Теория и практика оптимизационного проектирования механической обработки маложестких заготовок

• Автор: Васильков, Дмитрий Витальевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1997
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 426 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. Технологическая система механической обработки
1.2. Проблемы механической обработки маложестких сложнопрофильных заготовок и методы
их решения
1.3. Оптимизация механической обработки маложестких сложнопрофильных заготовок и способы ее осуществления
1.4. Методы динамического моделирования контактных взаимодействий в процессе механической обработки маложестких заготовок
1.5. Качество поверхностного слоя изделий при механической обработке маложестких заготовок и методы его обеспечения
1.6. Цель и задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК
2.1. Совокупность характеристик динамического состояния технологической системы при механической обработке маложестких заготовок
2.2. Динамическое моделирование элементов технологической системы во взаимодействии в процессе резания
2.3. Приведение сложной модели технологической системы к совокупности упрощенных моделей
2.4. Исследование чувствительности динамической модели технологической системы к изменениям параметров в процессе механической обработки
2.5. Результаты и выводы по главе

3. МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТАКТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ Б
ПРОЦЕССЕ РЕЗАНИЯ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ
МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК
3.1. Постановка задачи исследования контактных взаимодействий в процессе резания
3.2. Математическое описание условий контактного взаимодействия в процессе механической обработки маложестких заготовок
3.3. Динамические особенности формирования условий контактного взаимодействия при механической обработке маложестких заготовок
3.4. Вычислительные аспекты решения нелинейных задач динамики при исследовании контактных взаимодействий в технологической системе
3.5. Результаты и выводы по главе
4. ОПТИМИЗАЦИОННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ
СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ ПРИ МЕХАНИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКЕ МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК
4.1. Задачи динамического синтеза технологической системы механической обработки
4.2. Обеспечение стабильности качества поверхностного слоя изделий при механической обработке на основе оптимизационного проектирования
4.3. Комплексное исследование состояния поверхностного слоя изделий
4.4. Модификация обработки заготовок на основе оптимизационного проектирования
4.5. Результаты и выводы по главе
5. РЕАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧ ДИНАМИКИ И КАЧЕСТВА ПРИ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ОЕРРАБОТКЕ МАЛОЖЕСТКИХ ЗАГОТОВОК
5.1. Экспериментальное обоснование разработан
ных методов и средств
5.1.1. Динамические стенды для натурного моделирования контактных взаимодействий в процессе резания
5.1.2. Измерительно-вычислительные комплексы контроля качества поверхностного
слоя изделий

5.1.3. Результаты натурного моделирования при механической обработке маложестких заготовок
5.2. Тестирование основных программных средств
5.2.1. Имитационное моделирование контактных взаимодействий в процессе
резания
5.2.2. Реализация вычислительных алгоритмов
5.3. Результаты комплексного исследования качества поверхностного слоя изделий
5.4. Отдельные результаты оптимизационного проектирования механической обработки маложест-
ких заготовок
5.5. Результаты и выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Внедрение результатов исследований в промышленности и технико-экономическое обоснование эффективности программной модификации при механической обработке маложестких заготовок на станках с ЧПУ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Метрологические и статистические характеристики программно-аппаратных средств. Результаты натурного и имитационного моделирования
ботки понимается выполнение всех технических требований - точности размеров и геометрической формы, шероховатости обработанной поверхности и напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя.
Указанные требования в своей основе являются противоречивыми, что обусловливает актуальность постановки задачи оптимизации. Такая задача может быть поставлена как. однокритериальная с ограничениями различного вида, причем глобальным критерием является экономический (например, себестоимость изготовления). Существенные ограничения связаны с требованиями обеспечения качества обработки. В самом общем виде постановка задачи оптимизации механической обработки может быть представлена как задача оптимального синтеза технологической системы с векторным критерием оптимальности.
Стремление к повышению стабильности и качества механической обработки привело к созданию систем автоматического управления режимами резания. Такие системы, усложняющие существенным образом станки, не получили широкого распространения. Системы, связанные с оптимизацией режимов резания при проектировании технологических процессов, как правило, могут рассматриваться относящимися к пассивным системам управления, независимо от используемых при этом средств вычислительной техники. В качестве критерия оптимальности чаще всего используется максимальная производительность обработки (минимальное машинное время) при различного рода наложенных ограничениях. При этом учитываются такие факторы как износ инструмента, температурные режимы, шероховатость и состояние поверхностного слоя (рис. 1.1). Что касается динамических свойств технологической системы, то они ли-