Выходные параметры

1. Физико-механические показатели процесса обработки:

1.1 Стойкость режущего инструмента.

1.2 Составляющие сил резания.

1.3 Температура в зоне резания.

1.4 Мощность резания.

1.5 Тип и форма стружки.

1.6.Характеристика контактного взаимодействия инструмента с обрабатываемой заготовкой.

Технико-экономические показатели обработки

2.1 Себестоимость.

2.2 Время: штучное, основное, технологическое.

2.3. Обслуживание.

2.4. Расход режущего инструмента.

Совокупность функциональных зависимостей входных и выходных параметров образуют математическую модель процесса, который в общем случае носит вероятностный характер.

По результатам исследования процессов резания при глубоком сверлении сталей мною была разработана «ОПТИМИЗИРУЕМАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ ОТВЕРСТИЙ», где учтены подходы к решению этой задачи, предложенные другими учеными / Н.Н. Зорев, М.И. Клушин, В.Н. Подураев, Е.Г. Коновалов, В.Ф. Бобров, Г.И. Грановский, D.F. Galloway и др. /.См. Э.М.Дечко Сверление глубоких отверстий в сталях.

Разработанная схема направлений оптимизации процессов глубокого сверления сталей включает три блока – входной, функциональный и выходной.

Первый блок содержит условия процесса обработки: материал детали, диаметр и глубина сверления, точность размеров и качество поверхности стойкость инструмента, заданная производительность и др.

Второй блок отражает процессы, связанные с инструментом, образованием и отводом стружки, силовыми и тепловыми нагрузками, жесткостными показателями системы СПИД. Взаимовлияние конструктивных, геометрических параметров сверл, контактных процессов в зоне инструмент-деталь, жесткость системы отражают элементы, включающие стойкостные и точностные зависимости.

Третий блок – это практическая реализация вскрытых закономерностей, включающая уровни режимов резания, точность размеров, качество поверхности, производительность.

Большое количество факторов, сложность и взаимосвязь различных процессов, сопутствующих глубокому сверлению отверстий, различное их математическое описание вызывает необходимость при оптимизации процесса расчленять общую модель на отдельные самостоятельные задачи.

Условия протекания процесса резания, как отмечается в различных исследованиях, определяются:

1.Кинематической схемы резания.

2.Упругими и пластическими деформациями обрабатываемого материала. 3.Разрушениями в зоне резания.

4.Трением.

5.Тепловыми, магнитными, химическими, электрохимическими процессами и др.

В различных структурных схемах отмечается многообразие связей между отдельными элементами, которые могут дополнять или ослаблять друг друга, а сама связь может быть косвенной или непосредственной. То есть, сам процесс резания сопровождается

1) упругими и пластическими деформациями обрабатываемого материала,

2) разрушением в зоне резания,

3)трением в зонах контакта с изделием и стружкой,

4)адгезионным, абразивным, диффузионным и др. видами взаимодействия между инструментом и обрабатываемым материалом

При переходе от элементарной системы в систему более высокого уровня возможен переход к системе управления процессами. При этом необходимо учитывать следующее:

1. Наличие причинно-следственных связей между элементами системы, причем обратная связь является одним из важнейших условий управления.

2. Динамичность системы предусматривает возможность перехода из первоначального состояния в иное.

3. Необходимо наличие управляемых и управляющего блоков.

4. В системе должен быть элемент, усиливающий управляющее воздействие, а также возможность передачи накопления и преобразования управляющей информации.

Целостность системы – это не набор отдельных элементов, а тесная взаимосвязь. С позиции системного подхода, при исследовании обработки материалов резанием, характеристики системы можно представить следующим образом:

1. Наличие свойств в блоках и элементах, образующих единое целое в отдельности.

2. Представление в количественной форме процессов, происходящих внутри блоков и отдельных элементов, входящих в них.

3. Представление конечного результата в виде результата взаимосвязи процессов взаимозависимостей и их взаимного влияния.

4. Представление системы в виде отдельных взаимосвязей блоков и возможность конкретного описания, оценки каждого блока и отдельных элементов, влияющих на конечный результат.

5. Возможность целенаправленного воздействия, регулирования, управления, как отдельным элементом, так и всей системой, для получения конкретного результата обработки.

Профессор Н.Н.Зорев разработал схему взаимодействия основных факторов, сопровождающих процесс прямоугольного свободного резания.

Допущения:

1.Сдвиговые деформации сконцентрированы вдоль условной плоскости сдвига.

2.Процесс резания осуществляется без наростообразования.

На процесс стружкообразование наибольшее внешнее воздействие оказывают 4 фактора:

1. Передний угол.

2. Угол действия.

3. Скорость резания.

4. Свойства обрабатываемого материала.

Отмечается как непосредственное, так и косвенное влияние этих факторов на процесс резания. Причем, выполнена группировка факторов, их взаимодействия и взаимовлияния на зону стружкообразования и процессы в области передней поверхности инструмента.

Учитывая сложность и взаимовлияние многообразных связей при резании, Н.Н.Зорев предостерегает от попыток сведения роли многочисленных процессов к одному универсальному фактору.

Профессор В.Ф. Бобров отмечает также сложную взаимосвязь факторов косвенных и непосредственных, которые оказывают влияние на процесс резания. Он разделил их на следующие группы:

1. Внешние:

1.1. Обрабатываемый материал.

1.2 Материал инструмента.

1.3 Геометрия инструмента.

1.4 Режимы резания.

1.5 СОЖ.

2. Внутренние:

2.1 Угол действия.

2.2 Средний коэффициент трения.

2.3 Ширина площади контакта инструмента с изделием.

2.4 Действительный передний угол с учётом нароста.

Профессор М.Ф.Полетика схему взаимодействия факторов в процессе резания описывает следующим образом:

Геометрия инструмента совместно с режимами резания определяют температуру резания и коэффициент трения стружки о резец. В свою очередь, передний угол резца определяет равнодействующую силы на передней поверхности, что определяет угол плоскости сдвига, а через него - величину усадки стружки. На взаимовлияние различных факторов в процессе резания в первую очередь влияют: 1) свойства обрабатываемого материала, 2) температура резания.

Профессором Клушиным М.И. предложена единая система резания металлов, которая учитывает: взаимосвязанность и одновременное взаимодействие упругих и пластических деформаций срезаемого слоя металла, самой обрабатываемой поверхности и износа режущего инструмента. «Познание системы осуществляется путем нормированного изменения внешних воздействий на нее на входе и изучение ее реакций на выходе, которые принято называть функциями системы».

При всестороннем анализе исследуемого объекта необходимо учитывать одновременно протекающие механические, физические, химические, физико-механические и прочие явления и процессы. Поэтому целесообразно полную математическую модель, как состоящую из отдельных блоков, которые могут быть самостоятельными объектами исследований.

Дата добавления: 2015-07-26