Математические модели технологического процесса

В настоящее время математические модели оптимизируемых процессов в основном строятся на базе специальных экспериментальных исследований. Ограничения в этих моделях представляют собой уравнения регрессии. Состав ограничений часто устанавливают субъективно, а вид функциональных связей (уравнений регрессии) вследствие эмпирического характера исследований очень приближенный и справедлив только в границах данного эксперимента. Это не позволяет вскрыть физическую природу ограничений, учесть их взаимовлияние и тем более прогнозировать изменения процесса обработки в зависимости от свойств обрабатываемого материала и инструмента. Лишь теория процесса, построенная на основополагающих гипотезах с применением фундаментальных законов естественных наук (механики, теплофизики, химии и т. д.), позволит построить объективную модель процесса, учитывающую весь комплекс взаимосвязей ее параметров.

Для всей проблемы проектирования оптимального технологического процесса разработка моделей, описывающих важнейшие стороны процессов механической обработки (производительность и точность, качество поверхностных слоев, шероховатость обработанной поверхности и т. д.), является важной научной и практической задачей.

Аналитические модели сил резания. Для получения максимальной производительности процесса обработки (и снижения основного времени) обычно увеличивают два фактора: объем деформируемого и разрушаемого при обработке материала детали, т. е. глубину резания и подачу; относительные скорости перемещения инструмента и детали, т. е. скорость резания.

Рост первого фактора увеличивает составляющие силы резания, второго — изнашивание инструмента. Очень много практических причин ограничивает увеличение сил резания (копирование погрешностей заготовки, прочность и жесткость инструмента, детали, приспособления, элементов станка, увеличение вибрации технологической системы, недостаточная мощность привода станка, нагрев инструмента и т. д.).

Процесс резания как механическое явление, связанное с силовым воздействием инструмента на деталь и их взаимным перемещением, подчиняется классическому закону механики о равенстве работ активных и реактивных сил (баланс работ).

В САПР технологических процессов находят применение структурно – логические и функциональные математические модели.

Структурно – логические математические модели подразделяются на табличные, сетевые и перестановочные.