CC BY
10
ном случае матрицы шероховатости поверхности, рис. 2г) на данном этапе исследований может быть выполнено экспериментальным путем. Конечной же целью работ является создание математической модели, в комплексе реализующей технологический процесс финишной очистки методом САО.
Проведенные исследования требуют дальнейшей обработки экспериментальных данных, очевидна необходимость расширения опытов в направлении использования других абразивных материалов, других конструкций рабочих сопел (например, сопло вентури с каналом квадратного поперечного сечения), другого состояния обрабатываемой поверхности и температурных условий. К настоящему моменту уже проведены испытания, аналогичные описанным в данной работе, с использованием других инструментов, в частности колотой и литой дроби, результаты их обрабатываются.
Подытоживая сказанное, можно отметить, что для построения теоретических основ и математических моделей процесса финишной очистки труб методом САО может использоваться энергетический принцип формирования бласт-поверхности, при этом для построения универсальных методик проектирования высокоэффек-тивныхтехнологических процессов очистки могут использоваться хорошо спланированные многофакторные экспериментальные исследования.
Список литературы
1. Кузнецов В.П., Панфилов А.Н., Мурашев A.B. Теория и практика
создания дробеструйных самоходных трассовых машин // Новые машины и технологии для ремонта магистральных трубопроводов: Материалы Международной научно-технической конференции, г. Курган, 26-27 сентября 2006 г.- Курган, 2006. - С.53-60.
2. Кузнецов В.П., Головко АЛ. Компьютерное моделирование финишной
очистки наружной поверхности трубы автоматической дробеструйной машиной //Новые машины и технологии для ремонта магистральных трубопроводов: Материалы Международной научно-технической конференции, г. Курган, 26-27 сентября 2006 г. -Курган, 2006. - С.64-70.
3. Рыбаков Г.М. Энергетические принципы назначения режимов
дробеструйной обработки. 41 // Технология машиностроения. -2006. -№3. -С.36 - 42.
B.П. Кузнецов, A.M. Гэниатулин, B.C. Мухин,
C.В Потеряев
Курганский государственный университет, г. Курган
ОПТИМИЗАЦИЯ МНОГОНОМЕНКЛАТУРНОГО ПРОИЗВОДСТВА КРЕПЕЖА ДЛЯ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ И НЕФТЕГАЗОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Проектирование технологического процесса изготовления фланцевого крепежа начинается с тщательного изучения рабочих чертежей изделия с соответствующими техническими условиями изготовления детали, чертежа исходной заготовки и размеров программного задания.
На характер технологического процесса влияют следующие основные факторы:
а)размер производственной программы, в зависимости от типа производства и организационных форм выполнения технологического процесса;
б)конструктивная форма, размеры и технологичность крепежной детали;
в) род материала детали и его свойства;
г) форма, размер и точность изготовления заготовки;
д)требования к точности и качеству обработанной поверхности и другие требования по технологическим условиям;
е) характер используемого оборудования и технологической оснастки;
ж) требования наибольшей экономичности и производительности производства.
Управление технологическим процессом с целью его оптимизации может заключаться в изменении содержания операций, набора операций или последовательности операций в технологическом маршруте. При прочих равных условиях третий метод является предпочтительным, так как он связан с наименьшими изменениями в технологической системе, в системе планирования и нормирования. При оптимизации проиводства в современных условиях рыночной экономики определяющими являются следующие критерии: технологическая себестоимость, время изготовления и качество. При этом оптимизация технологического маршрута в общем случае носит многокритериальный характер.
Рассмотрим оптимизацию технологического маршрута по себестоимости с помощью сетевой модели. Технологическая себестоимость в общем случае определяется как С1 ~ , гдес; - норматив приведенных производственных затрат, приходящихся на 1 час работы оборудования, занятого на ¡-й операции, руб.;?; -трудоемкость обработки на ¡-й операции, мин. Анализ зависимости показывает, что ее минимизация возможна за счет снижения стоимости операции или снижения трудоемкости за счет рекомбинации имеющегося оборудования. При этом должно быть выдержано требуемое качество обработки. Для анализа технологического маршрута с учетом имеющегося оборудования рассмотрим технологическую сеть (X, и) как ориентированный граф, в котором каждой вершине Х1&Х(}=\,п) соответствует
различное состояние обрабатываемого изделия на определенных рабочих местах, а каждому ориентированному ребру - операция технологического процесса. Сопоставим каждой вершине сети численное значение показателя характеризующего изменение себестоимости изделия в процессе обработки. Инцидентность начала и конца дуги и с вершинами Ха ,
хр означает, что до операции значение показателя - са,
а после - ср. Технологическую сеть пополним вершинами А и В (рис. 1,2), которые соответствуют заготовке и готовому изделию. Ограничимся рассмотрением оптимизации по одному свойству - себестоимости, так как все осложнения в случае совокупности взаимонезависимых свойств могут быть связаны многокритериальной оптимизацией по вектору показателей.
Сопоставим каждой дуге графа 0> величину Ас-, равную сг- — с ■, где сг- - себестоимость на начале дуги (до
операции); с ■ - себестоимость на конце дуги (после операции). Таким образом, каждая операция характеризуется абсолютным приращением себестоимости Ас ¡-
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 3
125
К) CD
кси-м
в&дак® $ | /трйда!
зтейвд
ЩШ
(С
I ПСЩгнЫ
КАШшп Й
Загзшбигвдьноя АЬпшматная Токприад
Такаркая (фяскй
Контроль Иоечндя Терм!!чккая
1Ь0Ж/9(6?
Соколка Отпуск Омиг
Галтовочная Резьбонарезная Поенная Слесарная Контроль Гальбанашрытие Контроль Консервация
Рис.2. Гоаф обобщенного технологического процесса производства гайки
Рис.3. Пример графа обобщенного технологического процесса производства гайки
Рис.4. Пример графа обобщенного технологического процесса производства шпильки
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 3
129
Каждая технологическая операция может встретиться в графе С несколько раз (например, операция контроля) и, будучи приложенной к заготовке с различными значениями себестоимости с, характеризуется различными приращениями Ас . Отсюда следует, что каждую операцию удобнее характеризовать абсолютным изменением
показателя Ас- = С1 — с ■, а не относительным и постоянным значением для любой точки приложения операции.
Очевидно, что каждому допустимому маршруту обработки изделия соответствует в графе С=(Х,11) определенный путь с началом в вершине А и концом в вершине В. Каждый путь характеризуется вектором себестоимости
на
каждой операции с = (Асм,АСц ,...Aci B) ,гд«
АС: , = С: ~ С: .
>к>к+1 1 >к+1
Пусть \Л/(С) - множество всех путей в графе С с началом в точке А и концом в точке В, имеющих неотрицательные координаты вектора С. Так как все пути (маршруты обработки) в графе С=(Х,11) равноправны с точки зрения достижения конечного значения Р в точке В, ограничимся рассмотрением тех технологических маршрутов, которым соответствует вектор С с неотрицательными координатами. После определенных преобразований каждому вектору С можно поставить в соответствие монотонное СЛОВО Ь = {Лсм,Лсм+Лскк +Лслк +Лс.,. +...Лскв),
координаты которого монотонно возрастают.
Предположим, что 1_ в графе С=(Х,11), соответствующее монотонному слову - первому в лексикографически упорядоченном списке всех монотонных слов, является оптимальным. При прочих равных условиях предпочтение будет отдано более коротким путям и, следовательно, более рентабельным маршрутам обработки деталей. В этом случае уменьшаются циклы обработки, упрощается технологическая подготовка производства.
Для того чтобы свести задачу нахождения оптимального технологического маршрута обработки к задаче поиска минимального пути в графе, для которой разработаны эффективные алгоритмы решения, модифицируем графС=(Х,11):
Во все пути графа С длины где ]<г (г - порядковое число вершины В), добавляем г-] фиктивных вершин
Ус\">Ус2">"">Усг-} ■ Каждое ориентированное ребро
(Уск,Уск+1) взвешиваем значением (]+к+1)-й координаты соответствующего монотонного слова. В результате этих преобразований получим модифицированный граф С=(Х',и'). Теперь для определения оптимального пути в графе С=(Х,11) будем искать в модифицированном графе С ориентированный путь с минимальным значением суммы координат сопоставленному ему монотонному слову.
Существует множество алгоритмов для нахождения минимального пути в графе без контуров, например, алгоритм Уоршелла-Флойда, Дейкстры, Левита. Оптимальный по себестоимости маршрут обработки будет соответствовать минимальному пути в графе С=(Х',1Г) [1].
Предложенный метод определения оптимального маршрута обработки крепежных изделий достаточно гибок и допускает множество модификаций. Например, технологическая сеть может быть определена с точностью до перехода, изменяя частично содержание операции. Может быть изменена структура сети: введены тран-
зитивно замыкающие дуги или свободный правый конец (вершина В), что соответствует технологическим маршрутам с различным конечным состоянием изделия.
Для представления всего множества возможных технологических процессов изготовления шпильки и гайки удобной формой являются графы, в которых узлы нагружаются единицами оборудования, а дуги представляют собой смену операций. Если добавить время обработки и условия перехода по данной дуге, то получится крайне наглядное представление всех вариантов обработки изделия. На рис. 3,4 представлены графы обобщенных технологических процессов производства шпилек и гаек при разных условиях (технические условия, программа выпуска, размеры).
В работе [2] представлены типовые операции при изготовлении шпилек и гаек. Задаваясь некоторыми начальными условиями изготовления крепежных деталей, можно оценить состав требуемых операций, а также время на каждой из них.
Список литературы
1. АхоА., ХопкрофДж., Ульман Дж. Структуры данных и алгоритмы,-
М.: Вильяме, 2001.-384 с.
2. Кузнецов В.П., Гениатулин A.M., Схиртладзе А.Г, Филонов В.А.,
Дмитриева О. В. Оптимальные технологии производства фланцевого крепежа для трубопроводной арматуры, энергетического и нефтегазового оборудования: Учебное пособие,-Курган: Изд-во Курганского гос. университета, 2007,-276 с.
Г.П. Мосталыгин, А.Г. Мосталыгин
Курганский государственный университет, г. Курган
ПЕРСПЕКТИВЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ ВЫГЛАЖИВАНИЯ МИНЕРАЛОКЕРАМИЧЕСКИМ ИНСТРУМЕНТОМ
Задачи стабильного обеспечения точности и качества обработанной поверхности играют одну из первостепенных ролей в связи с непрерывным повышением комплексной механизации и автоматизации производства.
Решение этих задач должно базироваться на исследовании технологических факторов, влияющих на точность и качество обрабатываемых поверхностей, изучении и анализе работы оборудования и других средств технологического оснащения, а также на развитии и изыскании новых прогрессивных методов отделочной и отде-лочно-упрочняющей обработки.
В настоящее время в машиностроении отмечается быстрый рост номенклатуры и частая сменяемость изделий, а доминирующим типом производства является серийное, на долю которого приходится около 80 % всего объема производства. Учитывая современные требования, машиностроительное производство должно быть гибким, то есть должно обладать способностью в любой момент времени в сжатые сроки перейти на выпуск новых изделий.
Задачи гибкости и автоматизации серийного производства стали успешно решаться в связи с применением
