В настоящее время разработано достаточное количество методик по проектированию технологических процессов механической обработки. Однако использование существующих формул, проверка результатов, корректировка в связи с получением необходимых параметров связаны с затратами большого количества времени на поиск эмпирических коэффициентов и других необходимых данных в справочной литературе.
Значительно упростить и ускорить этот процесс позволяют современные программные средства. В частности в данной работе использованы математические пакеты систем MathCAD и Excel. Система MathCAD позволяет создавать описание решений математических задач с помощью привычных математических формул и знаков, имеет удобный интерфейс и прекрасные средства научной графики. Excel позволяет достаточно быстро манипулировать большим количеством исходных данных
Цель данной работы: разработать прикладной комплекс, позволяющий рассчитывать режимы резания для заданных условий и оптимизировать их, учитывая необходимые параметры качества, точности и производительности обработки.
Решается данная задача следующим образом:
1.Вся табличная информация собрана в одну базу данных и хранится в документе Excel. Обратится к данной базе данных можно из основного документа. Это позволяет производить быстрый поиск необходимых параметров.
2.Основные формулы, результаты расчетов и графики, находятся в документе MathCAD.
3.С помощью средств системы MathCAD, позволяющих работать с массивами и создавать программные модули, автоматизируются поиск и выбор некоторых параметров. Это значительно сокращает время работы.
Данный комплекс позволяет решать задачу, связанную с расчетом и выбором наиболее оптимальных режимов резания. При этом выполняется следующий алгоритм:
Блок-схема этапов расчета
1. Вводят исходные данные: размеры детали, обрабатываемый материал, параметры режущего инструмента, необходимые коэффициенты (коэффициенты выбираются из баз данных, которые хранятся в файлах Excel и могут быть открыты не выходя из основного документа).
2. Рассчитывают режимы резания. В результате расчетов получают интервалы рекомендуемых значений.
3. На следующем этапе делается поверка с учетом действительных возможностей оборудования. Если характеристики станка оказались меньше полученных значений, выводится сообщение о невозможности данной обработки. Т.е необходимо выбрать оборудование с более широкими возможностями.
4. После корректировки режимы резания рассчитываются заново.
5. В зависимости от вида обработки (черновое, чистовое точение; сверление) производят оптимизацию режимов резания, для получения необходимых качества, точности, производительности. При этом используются следующие технологические ограничения:
-режущая способность инструмента, которая лимитируется стойкостью;
-жесткость технологической системы;
-шероховатость обработанной поверхности.
6. Выводятся полученные режимы резания.
Одним из контролируемых параметров является качество поверхности. Данный комплекс позволяет проследить зависимость шероховатости от различных факторов
Рис.2. Фрагмент графических результатов
Однако графики показывают только характер зависимости, но не дают точных значений параметров. Оптимальное сочетание всех факторов для заданной величины шероховатости можно найти, решив систему уравнений
Рис.3. Фрагмент результатов оптимизации
Аналогичным образом оптимизируем значения параметров, лимитируя стойкость инструмента и жесткость технологической системы.
Смотрите также: