CC BY
5
Анализируя геометрические параметры фрез, можно установить, что безразмер ная ширина фрезы h изменяется от 0,63 до 0 86. Откладывая соответствующие отрезки на оси Т|, получим точки А и В на кривой rjmKi = j\ А) опредепяющие интервал возможной величины зазора пылеприемникэ
Список использованных источников
1. Потоцкий В.Н Федосеев Г Н., Ковчур С.Г. Динамика движения пь.ли во всасывающем потоке шаоошки. Сборник статей МНТК «Новые ресурсосберегающие технологии и улучшение экологической обстановки в легкой промышленности и машиностроении» - Витебск: ВП"У: 199S. - 268 г.
2. Потоцкий В.Н., Федосеев Г.Н Математическое моделирование движение пыли во всасывающем потоке. Сборник докладов МНТК «Новью ресур сосберегэющие технологии и улучшение экологической обстановки в легкой промышленности и машиностроении» - Витебск: ВГТУ 1999. -288 г.
SUMMARY
The methods of tne theory of differential equations and classical aerodynamics have been used in the theoretical research. The different:a! equations of a cylindrical dust particle movement in enlarged by a rotating mill and soaking up air flows at nonlinear (para-Dolic) and linear speeds distribution on the ring channel width of the oust collector have been obtained and solved numerically. It was established, that in practically significant cases the curvilinear projection of a dust particle trajectory in its movement in enlarged by a rotating mill and soaking jp air flows car. be considered a linear one and the spatial trajectory of a dust particle - a flat curve
УДК 621.09
С^О- МЕТОД МАКРОПРОЕКТИРОВАНИЯ МЕТАЛЛОРЕЖУЩИХ СТАНКОВ
А.С Фирсов
Проектирование современных металлорежущих станков это достаточно сложная и кропотливая работа. Вновь создаваемые станки должны быть общественно-целесообразными технически и эстетически совершенными экономичными. Следовательно^ оснорная цель и задача проектных работ - это создание станков, которые в момеит их поставки потребителю находились бы на уоовне лучших образцов или же превосходили их. При этом стоит уделять особое внимание качеству проектируемой продукции. Заложенное в процессе проектирования качество нового станка обеспечивает ему достийиую конкурентоспособность создаваемой продукции. Большое значение, с точки зрения обеспечения качества при разработке нового металлорежущего станка следует уделять этапу макропроектирования. На этапе макропроектирования производится определение значении инженерных характеристик определяющих технический уоовень будущей продукции. Составляется функциональная модель будущей продукции, т. е создается перечень взаимосвязанных функций которые должен выполнять станок Кроме этого, на этапе макропроектирования принимаются те основополагающие технические решения которые позволяют осуществить установленные функции. Завеошением этапа макоопроектирова-ния является создание облика будущего станка, отражаемого в техническом задании и техническом предложении.
В свою очередь для того ^обн будущий металлорежущий станок был конкурентоспособным на рынке, необходимо при создании его облика учитывать треоования потребителей, предоявляемых к данному виду продукции Поэтому важную роль в процессе проектирования следует уделить тем параметрам будущего станка, кото оые важны для потребителя
Следует отметить чго в нас_оящее время проектирования и производство ново го металлорежущего ооорудования немыслимо без применения современных информационных технологий САкБ-техноло! ии ооеспечивают согласованную информационную поддержку (в электронном виде) на всех стадиях жизненного цикла изделия начиная от получения заказа на новую продукцию и заканчивая ее утилизацией. В отличие от остальных стаций жизненного цикла изделия стадия проектирования охвачена современными информационными технологиями преимущественно на завершающих этапах В свою очередь процедуры этапа макро-гроектирования сложно поддаются автоматизации, ввиду низкой их формализации. Для повышения, уровня фоомализации автор статьи предпагает использовать ме тод структурирования функции качества (так называемый ОРО-метод) [1]. Метод структурирования функции качества позволяет формализовать процедуоы нахож дения оптимальных значений инженерных характеристик и соответственно задать значения для последующего автоматизированного составления технического задания на разрабатываемый металлорежущий станок
Метод структурирования функции качества представляет собой последовательное заполнение и объединение отдельных информационных полей, в отдельную матрицу, получившую название «домик качества» рис. 1 Опишем основные этапы построения поиска значений инженерных характеристик металлорежущего станка, на основе ОРО-метода
Первым шагом является заполнение поля 1 (см. рис.1). Заполнению погя 1 предшествуют маркетинговые исследования, инструментом которых является специальные опросные листы Одним из результатов маркетингового исследования является определение списка треоовьний потребителей, предьявляемых к ожи даемой продукции Полученные даьные заносятся в отдельные ячейки поля 1 рис. 2.
Здесь в качестве примера приведены некоторые потребительские гребоваьия. предъявляемые к металлорежущим станкам Цля металлорежущих станков количество потребительских требовании может достигать несколько десятков.
Рисунок 1 - Домик качества
Другим результатом маркетинговых исследований являете? определение рейтинга потребительских требований. Посколоку потребительские треоования всегда противоречивы то необходимо определить какие требования следует удовлетворить пое;кде всего, а какими можно пренебречь. Для решения этой задачи применяют метод попарного сравнения [21.
Номера п.п Потребительские требования рэчг
1 Станок обеспечивает заданную точность обраЬотки 0,6
2 Станок малошумный 0,09
3 Станок многофункциональный 0,1
4 Станок компактный 0,08
5 Требоаания эстетичности стайка 0.03
N
Рисунок 2 - Поле потребительских требований
В столбце ' Ранг" против каждого потребительского треоовачия (рис. 2) ставится число которое обычно составляет долю единицы или проценты, так что сумма всех рангов равняется единице или 100%. Заполнив поле 7 получают список потребительских требований и ранг каждого из них.
На втором шаге заполняется поле 2, «домика качества», рис. ? При этом для разрабатываемого металлорежущего станка опредепяется список инженерных характеристик или показателей технического уровня. Стандартом предусмотрено восемь rpvnn показателей, позволяющих количественно охарактеризовать различные свойства металлорежущего станка [3]:
1 показатели назначения, включающие в себя технологические размерные кинематические силовые и динамические характеристики;
2 показатели надежности;
3. показатели экономного использования материалов и электроэнергии при изготовпении разрабатываемого металлорежущего оборудования:
4. эргономические показатели;
5. показатепи технологичности, связанные с трудоемкостью изготовления металлорежущего станка;
6. показатели стандартизации и унификации;
7. патентно-правовые показатели;
8. показатели безопасности.
В общем случае при заполнении поля 2 могут использоваться все виды показателей. Но при проектировании отдельных групп металлорежущих станков часть показателей допускается не учитывать. Даже при этом допущении количество показа телеи достигает несколько сотен. В качестве примера в ячейках отмечены отдельные инженерные характеристики относящиеся к токарным станкам.
Заполнив ячейки поля 2 получаем набор инженерных характеристик, которыми должен обладать будущий станок Этот набор инженерных характеристик представляет собой список функций, на основании которого находится функциональная модель будущего станка.
Инженер- Количество Пределы Максималь- Динами- Ремон-
ные характе- обоабаты- частот ным крутя- ческая же- топри-
ристики вяемых вращения щим момент сткость год-
деталей одно- шпинделя на шпинделе ность
временно
1 2 3 4 5 М
Рисунок 3 - Инженерные характеристики
Третьим шагом при заполнении матрицы будет являться объединение полей 1 и 2 и последовательное запопнение поля 3. рис 1.
Каждой ячейке будет соответствовать некоторая зависимость графически она может быть представлена следующим образом. Инженерные характеристики (ИХ) откладывают по горизонтальной оси а по вертикальной — потребительские требования (ПТ). Когда говорят об ИХ нужно уиитывать, что они заданы на некотором ограниченном интервале оси. Выбор ряда значений ИХ внутри области в которой она может существовать элемент огделоной работы. Задав область значений ИХ определяется регрессионная модель, отражающая зависимость отдельной инженерной характеристики от потребительского требования При этом все виды зависимостей сводятся к упрощенному виду, например прямой (рис. 4 а) или кривой (рис. 4, б), а в отдельном случае к неявно выраженному (рис. 4 в)
Для того чтобы узнать какой вид зависимости в каждой из огромного числа кле ток надо обратиться к одному из следующих источников:
1) здравый смысл теоретические представления; 2) экспертное суждение- 3) литературные данные; 4) наблюдения практический опыт; 5) специально спланированный эксперимент.
ПТ
ПТ
О
пт
1+
-н
О
их
их
ИХ
Рисунок 4 - Примеры видов зависимостей ИХ от ПТ а - линеиная: б - криволинейная; в - неявно выраженная
С целью упрощения работы с данными в поле 3 отражаются не графики и уравнения зависимостей, а соответствующие им числа Эти числа называется коэффициентами парной корреляции. При этом довольствуются только тенденцией влияния котооая выражается в знаке корреляции (если с ростом инженерных характеристик удовлетворенность потребителя расте^ корреляция имеет знак плюс а если падает — знак минус), и "силой" этого влияния, которая выражается в величине коэффициента корреляции. С целью большего упрощения коэффициентам корреляции задается одно из пяти значений: +1; +0 5' 0 -0 5; -1. Именно эти числа заносятся в ячейки поля 3.
Четвертым шагом является уточнение взаимосвязей инженерных характеристик друг от друга. Для этого заполняе_ся поле 4 рис.1. Поле 4 представляет собой по-
ловину таблицы попарного анализа инженерных характеоистик Характер взаимосвязей инженерных характеристик друг от друга выражается в символьном виде - - слабое отрицательное влияние' = - сильное отрицательное влияние; + - слабое положительное влияние, ++ - сильное положительное влияние.
Примером сильного положительного влияния при парном сравнении характеристик, может быть взаимосвязь максимального крутяще_о момента на шпинделе и жесткости станины, для токарного станка, т е. с увеличением крутящего момента на один порядок жесткость должна увеличивается в большее число порядков Важность четвертого шага нельзя недооценивать, поскольку в случае с инженерными характеристиками количественное изменение одной из них повлечет за собой изменение других
Пятым шагом является определение весов инженерных характеристик. Значения весов заносятся в соответствующие ячейки поля 5, рис. 1. Дпя расчета аеса инженерной характеристики следует воспользоваться формулой
V
Rju = X'« 'XJu •
и -О
где RjU - вес инженерной характеристики;
j- порядковый номер инженерной характеристики, изменяется от 1 до М и - порядковый номер потребительского требования, изменяется от 1 до N: х,и - коэффициент соответствующий зависимости ИХ от ПТ, в поле 3; ги - ран| и-го потребитепьского требования. Шестым шагом построения матрицы, рис. 1, является заполнение поля 6 Для заполнения ячеек поля 6 необходимо: определить конкурентов (предприятия производящие продукцию подобную проектируемой продукции), установить шкалу, по кс торой будет определяться возможность выполнения каждого потребительского требования' в ячейки поля 6 число стопбцов которого соответствует шкале заносятся значения по каждому потребительскому требованию для рассматриваемого пред приятия и его конкурентов На оснорании результатов заполнения поля 6 по коли неству баллов делается вывод о целесообразности производства проектируемого станка на рассматриваемом предприятии.
После осуществления всех шагов строится диаграмма отражающая вес каждой инженерной характеристики. Общий вид диаграммы представлен на рис 5. На весовой диаграмме обозначаются наиболее приоритетные направления при проекти ровании нового станка При ограничении времени, ресурсор. денег и т. д., осуществление работ в направлении совершенствования отмеченных инженерных хаоакте ристик, рис. 5 (т. е. первостепенная реализация функций, отвечающих за Данную инженерную характеристику), является главной задачей с точки зрения удовлетворения требований потребителя
Для случая, когда инженерная характеристика имеет численное выражение, то с помощью весового коэффициента соответствующей инженерной характеристики можно определить ее оптимальное значение. Для этого достаточно воспопьзовать ся следующей зависимостью
D l^/max ^ min) ^/и
где R - оптимальное значение инженерной характеристики' 76 Вестник УО ВГТУ
Л
■
R
Rjmax Rjmin ~
максимальное принятое значение инженерной характеристики минимально принятое значение инженерной характеристики
вес инженерной характеристики.
Полученное значение К является оптимальным значением инженерной характеристики. В случае, когда значение инженерной характеристики нужно изменить то изменение следует производить с учетом диаграммы, оис. 5 и характером взаимо связи данной инженерной характеристики с остальными инженерными характеристиками во всей соответствующей ей строке поля 4
+1
-1
А \ А .у
Рисунок 5 - Весовая диаграмма инженерных характеристик
Отметим, что для отделоной группы (гаммы) металлорежущих станков матрица структурирования функции качества будет иметь сходный вид. А с учетом того, что все шаги построения «домика качества» имеют четкую логическую последовательность, не составляет особой сложности автоматизировать процесс определения инженерных характеристик при проектировании отдельной группы металлорежущих станков Кроме того, на основании всех полученных данных, при построении вышеописанной матрицы составляется основополагающий документ конструкторской документации - техническое задание на проектирование.
В дальнейшем предполагается автоматизировать процедуры макропроектирования для отдельной группы металлорежущих станков. Формализация процесса поиска оптимальных конструкторских решений будет осуществлена на основе метода группового проектирования.
Предложенную методику предполагается использовать на предприятиях станкостроительной отоасли Витебской области а также в учебном курсе «Управление качеством и сертификация»
Сгисок использованных источников
1 Адлер Ю.П. Качество и рынок или как организация настраивается на обеспечение требовании потребителя // Стандартизация и качество. 1999. №8 с. 7-15
2. Моисеева И.К . Каопунин IV г. Основы теории и практики функционально-стоимостного анализа. - М Высшая школа. 1988. - 192 с.
3. Проектирование металлорежущих станкоь и станочных систем Т1 Проектирование стаиков // А.С Проников, О.И Аверьянов Ю.С Ачолонов и др ; Под общ. оед А С Пооникова. - М Машиностроение, 1994.-444 с.
SUMMARV
The article is dedicated to oroblem to formalizations of early stage designing machine toois. The approacn to formalizations early stage designing machine tools on base of the structuring to functions quality is offered T^e technique от the determination of the main engineering features machine tools is presented. The basic principles real,zed automated determinations the technical requirement for machine tools designing are descriheo Stdtea in article methods finding of tne main technical features of the designed equipment car, be applying at development complex CAD machine tools.
