Главная страница Случайная страница Разделы сайта АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Тема 3.1. Моделирование процессов обработки резанием
Задача управления процессами механической обработки в настоящее время в основном сводится к реализации геометрической задачи управления – материализации требований чертежа в готовом изделии. Однако для обеспечения высоких требований к качеству изделия (геометрической точности и состоянию поверхности) необходимо учитывать весь комплекс факторов, оказывающих влияние на процесс металлообработки. Общая классификация систем и управляемых параметров приведена на рис. 3.1. Для решения геометрической задачи управления необходимо обеспечить требуемое взаимное расположение инструмента и заготовки в процессе обработки. Решение данной задачи на станках (в том числе и на станках с ЧПУ) включает три этапа: Этап 1. Установки. Этап 2. Статистической настройки. Этап 3. Динамической настройки. На этапе установки происходит ориентация и закрепление заготовки на столе – спутнике или на столе станка, установка спутника на станке, автоматическая установка режущего инструмента. В результате формируется размер установки – A У. При статической настройке инструмент по программе выводится относительно технологических баз детали на размер A С. При динамической настройке в процессе резания в результате деформирования технологической системы СПИД формируется размер динамической настройки A Д, т.е. размер между режущей кромкой инструмента и базой. Таким образом у детали получается размер A = A у + A с + A д. Мы рассмотрим вопросы моделирования управления точностью, производительностью и себестоимостью обработки на третьем этапе, т.е. в процессе обработки детали, так как именно размером А Д управляют в САУ. Для более полного учета особенностей механической обработки материалов необходимо оценивать весь комплекс параметров технологической системы во время выполнения процесса обработки заготовки. Его характеризует комплекс значений: δ – получаемая точность обработанной детали; N – потребляемая мощность; P – сила резания; – крутящий момент; А Д – порождаемые нагрузками упругие перемещения; T – температурный режим системы; μ – интенсивность изнашивания режущего инструмента; h – уровень вибраций; – характер стружкообразования и т.д. Эти параметры – переменные (внутренние параметры) состояния технологической системы. Они образуют вектор состояния системы
Рис. 3.1. Классификация систем управления металлообработкой
Возмущающие факторы (входные параметры): t – колебания силы резания; HB – изменение твердости материала заготовки; j – переменная жесткость технологической системы; – различная режущая способность инструмента и т.д. Они образуют вектор Воздействие на технологическую систему в процессе регулирования осуществляется через управляемые параметры: s – подачу; n – частоту вращения шпинделя ( – скорость резания) и т.д. Эти параметры, являясь внутренними параметрами, здесь выступают в роли управляемых (управляющих) параметров. Они образуют вектор управления На переменные (параметры) состояния и управления накладываются ограничения, например: · требуемая точность обработки детали; · допускаемые станком нагрузки (по силе, по мощности и т.д.). Эти ограничения либо определяют область допустимых значений переменных, либо устанавливают дополнительные зависимости между переменными состояния и управления. На стадии программирования (разработки управляющей программы для станка с ЧПУ) невозможно заранее и окончательно определить оптимальные режимы резания вследствие неполной определенности входных (возмущающих) параметров t, HB и т.д. Поэтому управлять подачей и скоростью резания необходимо непосредственно на станке. На станке с ЧПУ это осуществляется путем автоматической коррекции программы с целью изменения s и v на соответствующем переходе. При создании САУ важным моментом является выбор источника информации, на основании которой осуществляется корректировка управляющей программы (s, v). Прямое измерение размера динамической настройки , т.е. измерение отклонений между режущими кромками инструмента и базами, определяющими положение заготовки, представляет значительные трудности. Поэтому используют косвенные методы измерения . Они основаны на измерении упругих перемещений в отдельных стыках или в специально встроенных динамометрических устройствах.
Вопросы для самопроверки по теме 3.1 1. Моделирование управлением обработки на станках с ЧПУ. 2. Особенности назначения режимов резания в условиях автоматизированного производства.
|