Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 174 подходов опирается на традиционные модели стойкости инструмента степенного вида [22- 29]. В работах авторов [30-38] предлагается новый подход к оптимизации режимов обработки металлов резанием, основанный на предложенной выпуклой модели режущего инструмента и применении метода характеристических линий. Следующим шагом предполагается развитие идей в сторону автоматизации и управления процессами резания. Алгоритмы и методики управления процессом резания применяются при проектировании станков с числовым программным управлением (ЧПУ) и системами автоматического регулирования (САР). Целью данной статьи является изложение результатов применения разрабатываемого подхода на основе предлагаемой новой модели к задаче оптимального управления процессом резания. В работе показаны результаты аналитического решения. Также приведен пример расчета системы двухканального управления. В работе рассматривается операция сверления, но с необходимыми корректировками предлагаемый подход также может быть применен и для других операций обработки металлов резанием – точение, фрезерование и пр. Использование новой стойкостной модели для расчета оптимальных режимов обработки Предлагаемая новая одноэкстремальная экспоненциальная модель стойкости режущего инструмента имеет вид:     2 2 0 2 2 exp , n s n s n a S a L A b b                 (1) где стойкость инструмента характеризуется величиной L – суммарной длиной просверленных отверстий до затупления сверла, мм; независимые переменные (факторы) n – число оборотов в минуту, об/мин; 0 S – подача на оборот, мм/об; A , n a , s a , n b , s b – параметры модели, определяются условиями резания (материал инструмента, материал детали, геометрия инструмента, применяемая СОЖ и пр.). В предлагаемой форме (1) параметры модели имеют простую и понятную для практиков геометрическую интерпретацию: параметр A задает максимальное значение стойкости инструмента на поле факторного пространства, n a и s a – координаты максимума стойкости по переменным n и 0 S , n b и s b характеризуют координаты эллипсов рассеивания стойкостей по координатам n и 0 S на уровне A e . Проведенные исследования [30-38] процесса сверления позволили на картине стойкости конкретного инструмента в зависимости от режимов обработки (двухфакторное поле 0 , S n ) выделить геометрическое место точек, где для текущих значений минутных подач на поле факторного пространства 0 ( , ) S n находятся максимальные значения стойкостей инструмента (рис. 1). На этой линии M IIS (рис. 1) находятся режимы «минимума затрат», которые можно рассчитать по формуле:   0 0 , С D Q E S n L n S     , (2) где , , C D E – некоторые экономические параметры.