Выбор технических ограничений

Оптимизация технологических процессов зависит также от правильного выбора технических ограничений, которые определяют область существования оптимальных решений. Следует иметь в виду, что не может быть речи о каком-либо оптимальном ТП в общем смысле, поэтому поиск оптимального технологического процесса должен быть ограничен определенными технологическими условиями. Чем точнее сформулированы ограничения, вытекающие из производственных условий, тем меньше вариантов процесса, рассматриваемого в качестве основы для выбора оптимального решения. В общем виде все параметры (величины, характеризующие элементы процесса обработки), определяющие состояние объекта в произвольный момент времени, могут быть представлены в виде следующих векторов:

1) вектора входных и возмущающих параметров V=

К входным параметрам относятся неуправляемые переменные, связанные с объектом обработки и состоянием оборудования.

Возмущающие параметры связаны с проявлением случайных величин, характеризуемых изменениями неконтролируемых характеристик заготовки или внешней среды;

  • 2) вектора технологических параметров X=(xi,x2,..,x„). Компоненты этого вектора являются управляемыми переменными, позволяющими выбирать необходимые условия обработки. Обязательным условием технологических параметров является возможность их управления и контроля;
  • 3) вектора выходных параметров Y= (у/, у2,... , ут). Выходные параметры, ранее названные производными переменными, определяют основные характеристики качества продукции и технико-экономические показатели, связанные с рассматриваемым процессом.

Значение каждого из приведенных параметров находится в определенном интервале, задаваемом физической природой данного параметра или требованиями к технологическому процессу, поэтому группа ограничений, связанная с диапазоном варьирования параметров, может быть представлена в виде совокупности неравенств

Vt nun^*k^*k max.

k=l,p,

^k min^^k^^k max,

i=l,n,

(7)

^k min^^k^^k max,

j=l,m,

Решение задач технологического проектирования связано с учетом большого числа факторов, определяющих выполнение какого-либо процесса обработки. Причем в каждой задаче требуется учитывать определенную группу факторов, в наибольшей степени влияющую на принимаемые решения.

Анализ процессов механической обработки показывает, что в большинстве случаев требуется учитывать пять основных групп факторов.

Первая группа факторов характеризует объект обработки (заготовку). Ее составляют вид материала, твердость и другие механические свойства, способ получения заготовки, ее размеры, масса, точность размеров, шероховатость поверхности.

К второй группе факторов относятся основные параметры орудий труда (станка, приспособления, инструмента): вид, кинематика и динамика станка, жесткость, прочность и точность отдельных элементов и системы в целом.

Третью группу факторов составляют выбираемые параметры инструмента для исследуемого процесса обработки: физикомеханические свойства материала режущей части инструмента, геометрические параметры его заготовки, размеры и точность, степень изнашивания, шероховатость поверхности, зернистость и вид связки, стойкость инструмента.

Четвертая группа факторов характеризует процесс механической обработки. Сюда относятся время и глубина обработки, скорость, подача, число проходов, усилие резания, давление, вид и способ подачи технологических сред.

Пятая группа факторов - это техникоэкономические показатели: расход и износ инструмента и станка, производительность и себестоимость обработки, качество изделия (точность, шероховатость поверхности и физико-химические свойства), вид и форма детали.

Вектор входных параметров V объединяет первую и вторую группы векторов. Вектор технологических параметров X формируется из третьей и четвертой групп факторов, а вектор выходных параметров Y включает пятую группу факторов.

Выбор необходимого числа параметров обработки связан с требуемой точностью описания математической модели процесса обработки и структурным уровнем отыскиваемых проектных решений. Так, при проектировании маршрута обработки в качестве технических ограничений учитываются вид и материал заготовки, вид и форма детали, ее точность, шероховатость поверхности и физико-химические свойства, вид станка, традиционная форма обработки на заводе, серийность и др.

Наиболее полно описывается математическая модель процесса обработки при выборе оптимальных режимов резания, точность получения которых во многом зависит от числа и достоверности описания технических ограничений.

Большим недостатком используемых в качестве технических ограничений стойкостных и силовых зависимостей для расчета режимов резания является недостаточно высокая точность. В справочной литературе по резанию металлов отсутствуют данные по диапазонам, в которых эти зависимости справедливы, хотя известно, например, что зависимости для определения стойкости инструмента и усилия резания применимы в довольно узком интервале скоростей резания. Поэтому в настоящее время необходимо проводить исследования и обобщать имеющийся материал по созданию точных функциональных зависимостей, отражающий во всей полноте процесс резания металлов. Причем в основу этих работ должны быть положены результаты современных теоретических и экспериментальных исследований по изучению тепловых явлений и напряженного состояния в зоне резания. При этом выполняемые исследования закономерностей протекания различных видов ТП механической обработки должны быть направлены на установление количественных зависимостей, позволяющих обоснованно выбирать технические ограничения при создании математических моделей оптимизации решения технологических задач.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >