28 / 460
Actual Problems in Machine Building. 2015. N 2
Innovative Technologies
in Mechanical Engineering
____________________________________________________________________
28
Формирование методики оптимизации режимов сверления труднообрабатываемых
материалов с учетом энергетических затрат оборудования;
Исследование разработанной методики.
Методика рассматривается на примере операций сверления, с небольшими
изменениями она может быть применена для других процессов обработки материалов и
других видов обработки при безнаростовом стружкообразовании (точении, фрезеровании).
Модели процесса резания, характеристические линии и характеристические
поверхности
В систему базовых моделей процесса резания включаются:
L
– стойкость инструмента
(общая длина просверленных отверстий до затупления сверла), мм;
P
ос
– осевая сила, Н;
M
кр
– крутящий момент, Н
м;
t
– температура резания,
C. Так же, как и в традиционных
методиках нормирования, основная роль отводится стойкости инструмента, и от выбора
модели стойкости во многом зависит качество и точность нормирования режимов резания.
Стойкость инструмента зависит от режимов резания
n
– частота вращения сверла, об/мин;
S
0
– подача на оборот, мм/об.
При нахождении оптимальных режимов резания использовался критерий минимума
затрат [2]:
0
0
0
( , )
( , )
C D
Q n S
E
L n S S n
,
(1)
где
C
,
D
,
E
– некоторые экономические параметры. К таким критериям можно отнести
критерий минимума затрат, минимума себестоимости, минимума времени обработки.
В качестве модели стойкости в работе была выбрана экспоненциальная
одноэкстремальная трехфакторная модель [1].
2
2
0
0
( , , )
exp
an
as
A
bn
bs
an
as
A
bn
bs
n d
S
d
L n S d
d
d
d
,
(2)
где
,
,
,
,
, ,
,
,
,
A an as bn bn A an as bn bn
– параметры трехфакторной модели,
d
–
диаметр сверла.
В работах [1,2] показано, что оптимальные режимы для критерия (1) и моделей
стойкости вида (2) лежат на характеристической поверхности
IIS
M
-IIS
M
:
2
2
2 2
0
(
) 4
4
( , )
2
sd nd
sd nd
sd nd
sd
nd
a b
a b
b a n b n
S n d
b
,
(3)
где
;
;
;
.
as
an
bn
bs
sd
as
nd
an
nd
bn
sd
bs
a
d a
d b
d b
d
(4)
При выборе конкретного диаметра определяется характеристическая линия
IIS
M
.