Расчёт оптимальных режимов резания

Автоматизация расчета оптимальных режимов резания для конкретных деталей не только решает вопросы сокращения времени проектирования технологических операций и формирования управляющих программ, но и позволяет от заниженных "групповых" режимов резания перейти к технически обоснованным режимам, существенно увеличивающим производительность обработки при обеспечении заданного качества детали.

Формулировка задачи

Расчет режимов резания является важной задачей на уровне проектирования перехода. Этот расчет заключается в определении частоты вращения шпинделя V, подачи S и глубины резания, t на каждом рабочем ходу для заданного перехода. Режимы должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить требуемую точность размеров и качество поверхности при наименьшей стоимости обработки.

Входными параметрами для этой задачи являются:

  • • вид операции и перехода;
  • • форма, размеры (и их точность) обрабатываемой и обработанной поверхностей;
  • • характеристики используемого на переходе режущего и вспомогательного инструмента;
  • • характеристики модели оборудования и приспособления, применяемых на проектируемой операции.

Основной целью расчета режимов резания является определение технически обоснованной нормы времени па операцию. Учитывая большое число вариантов, оказывающих влияние на выбор режимов резания для конкретных условий обработки, возникает необходимость при автоматизированном проектировании рассматривать различные методы их назначения или расчета.

Применительно к первому уровню автоматизации используется простейший поиск по таблицам, хранящим в базе данных. Для второго и третьего уровня автоматизации проектирования используются специальные программные комплексы для расчета режимов резания, включающие элементы оптимизации.

Задача определения оптимальных режимов резания, получившая развитие в работах А.М. Гильмана, Г.К. Горанского и Е.В. Владимирова является одной из наиболее массовых и встречается при разработке различных видов ТП механической обработки заготовок. Из-за различных конкретных условий обработки, целей и задач оптимизации процесса резания возникают разные варианты формулировки этой задачи.

При описании процесса обработки выделяют входные и выходные параметры, которые между собой связаны сложными функциональными зависимостями. Совокупность этих зависимостей принято рассматривать как математическую модель процесса обработки. В общем случае процесс обработки носит вероятностный характер. Однако из-за сложности построения зависимостей, учитывающих случайный характер изменения ряда параметров, в настоящее время преимущественно используются детерминированные модели, построенные на основе усредненных характеристик процесса.

При расчёте режимов резания входные параметры разделяются на искомые (управляемые) и заданные (неуправляемые) . Расчет оптимальных режимов заключается в определении таких значений, которые являются наилучшими (по некоторым показателям) по совокупности выходных параметров при заданных значениях неуправляемых параметров.

В общем случае оптимизация режимов обработки включает:

  • • выбор искомых параметров;
  • • определение множества их возможных значений;
  • • выбор анализируемого набора выходных параметров процесса;
  • • установление функциональных зависимостей между искомыми и выходными параметрами при фиксированных значениях неуправляемых параметров;
  • • выделение целевой функции;
  • • назначение диапазонов возможных значений выходных параметров.

Набор искомых параметров может быть представлен в виде некоторого множества X = 4,- х2, хп .

Тогда расчёт оптимальных режимов резания сводится к задаче математического программирования:

F(x) —> min(max) ,

R,(x)

где F(x) - зависимость для принятого критерия оптимальности; R,(x) - значение i-й характеристики процесса резания в зависимости от значений искомых параметров х из некоторого заданного множества X; Rj - заданное предельное значение i-й характеристики процесса резания.

В зависимости от вида и сложности представления функций F(x) и RJx) используют различные математические модели расчета режимов резания. Эти модели могут быть классифицированы:

  • • по составу набора х оптимизируемых переменных;
  • • составу учитываемых показателей процесса;
  • • принятому критерию оптимальности;
  • • виду функций F(x) и RJx), аппроксимирующих основные закономерности процесса.

Использование различных математических моделей приводит к необходимости разработки разнообразных методов и алгоритмов решения рассматриваемой задачи.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >