Оптимізаційна модель процесу обробки поверхонь обертання деталей поверхневим пластичним деформуванням - Статья

Розглядаються питання вибору раціональних режимів обробки, з метою максимального використання технологічних можливостей даного методу обробки для досягнення регламентованої якості поверхні. Розроблено методику побудови математичної моделі та програму оптимізації режимів обробки поверхневим пластичним деформуванням. Визначення режимів обробки деталей поверхневим пластичним деформуванням доцільно розглядати як техніко-економічну задачу. Оптимальні значення режиму обробки можна визначити побудувавши математичну модель, яка із регламентованою точністю буде описувати процес поверхневого пластичного деформування (ППД). Для того, щоб побудувати модель потрібно провести розрахунок зусилля вигладжування Ру, потім перевірити це значення, за обмеженнями, які характерні для даного методу обробки.Обмеження 2: Встановлює взаємозвязок Py із зусиллям Румахверст допустимим кінематикою верстату: Py ? Румахверст . Обмеження 1: Встановлює залежність між ефективною потужністю, що затрачується на процес вигладжування та потужністю електроприводу верстату. Швидкістю Vy в даному випадку буде швидкість переміщення точки А (рисунок 3), що знаходиться на поверхні деталі, на величину проникнення деформуючого елемента в деталь. Час за який точка А переміститься на величину СВ, відповідає часу повороту деталі на кут j1 . Потужність, яка затрачується на деформування металу, в процесі вигладжування, повинна бути не більша за потужність електродвигуна приводу верстату з врахуванням втрат на тертя: NЕФ = Nдh , (20) де Nд - потужність електродвигуна приводу верстата, КВТ; h - ККД механізму передачі від електродвигуна до інструменту (зазвичай h = 0,75 ).Обмеження 6: Встановлює взаємозвязок величини подачі, що допускається вимогами до шорсткості в залежності від початкової шорсткості та параметрів вигладжувального інструменту. Для визначення режимів вигладжування найбільш повним критерієм оптимальності є собівартість технологічної операції, оскільки вона враховує затрати по всіх видах роботи. Повна собівартість верстатної операції з врахуванням затрат на експлуатацію деформуючого елемента для визначеного налаштування та для різних режимів обробки буде мати наступний вигляд: C = АТФМ (BM a)tm Utp ; (32) c T де a - коефіцієнт, що враховує зарплату та нарахування, грн.; тф - фактична трудомісткість операції, хв; M - хвилинна зарплата, грн.; b - коефіцієнт загальних витрат, виражений в долях заробітної плати робітника; a - хвилинна вартість експлуатації обладнання, грн.; tm - верстатоємність операції, хв.; tp - час роботи інструменту за період обробки одної деталі, хв.; Tc - стійкість деформуючого елемента, хв.; U - вартість деформуючого елемента, грн. Задача оптимізації зводиться до того, що необхідно знайти такі значення чисел обертів шпинделя n та подач S, які б відповідали всім без виключення нерівностям технічних обмежень, а значення С при них було б мінімальним.Рисунок 6 - Блок схема алгоритму розрахунку зусилля вигладжування під час обробки методами ППД Розроблена оптимізаційна модель реалізована у вигляді програми автоматизованого розрахунку режимів вигладжування та може бути використана в системах технологічного проектування зміцнювально-вигладжувальних операцій оброблення поверхонь обертання в підшипниковому виробництві.