Новое поколение технологического оборудования

Технологический процесс

Технологический процесс механической обработки рассматривается как подсистема (рис. 9.1), входом которой являются перемещения манипуляторов R_Д и R_И, а выходом - результат данных перемещений, сила резания P_рез.. Для механической обработки в качестве упрощенной модели может рассматриваться зависимость между скоростью перемещения инструмента относительно детали V_п и усилием резания P_рез.

Для оптимального управления технологической машиной как единой системой (рис. 9.1) необходимо задать критерии, характеризующие качество выполнения технологической операции. Такими критериями, например, для абразивной обработки являются шероховатость поверхности R_z, глубина прожигов поверхностного слоя обрабатываемой поверхности h_п и максимальный съем материала в направлении перемещения инструмента относительно детали Q_рез. (рис. 9.4, а). Исходным требованием к поверхности обработки является требование к шероховатости поверхности R_z и к возможным прижогам h_п, что особенно критично при обработке титановых сплавов. Данные критерии определяются в большей степени скоростью относительного перемещения инструмента и обрабатываемой детали V_П. При этом существуют ограничения скорости V_П.min и V_П.max, когда обеспечиваются допустимые h_п.min и h_п.max, R_z.min и R_z.max. Область ограничений по V_П связана с ограничениями по силе резания P_рез.min и P_рез.max. Данные ограничения обусловлены упругими допустимыми деформациями, определяемыми данными силами, и . Ограничение на P_рез. может быть определено также конструктивными допустимыми размерами, при которых наступало разрушение инструмента либо других конструкций станка.

Область накладывает ограничения на P_рез. и V_П с целью обеспечения качества, точности и прочности конструкции. Однако в области D_max существует область, в которой обеспечивается максимальный съем материала, что тождественно мощности, затрачиваемой на резание

( 9.1)

Рис. 9.4.

На рисунке 9.4 Q_рез. представляет поверхность 1, которая описывается уравнением (9.1). Так как Q_рез. имеет максимум на границе зоны (2, рис. 9.4), то область D (рис. 9.4, б) является той областью изменения , где обеспечивается требуемое качество, точность и максимальная производительность.

На рисунке 9.4, б) приведены области изменения P_рез. и V_П равные соответственно составляющим силы P_рез. и скорости V_п в направлении движения инструмента относительно детали и обеспечивающие требуемую шероховатость поверхности (R_z), глубину прижогов (h_п) обрабатываемого поверхностного слоя и упругие допустимые деформации от действия силы резания. Нахождение P_рез. и V_П в области D дополнительно к требуемому качеству обеспечивает максимальный съем материала в единицу времени Q_рез.max. Данная область ограничена погрешностью измерения P_рез. и V_п. Поэтому управление исполнительными приводами манипуляторов перемещения инструмента и детали осуществляется таким образом, чтобы находиться в области , так как в этом случае обеспечивается требуемое качество поверхности после обработки и максимальная производительность.