Моделирование по экономическим критериям оптимальных режимов резания при обработке деталей машин на станках с ЧПУ

• Автор: Ибрахим Мохамад
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 112 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ, ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Одноинструмептальная обработка па стационарных режимах

1.2 Расчет переменной нагрузки на режущий инструмент.

1.3 Прогнозирование стойкости для нестационарных режимов резания

1.4 Регулирование режимов резания.

1.5 Адаптивное управление режимами резания.

1.6 Оп тимальное управление режимами резания.

1.7 Многоинсгрументальная обработка на стационарных режимах

1.8 Задачи исследования

Глава 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПЕРЕМЕННОЙ НАГРУЗКИ НА РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ
2.1. Анализ контуров обрабат деталей и заготовок.
2.2. Дискретизация нагрузки на режущий инструмент
2.3. Формирование аналитических зависимостей для расчета переменной нагрузки на режущий инструмент
2.4. Разработка адаптивного алгоритма дискретизации и моделирования нагрузки
Глава 3. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РЕЗАНИЯ
3.1. Разработка математических моделей экономических критериев оптимизации
3.2. Выбор и адаптация методов поиска оптимального управления режимами для экономических критериев
3.2.1. Решение многомерной задачи нелинейного программирования
3.2.2. Управление режимами по постоянной оптимальной
стойкости инструмента
3.2.3. Управление режимами по постоянной оптимальной скорости резания 54 Глава 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ РЕЗАНИЯ ДЛЯ МНОГОИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ
4.1. Одношпиндельная обработка
4.2. Многошпиндельная обработка
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время трудоемкость технологических процессов механической обработки достигает 60 % в общей трудоемкости производства деталей машиностроения. С повышением постоянно растущих требований к качеству и надежности деталей формируется тенденция применения для них более высокопрочных, износостойких и коррозионностойких материалов, механическая обработка которых выполняется на низких режимах, приводящих к повышению затрат.
Режимы механической обработки являются основными факторами, определяющими точность, качество и надежность обрабатываемых деталей, а также трудоемкость, производительность, себестоимость и прибыль выполняемых операций.
Процессы механической обработки характеризуются экстремальной зависимостью основных экономических критериев (трудоемкости, производительности, себестоимости, прибыли) от режимов резания.
В условиях рыночного производства эффективно работают только конкурентоспособные, ресурсосберегающие, наукоемкие технологии. Радикальным направлением создания таких технология является применение методов кибернетики для вывода экстремальных операций механической обработки на оптимальные уровни режимов резания.
В настоящее время задачи поиска оптимальных режимов резания разработаны, к сожалению, только для стационарных условий, ког да глубина резания, скорость резания и подача сохраняются постоянными. Это является частным тривиальным случаем механической обработки.
При обработке реальных контуров деталей, сформированных сочетанием цилиндров, конусов, торцов, дуг окружностей и др., инструмент работает с переменной нагрузкой по рабочей траектории (глубина резания, диаметр заготовки и др.). В данном случае возникает проблема поиска оптимальных законов

4) при удовлетворении всех ограничений рассчитывается значение себестоимости по (1.1) и переходят к следующему значению подачи;
5) этапы 2, 3, 4 циклически повторяются;
6) при первом нарушении любого из активных ограничений (близкого к линии минимума) рассчитывается минимальное значение критерия (3.1) и поиск прекращается.
Рассмотренный алгоритм реализован программой «Эка^еша» Приложение 3.
На рис. 3.2 показана область допустимых решений ЛВС, ограниченная требуемым уровнем шероховатости Ка (линия ВС) и мощностью резания N (линия ЛВ).
Для критерия себестоимости скольжение по линии минимумов Ст;„ выполняется по приведенному выше алгоритму. Поиск прекращается в точке 1 при нарушении ограничения по Ла.
Запишем выражение для критерия прибыли [47]
-с, -(С|-г„+-

С., -С, -С
т-, Р=-
Б-п Сг

■8Ут~' пМт~х
(3.3)
Б-п Ст
где: т, С - соответственно трудоемкость и себестоимость выполняемой операции.