Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

173 / 530

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
173
УДК 517.977.5:621.9
ПОДХОД К УПРАВЛЕНИЮ ПРОЦЕССОМ СВЕРЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ВЫПУКЛОЙ
МОДЕЛИ СТОЙКОСТИ ИНСТРУМЕНТА
Г.И. СМАГИН, канд. техн. наук, доцент
В.С. КАРМАНОВ, канд. техн. наук, доцент
И.В. ФЕДИН, магистрант
(НГТУ, г. Новосибирск)
Карманов В. С. – 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,
Новосибирский государственный технический университет,
e-mail:
В статье предлагается методика расчета двухканальных автоматических систем
управления для металлорежущего оборудования. Большинство исследований в этой области
основывается на традиционных моделях стойкости режущего инструмента,
преимущественного степенного вида. Авторами предлагается выпуклая одноэкстремальная
экспоненциальная модель стойкости инструмента, и основанная на этой модели методика
вычисления оптимальных режимов резания. При разработке данного подхода применялся
метод характеристических линий и характеристических поверхностей. Для выбранного
критерия оптимальности найдена характеристическая линия, на которой лежат оптимальные
режимы. Конкретное значение режима определяется экономическими данными, входящими
в критерий оптимальности.
В работе предлагается применить разработанную методику к проектированию станков
с числовым программным управлением и системами автоматического регулирования.
Предлагается применять управление по стабилизации крутящего момента. Приведены
примеры аналитического решения задачи оптимального управления в случае простых
моделей зависимости крутящего момента от режимов и времени обработки. Приведен
пример синтеза регулятора для двухканального управления. Проведена оценка
экономического эффекта от внедрения разработанной методики.
Предлагаемая методика исследовалась на данных стойкостных испытания процесса
сверления, однако с необходимыми корректировками может применяться и для других
операций обработки, например, точения или фрезерования.
Ключевые слова: оптимальные режимы сверления, станки с системой
автоматического регулирования, одноканальная и двухканальная системы управления
приводами для станка, стабилизация крутящего момента на инструменте, синтез регуляторов
пониженного порядка, модели стойкости инструмента, нормирование режимов обработки,
характеристические линии и характеристические поверхности, нормирование режимов
обработки.
Введение
Целью управления процессом резания является повышение точности обработки,
стойкости инструмента, снижения затрат, повышения производительности технологического
процесса.
В настоящее время активно ведутся работы по проектированию систем управления
процессами резания, как за рубежом [1-7], так и в нашей стране [8-21]. Большинство