Проектирование элементов расчёта режимов резания САПР ТП механической обработки

Лабораторная работа № 7

Тема: Проектирование элементов расчёта режимов резания САПР ТП механической    обработки.

Цель: Изучить расчёт оптимальных режимов резания методом линейного программирования.

В основе оптимизации режимов резания методом линейного программирования лежит построение математической модели, которая включает совокупность технических ограничений приведенных к линейному виду логарифмирования и упрощённый вид целевой функции. Для решения этой задачи на ЭВМ могут быть использованы различные численные методы (метод перебора, симплекс метод и т.д.), а также графический метод начально представляющий математическую модель процесса резания.

Рассмотрим особенности построения технических ограничений для продольного наружного точения:

Ограничение 1: Режущие возможности инструмента.

Это ограничение устанавливает связь между скоростью резания определяемой принятой стойкостью инструмента, его геометрией, глубину резания, подачей и механическими свойствами обрабатываемого материала с одной стороны и скоростью резания определяемой кинематикой станка с другой стороны .

Скорость резания для различных видов обработки определяется по формуле:

 где Cv –Постоянный коэффициент характеризующий нормативные условия обработки.

- Диаметр обрабатываемой детали (или инструмента)

 - Поправочный коэффициент учитывающий качество обрабатываемого материала, состояния поверхности заготовки, характеристику режущего инструмента.

 - Принятая стойкость инструмента, m – показатель относительной стойкости

t – Глубина резания

S - Подача

Z – Число зубьев режущего инструмента

Вф – Ширина фрезерования

zv, xv, yv, rv – Показатели степеней или переменных в формуле скорости резания

С другой стороны скорость резания определяется кинематикой станка согласно зависимости:

 где n мощность станка

Приравнивая правую часть Формулы и сделав преобразования получаем выражение 1 технического ограничения:

Для продольного наружного точения zv = 0, uv = 0, rv = 0

Ограничение 2: Мощность электро двигателя главного движения станка.

Это ограничение устанавливает взаимосвязь между эффективной мощностью затрачиваемой на процесс резания и мощности электро привода главного движения станка. Эффективная мощность затрачиваемая при различных видах обработки определяем по формуле:

 где Cz – Постоянный коэффициент характеризующий условия обработки.

Kz – Общий поправочный коэффициент на мощность учитывающий изменение условий обработки против нормативной.

KCz – Поправочный коэффициент учитывающий отдельный вид обработки

Учитывая необходимое условия протекания процесса резания можно получить следующее неравенство:

Nэф<=Nn где Nn – мощность электро двигателя главного привода станка - КПД механизма передачи от электро двигателя к инструменту.

Приравнивая правые части получаем 2-е техническое ограничение.

            Ограничение 3:Заданная производительность станка.

Этим ограничением устанавливается связь расчёта скорости резания и подачи с заданной производительностью станка. И исходя из соотношения, продолжительности цикла работы станка, основного технологического и вспомогательного непрерывного времени. Можно получить выражение для 3-его ограничения.

где R – заданная производительность станка

L – Длина рабочего хода инструмента

Kz – Коэффициент загрузки станка

Rr – Число деталей обрабатываемых одновременно на одной позиции.

Tвн – Вспомогательное время.

Ограничение 4 и 5: Наименьшая и наибольшая допустимые скорости резания.

Эти ограничения устанавливают связь расчётной скорости резания с кинематикой станка по min и max. Ограничение принимает вид:

n>=nст, min

n<=nст, max

Ограничение 6 и 7: Наименьшая и наибольшая допустимые подачи

Эти ограничения аналогично предыдущим устанавливает взаимосвязь расчётной подачи с подачей допустимой кинематики станка по min и max. Ограничение имеет вид:

S>=Sст.min    S<=Sст.max

            Ограничение 8: Прочность режущего инструмента.

Это ограничение устанавливает взаимосвязь между расчётным значением