Оптимизация торцового фрезерования

 

Особенностью процесса фрезерования является его кинематическая и динамическая нестабильность, обусловленная дискретным характером взаимодействия режущих зубьев инструмента с обрабатываемой заготовкой. Нестационарность такого взаимодействия особенно проявляется за один оборот фрезы вследствие цикличности формирования срезов, число и размеры которых изменяются в зависимости от условий контакта.

Кинематическая и динамическая нестабильность фрезерования усугубляются действием различного рода случайных возмущающих факторов.

Разрешить противоречия между производительностью и качеством обработки при торцовом фрезеровании можно путем исполь­зования в качестве критерия оптимизации удельной энергоемкости процесса (общие затраты энергии стружкообразования, приведенные к единице объема удаляемого материала) при наложении специальных технологических ограничений на значения оптимизи­руемых параметров. Минимизация удельной энергоемкости про­цесса, которая пропорциональна его кинематической нестабильности , будет способствовать назначению повышенных значений скорости, глубины резания и подачи на зуб, т. е. режима повышенной производительности. При наложении на оптимизируемые параметры соответствующих ограничений можно достигнуть условий обработки, обеспечивающих необходимый уровень их стабилизации по выходным параметрам процесса. Разработанная для этой цели в Мосстанкине методология оптимизации фрезерования использует три группы специальных ограничений:

1. Ограничения по допустимой величине периода стойкости инструмента, которая определяется либо при необходимости выполнения определенного объема работы по величине машинного времени обработки

(36)

либо в соответствии с заданным [Т] и расчетным периодом стойко­сти инструмента

(37)

при назначении уровня надежности эксплуатации фрезы по вероятности отказа

(38)

В первом приближении модель вероятности отказа торцовых твердосплавных фрез с механическим креплением режущих пластин с периодом стойкости до 300 мин, описывается логарифмическим полиномом

(39)

где - время эксплуатации.

При необходимости ограничение по надежности эксплуатации инструмента может быть дополнено ограничениями по интенсивности и плотности вероятности отказов фрез.

2. Ограничение по допустимой силе резания, предельное значение которой определяется жесткостью системы резания, требованиями к прочности инструмента и точности обработки

(40)

(41)

Рассмотренные ограничения на процедуру оптимизации вместе с ограничениями на параметры режима резания, определяемыми технологическими возможностями станка, используются для оптимизации черновой обработки. Для чистового фрезерования дополнительно вводятся технологические ограничения (группа 3), которые стабилизируют динамическое воздействие на обрабатываемую заготовку.

3. Ограничения для стабилизации условий фрезерования включают в себя ограничения по какому-либо из представленных ниже параметров шероховатости обработанной поверхности:

(42

(43)

которые при необходимости ужесточить требование по стабильности параметров шероховатости обработанной поверхности детали могут быть дополнены ограничениями на значения их среднее квадратических отклонений и коэффициента вариации.

(44)

(45)

4. Ограничение по допустимой степени наклепа обработанной поверхности

(46)

и ее статистическим характеристикам:

(47)

(48)

(49)

(50)

(51)

Так как величины радиального и торцового биений режущих зубьев инструмента не являются оптимизируемыми параметрами, то технология изготовления фрез и установка режущих пластин должны обеспечивать их соответствие допустимым значениям

и , которые могут быть более жесткими, чем значения, допустимые по ГОСТу или ТУ конкретного производства.

Первые две группы технологических ограничений обязательны для чернового фрезерования, а третью группу ограничений необ­ходимо дополнительно включать в процедуру оптимизации чисто­вого фрезерования для обеспечения повышенных требований по качеству обработки.

 

Задание

Построить математическую модель процесса торцевого фрезерования и опреде­лить оптимальные режимы резания диаметром 10i мм, стойкостью Т=30, 60, 120 мин., материал – сталь 45, СЧ25, требуемая шероховатость =5-60 мкм, глубина резания =0,5+0,1i мм.

 

Практическая работа №4

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: