие. 4) По типу конвеера: рабочие и распределительные. 5) По характеру движения конвеера: непрерывные и пульсирующие. 6) По степени автоматизации: автоматические линии и полуавтоматические линии. Характеристики: Технологические операции несимметричны из-за этого нужно создавать межоперационные оборотные заделы. Движение предметов труда параллельно- последовательное. На каждой операции предметы труда обрабатываются непрерывно.
Основные календарно- плановые нормативы: 1) укрупненный такт; 2) число рабочих мест; 3) стандарт-план работы поточной линии; 4) размер межоперационных оборотных заделов;
5) продолжительность производственного цикла. Такт: r=Fэф/Nзап -------- Fэф - эффективный фонд времени работы поточной линии в плановом периоде; Nзап - программа запуска по изделиям за плановый период. -------- Nзап=Nвып*100/(100-а) -------- Nвып - программа выпуска а - процент потерь из-за брака. --------- Fэф=Fном*Ксм*(1-(ар+аn)/100 --------- Номинальны фонд времени: Fном=(tсм*Др)-(tп*Дпд) -------- Ксм - число смен в сутки; ар - потери на проведение всех плановых ремонтов; an - потери на перерывы в работе операторов tсм - продолжительность одной смены; Др - число рабочих дней; tn - нерабочее время в предпраздничные дни; Дпд - число праздничных дней. --------- Число рабочих мест: на каждой операции (округляется в большую сторону): Сi=tштi/r -------- tштi - штучное время на i-ой операции; r - такт. -------- Число рабочих мест на линии: Спл=∑Сi. Стандарт-план составляется на период оборота, который является ключевым нормативом: смен Тоб=r*Nзап ------- r - такт; смен Nзап - программа запуска за смену. ------- Величина межопера- ционного обортного задела: Zоб=T*Ci/ti - T*Cj/tj -------- T - период одновременной работы на смежных операциях; Сi - число рабочих мест на предыдущей операции; Cj - число рабочих мест на последующей операции; ti - трудоемкость i-ой операции; tj - трудоемкость на i+1 операции. -------- Продолжительность технологического цикла изготовления партии деталей: M m-1 Ттц=n* ∑ ti-(n-p)*∑ tkp ----------- n - число деталей в партии; m - число операций в тех.процессе; ti - штучное время на i-ой оперции; tкр - операция с наименьшим временем выполнения из двух смежных. ----------- Продолжительность производственного цикла: Тпц=(Ттц+m*tmo+Tест)/(tсм*R*S) -------- tmo - средняя продолжительность одного межоперационного перерыва (кроме перерывов партионности); S - число смен в сутках; R - отношение числа рабочих дней к числу календарных дней в году; tсм - смена (в минутах); Тест - время естественных процессов. ------------------------БИЛЕТ 25--------------------- 1. Характеристика основных этапов и методов автоматической сборки. Подходы к АСО: а) имитация деятельности слесаря-сборщика; б) дифференциация ТПС с выделением элементарных сборочных работ и затем их автоматизация (изделия делят на узлы из 2 .3 деталей); в) использование ПР и сборочных центров. Цель АСО: получить минимум затрат живого и прошлого труда, заложенного в средства автоматизации, при выпуске заданного числа изделий. Стадии развития АСО: а) частичная механизация, в) частичная автоматизация, б) комплексная механизация, г) комплексная автоматизация Автоматизация СО более сложная задача, чем операций мехобработки. Причины: 1. Структурная сложность изделия (количество собираемых деталей больше двух), характер сопряжения деталей различен и определяется посадкой. 2. Многовариантность процесса сборки. 3. Наряду с обычным оборудованием используют автоматы и полуавтоматы. Могут применяться встроенные и отдельно расположенные ПР. Достигается повышение концентрации технологических переходов, а это ведет к повышению производительности труда. 4. Сборочные автоматы функционируют как взаимосвязанный комплекс: из технологического и вспомогательного оборудования компонуют АЛ, цеха, заводы. Автоматизируются процессы: сборки, контроля, регулирования, окраски, упаковки, консервации. Предварительная типизация и классификация СО и их элементов (табл.5) позволяют выделить группы СО по общим признакам, учитывающим условия автоматизации и тем самым определяют возможность создания типовых схем и конструкций. Несмотря на многообразие типовых схем и конструкций, видов соединений и методов сборки, большинство процессов состоит из повторяющихся этапов и имеет аналогичную (типовую) структуру. Сборочная операция состоит из следующих этапов: а) подача деталей к месту сопряжения; б) ориентация деталей относительно друг друга; в) сопряжение деталей; г) закрепление деталей; д) контроль; е) съем узла и транспортировка на следующую позицию. Общая характеристика этапов СО. Таблица 5 Этапы СО Признаки классификации СО Технические устройства Этап 1 Этап 2 - форма детали, - требования к качеству поверхности, - исходная степень ориентации, - возможность автоматизации Бункерные загрузочные устройства, кассеты, магазины, накопители, отсекатели, питатели и пр. Этап 3 - форма поверхностей, по которым происходит сопряжение Сборочные автоматы, ПР, направляющие устройства Этап 4 - метод силового замыкания Гайковерты, прессы, пневмоотвертки, сварочные автоматы и пр. Этап 5: - наличия - массогабаритные характеристики Датчики - положения - характер размеров, связывающих взаимное положение Измерительные машины, оптические приборы и пр. - качества сборки - характер контролируемых размеров Испытательные стенды, измерительная аппаратура Этап 6 - метод съема (сбрасыванием, ) Конвейеры, ПР, механизмы, манипуляторы Этапы 1, 2, 3 совмещаются при ручной сборке, то есть в зависимости от применяемых средств автоматизации и механизации структура СО может видоизменяться. Этапы 2, 3, 4 - специфичные, присущие только ТПС. Этапы 1,2: Методы подачи имеют особенности (по сравнению с механической обработкой), вызванные сложной геометрической формой деталей, повышенными требованиями к качеству поверхностного слоя, требованиями более точного положения для осуществления сопряжения.
В отличии от мехобработки на позицию сборки поступает несколько собираемых деталей в определенной последовательности, причем при подаче детали должны одновременно ориентироваться. Поэтому важным является определение степени ориентации собираемых деталей и возможности их дальнейшей ориентации.
Таким образом, исходная степень ориентации деталей и возможность их механизированной подачи с ориентацией являются главными признаками, определяющими этапы 1 и 2. Этап 3: Основной признак этапа - геометрическая характеристика - форма поверхности, по которой происходит сопряжение. Этот признак выбран исходя из связи формы контакта деталей с характером движения сборочного инструмента, осуществляющего данный этап СО. Этап 4: Основной признак этапа - метод силового замыкания, определяющий физическую сущность процесса сборки, а значит, и необходимые для его осуществления средства. Например, следующие методы: свинчивание, пластическое деформирование, сварка, пайка, склеивание. Этап 5: Основные признаки выбирают в зависимости от контролируемых параметров. Можно выделить 3 группы контроля: 1) контроль наличия деталей - важнейшее средство предупреждения поломок оборудования, требующее более простых устройств, так как при этом обычно не проверяются размерные, прочностные и другие параметры деталей; 2) контроль положения деталей - направлен на проверку качества выполнения этапов 2 и 3; 3) контроль качества сборки - применяют более сложные устройства, проверяющие соответствие собираемого изделия чертежам и ТУ. Этап 6: Основной признак этапа - метод съема (сбрасыванием или ориентированная укладка в тару). При укладке в тару применяют более сложные механизмы, конструкция которых зависит от формы изделия и степени сложности его ориентации. Характеристика основных этапов сборочных операций: · Автоматическая ориентация деталей. На СО детали поступают тремя способами: а) навалом (нулевая исходная степень ориентации); б) в кассетах или таре для транспортировки; в) в магазинах. · Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гарантированным зазором · Сборка сопряжений по цилиндрическим поверхностям с гарантированным натягом · Сборка резьбовых соединений · Сборка заклепками. Технологичны для АС. Оборудование - проще, надежнее, времени нужно меньше, а качество выше. Применяют для прочных, герметичных, неразъемных соединений, когда нагрев деталей нежелателен (узлы приборов, сепараторы шарикоподшипников, плоские пружины, термообработанные детали) или при сборке разнородных изделий (сталь-чугун, металл-пластмасса). Для АС - холодная клепка при диаметре заклепок до 10 мм. Замыкающую головку формируют ударами или давлением (прессовая) - более качественная и бесшумная. · Сборка склеиванием · Сборка пайкой. Пайка предназначена для получения прочных и герметичных соединений. · Сборка методом пластического деформирования. Этот метод сборки удобен для АС. Основан на деформации 1 - 2 соединяемых деталей, выполненных из листа, трубы, полосы, проволоки, то есть деталей тонкостенных. · Окраска изделий 2. Социально-экономические предпосылки комплексной автоматизации. 1)Дефицит трудовых ресурсов. (Расширение третичной сферы, высокая производительность – во второй.) 2)Тяжелые условия неавтоматизированного ручного труда. 3)Малая престижность ручного труда. (возрастание уровня образования) 4)Экстенсивный путь развития. 5)Большой объём незавершенного производства. Объём незавершенного производства примерно равен ОФ. Устранение данных недостатков возможно только на пути комплексной автоматизации. А т.к. основной объём производства – это многономенклатурное производство, то оно требует не просто автоматизированное, а гибкое автоматизированное оборудование, позволяющее обрабатывать на станке различные детали, производить различные технологические операции и обладать возможностью быстрой перенастройки. 3. Классификация затрат по первичным элементам. Содержание элементов. По первичным элементам: 1) материальные затраты за вычетом стоимости возвратных отходов; 2) затраты на оплату труда;3) отчисления на социальные нужды; 4) амортизация основных фондов; 5) прочие. Материальные затраты включают стоимость сырья, основных материалов, комплектующих полуфабрикатов приобретаемых со стороны для производства продукции, а также затраты на топливо и энергию всех видов, тару, упаковочные материалы, спецодежда, инструмент, запчасти. Отчисления на соц.службы включают: отчисления по установленным в законодательном порядке нормам(пенсионный фонд-28%, фонд соц.страхования-4%, фонд обязательного мед.страхования-3,6%). Единый социальный налог объединяет в себе все данные виды страховых отчислений-35,6%. Амортизация основных фондов включает: сумму амортизационных отчислений по установленным нормам от полной первоначальной(балансовой) стоимости всех ОП, включая арендованные(если иное не предусмотрено договором). Прочие, включают затраты которые не могут быть отнесены ни к одному из вышеперечисленных элементов, это: налоги, сборы, платежи за выбросы загрязняющих веществ в окружающую среду; проценты за кредит, за услуги связи, вычислительных центров и банков (переводы), оплата сторонним организациям за пожарную и сторожевую охрану; за сертификацию продукции, за гарантийный ремонт; вознаграждения работникам за изобретения и рационализаторские предложения; командировочные; плата за аренду, амортизация нематериальных активов; отчисления в ремонтный фонд. Каждый из этих элементов включает качественно однородные по своему характеру затраты независимо от их места и назначения поэтому данная классификация лежит в основе составления общих смет затрат на производстве.