Грубый МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЛЕЗВИЙНОЙ ОБРАБОТКИ Рекомендовано редсоветом МГТУ им. <...> Г90 ISBN 978-5-7038-3145-8 Изложены теоретические основы методов, рекомендованных для использования при расчете режимных параметров различных видов лезвийной одно- и многоинструментной обработки. <...> Н.Э. Баумана, 2008 ВВЕДЕНИЕ Лезвийная обработка относится к обработке резанием и включает широко применяемые в технологических процессах механосборочного производства виды: точение, растачивание, сверление, фрезерование, протягивание и др. <...> Чаще всего режимными параметрами лезвийной обработки являются глубина резания, подача, скорость резания, частота вращения шпинделя, которые могут иметь как постоянные, так и переменные значения по переходам. <...> Система резания и анализ процесса механической обработки Система резания имеет сложную структуру, характеризующуюся взаимодействием множества факторов. <...> Это определение носит обобщающий характер и применимо, например, собственно для системы резания (рис. <...> 5 Вход Система резания а Исходные данные Задача оптимизации режимных параметров б Внешние условия Режимные параметры Показатели Операция обработки резанием в Рис. <...> Примеры технических систем: а — система резания; б — оптимизационная задача; в — операция обработки резанием Таким образом, различие между параметрами и переменными условно, а их совокупность определяет количественную информацию о системе. <...> Критерием такой оптимизации может быть количественная переменная, например штучное время обработки заготовок на операции. <...> Внутренняя параметрическая оптимизация реализуется в адап6 эффективности Значения режимных параметров Выход тивных системах управления с обратной связью, когда режимные параметры корректируются в реальном времени на основе диагностики процесса резания и изнашивания инструмента. <...> • Точение (скорость резания, тангенциальная составляющая силы, радиальная составляющая силы, параметр <...>
Методы_оптимизации_режимных_параметров_лезвийной_обработки.pdf
УДК 621.9.014:1.01(075.8)
ББК 34.63-1
Г90
Рецензенты: Б.П. Саушкин, д-р техн. наук,
проф. кафедры технологии машиностроения МГТУ – МАМИ;
С.Ю. Шачнев, зам. главного технолога
ЗАО «ЗЭМ РКК “Энергия” им. С.П. Королева»
Грубый С.В.
Ч 24 Методы оптимизации режимных параметров лезвийной
обработки: Учеб. пособие. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2008. — 96 с.: ил.
Г90
ISBN 978-5-7038-3145-8
Изложены теоретические основы методов, рекомендованных
для использования при расчете режимных параметров различных
видов лезвийной одно- и многоинструментной обработки. Приведены
решения типовых задач оптимизации.
Для студентов, обучающихся по специальности 150403 «Инструментальные
системы машиностроительных производств», а также
для магистров и аспирантов по научной специальности 05.03.01
«Технологии и оборудование механической и физико-технической
обработки».
УДК 621.9.014:1.01(075.8)
ББК 34.63-1
Учебное издание
Грубый Сергей Витальевич
Методы оптимизации режимных параметров
лезвийной обработки
Редактор С.А. Серебрякова
Корректор Г.С. Беляева
Компьютерная верстка С.А. Серебряковой
Подписано в печать 25.04.2008. Формат 60×84/16. Бумага офсетная.
Усл. печ. л. 5,58. Уч.-изд. л. 5,01. Тираж 100 экз.
Изд. № 1. Заказ
.
Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана
Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана
105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5
ISBN 978-5-7038-3145-8
2
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ..................................................................................................... 3
1. Математическое моделирование процесса резания ................................ 5
1.1. Система резания и анализ процесса механической обработки ......... 5
1.2. Математические модели и уравнения ............................................... 7
1.3. Техническое нормирование станочных операций .......................... 12
1.4. Критерии оптимизации ................................................................... 14
2. Методы математического программирования для решения задач
оптимизации режимных параметров .................................................... 16
2.1. Основные понятия и классы задач оптимизации ............................ 16
2.2. Метод линейного программирования ............................................. 17
2.3. Оптимизация режимных параметров сверления методом
линейного программирования ........................................................ 18
2.4. Оптимизация режимных параметров чистового точения методом
линейного программирования ........................................................ 21
2.5. Свойства функций одной переменной ............................................ 24
2.6. Минимизация себестоимости обработки по скорости резания ...... 27
3. Методы нелинейного программирования ............................................. 32
3.1. Функции многих переменных. Условия экстремума ...................... 32
3.2. Минимизация себестоимости обработки по скорости резания
и подаче методом спуска ................................................................ 34
3.3. Минимизация себестоимости обработки как общая задача
нелинейного программирования .................................................... 37
3.4. Минимизация себестоимости обработки методом внутренних
штрафных функций ........................................................................ 43
4. Оптимизация режимных параметров при многоинструментной
обработке .............................................................................................. 48
4.1. Однопозиционная последовательная обработка ............................. 48
4.2. Однопозиционная параллельная обработка .................................... 52
4.3. Многопозиционная последовательная обработка ........................... 61
4.4. Многошпиндельные головки агрегатных станков .......................... 73
5. Методические основы управления режимными параметрами .............. 77
5.1. Методы аппроксимации стойкости и скорости изнашивания
инструментов полиномиальными моделями .................................. 77
5.2. Оптимальное управление скоростью резания и подачей ................ 84
Приложение .............................................................................................. 94
Список литературы ................................................................................... 95
96
Стр.96