Аналитическая оптимизация токарной обработкой.

Дата: 2025-05-01; Просмотры: 2

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ»

(КНИТУ - КАИ)

Альметьевский филиал

Кафедра «Конструирования и машиностроительных технологий»

Курсовая работа

по дисциплине: «Процессы и операции формообразования»

на тему: «Определение оптимальных режимов резания»

Выполнил: ст. гр. 24202

Тагиров А. М.

Проверил(а): Кечаева С.С.

Дата:

Альметьевск 2016

СОДЕРЖАНИЕ

Введение………………………………………………………………………....3

Исходные данные……………………………………………………………….4

Режимы резания………………………………………………………………....5

Аналитическая оптимизация токарной обработки …………………………...7

1.1 Технические ограничения, связанные с применяемым оборудованием…………………………………………………………………..7

1.2 Технические ограничения, связанные с режущим инструментом…………………………………………………………………...11

1.3 Технические ограничения, связанные с технологическими

требованиями к результатам обработки……………………………………....14

2. Приведение технических ограничений и целевой функции к линейному виду……………………………………………………………………………....17

3. Графическое решение задачи……………………………………………….18

Заключение……………………………………………………………………...22

Список используемой литературы…………………………………………….23

Введение

Важность принятия оптимальных решений в технике при

проектировании и эксплуатации технических объектов не вызывает

сомнений. Поиск оптимальных решений предусматривает наличие:

-математической модели;

-алгоритма решения задачи на компьютере;

-исходных данных.

Составление математической модели начинается с

содержательной постановки задачи. Если модель описывает

зависимость между исходными данными и искомыми величинами, то

алгоритм представляет собой последовательность действий, которые

надо выполнить, чтобы от исходных данных перейти к искомым

величинам. Алгоритмы задач принятия решений могут быть настолько

сложны, что без применения компьютера с соответствующим

программным обеспечением реализовать их практически невозможно.

Заметим, что никакая хорошая сходимость алгоритма, никакое

быстродействие и оперативная память компьютера не заменят

достоверных исходных данных.

Исходные данные

, =150мм, L=525мм. Материал заготовки – КЧ-35-10, НВ=163, способ крепления –патрон и центр.

Станок 16К20: N=5,5 кВт, η=0,82 , Н=7300 Н, =16 об/мин, =2000 об/мин, =0,05 мм/об, =2,80 мм/об.

Резец ВК8, HхB=16х10, .

h=150мм-138мм=12мм, t=12/2=6мм.

=3 мм, =2,5мм, =0,5мм.

Режимы резания

Оптимальным режимом резания является такое сочетание глубины, подачи и скорости резания (рис.1), при котором механическая обработка заготовки выполняется наиболее экономично при соблюдении требований к точности, шероховатости и качеству обработанных поверхностей. Расчет оптимальных режимов резания представляет собой сложную технико-экономическую многофакторную вариационную задачу, решение которой наиболее эффективно реализуется с использованием ЭВМ и математических методов программирования.

В работе изложена методика определения оптимальных режимов резания технологической операции наружного точения путем построения математической модели в виде системы технических ограничений, выраженных линейными неравенствами в совокупности с линейным уравнением целевой (оценочной) функции, и ее решение на ЭВМ с помощью симплекс-метода линейного программирования.

В качестве критерия оптимальности принята минимальная себестоимость обработки.

рис.1

Выбор тех или иных технических ограничений зависит от вида обработки и определяется конкретными условиями технологического, конструкционного и производственного характера. Рассмотрена задача двухпараметрической оптимизации режимов резания (скорости резания и подачи) на последнем проходе, поэтому глубина резания t должна быть выбрана заранее:

при чистовом точении, если шероховатость обработанной поверхности составляет Ra = 0,63…2,5мкм, глубина резания

выбирается в пределах t = 0,05…0,20 мм; если Ra ≥ 2,5мкм, то глубина резания составляет t = 0,2…1,2мм.

при черновом точении припуск h, как правило, должен удаляться за один проход, то есть t = h. В прил. 1 приведены численные значения припусков h_табл., удаляемых за один проход, при обработке заготовок из круглого стального проката. При использовании заготовок, полученных другими технологическими способами, величину h_табл. корректируют на основании приведенных соотношений до значения

h₀: для отливок h₀ = (1,5…1,6)h_табл; для поковок h₀ = (1,2…1,4)h_табл; для предварительно обработанных заготовок h₀ = (0,7…0,8)h_табл .

Рекомендуется следующий порядок выбора глубины резания при черновом точении:

определяется припуск на обработку h как полуразность между размером заготовки D и детали d: h = (D-d)/2;

по прил.1определяется табличное значение припуска h _табл или h ₀ для различных видов заготовок;

рассчитывается число проходов i = h/ h _табл или i = h/h ₀ с округлением до целого;

определяется искомая глубина резания t = h/i, используемая в расчете.

Аналитическая оптимизация токарной обработкой.

1.1 Технические ограничения, связанные

с применяемым оборудованием

Будем рассматривать технические ограничения, связанные с применяемым оборудованием, выбранным режущим инструментом, и технические ограничения, связанные с технологическими требованиями к результатам обработки.

1) Ограничение по мощности привода главного движения

станка.

Это ограничение устанавливает связь между эффективной

мощностью резания и мощностью привода главного движения станка.

,

где N- мощность станка; - КПД; n- частота вращения шпинделя; S- подача.

По справочному материалу определяем: C_pz=100; X_pz=1;Y_pz=0,75; n_pz=0. По заданным углам по справочному материалу определяем

Так как то K_mp= , тогда K_mp=1.03. Находим K_pz:

K_pz= = .

При черновом точении:

При получистовом точении:

При чистовом точении:

2) Ограничение по прочности механизма подач станка.

Оно устанавливает взаимосвязь расчетной скорости резания и подачи с

допустимыми значениями по прочности механизма подач станка.

,

где k коэффициент равный от 0,33 до 0,45.

P_S- нагрузка, которая находится по формуле:

,

где P_z - окружная сила резания, которая находится по формуле:

,

где V- скорость резания, которая находится по формуле:

=

При черновом точении:

При получистовом точении:

При чистовом точении:

3) Ограничение по минимальной частоте вращения шпинделя.

Скорость резания не может быть выбрана меньше, чем возможная при

наименьшей частоте вращения шпинделя станка n_ст.min по паспортным данным.

4) Ограничение по максимальной частоте вращения шпинделя.

Скорость резания не может быть выбрана больше, чем возможная при

наибольшей частоте вращения шпинделя станка n _ст.max по паспортным

данным.

5) Ограничение по минимальной подаче.

Расчетная величина подачи не может быть выбрана меньше, чем минимальная по паспортным данным станка S_ст.min

6)