Выбор технических ограничений при построении тех процесса

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 =(υ₁, υ₂ , …, υ_p) 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 Х= (x₁, x₂, …, x_n). 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 У= (у₁, у₂, …, у_m). Выходные параметры, ранее названные производными переменными, опре­деляют основные характеристики качества продукции и технико-экономические показатели, связанные с рассматриваемым процессом.

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.

Ко 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:

· физико-механические 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 технико-экономические по­казатели:

· расход и износ инструмента и станка,

· производитель­ность и себестоимость обработки,

· качество изделия (точность, шероховатость поверхности и физико-химические свойства),

· вид и форма детали.

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.