62 / 126
Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 3. 2017
Technological Equipment, Machining
Attachments and Instruments
____________________________________________________________________
62
Теория
Для проектирования протяжки необходимо определить систему исходной
информации, обеспечивающей непрерывную взаимосвязь расчетных параметров с
параметрами обрабатываемой детали и условиями эксплуатации инструмента. Для
установления выше указанных взаимосвязей необходимо конструкцию протяжки однозначно
описать системой параметров ее конструктивных элементов [9]. Основными
конструктивными параметрами, определяющими протяжку в целом, являются параметры ее
режущей части: подъем на зуб
S
, шаг
t
и высота
h
(глубина стружечной канавки) зуба, число
зубьев в группе (секции)
Z
c
. Условия эксплуатации протяжного инструмента достаточно
полно характеризуются скоростью резания
V
и количеством его допустимых переточек
n
.
Параметры
S, t, h, V
и
n
– взаимосвязаны и не определяются однозначно. В этой связи для
обеспечения процедуры выбора значений параметров инструмента необходимо
сформировать ряд математических моделей, характеризующих процесс эксплуатации
спроектированной конструкции инструмента [10].
Таким образом, для формирования структуры процесса проектирования протяжки
следует выявить и рассмотреть взаимосвязи параметров протяжки с параметрами оценки ее
эффективности с учетом ограничений на режимы эксплуатации.
При решении задач автоматизации проектирования основные свойства и
характеристики режущих инструментов следует описывать с помощью формальных
математических моделей. Любая математическая модель должна обеспечивать адекватность
и простоту представления исходного объекта, информационную сложность, простоту
обработки и наглядность. Чтобы правильно сформировать математическую модель,
отвечающую всем выше приведенным требованиям, необходимо было выявить параметры,
характеризующие конструкцию протяжного инструмента в целом.
С этой целью конструкция протяжки была представлена в виде совокупности
множеств, каждое из которых определяют какую-либо часть конструкции инструмента,
конструктивный элемент или параметры части конструкции или конструктивного элемента
[11] .
Сформировано множество неповторяющихся параметров, по которым проектируется
инструмент, включающее параметры рабочей части и хвостовика:
22
21
13
12
11
1
1
22
1
21
1
13
1
12
1
11
1
1
lx
lx
lx
lx
lx
i lx
n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
i
i
x
x
x
x
x
x
x
l
,
(1)
где
х
11
,
х
12
,
х
13
– параметры круглой, шлицевой и фасочной частей протяжки, соответственно;
х
1
– параметры, характеризующие рабочую часть протяжки в целом;
х
21
,
х
22
, – параметры
направляющей и хвостовой частей протяжки, соответственно.
Установлено, что при решении задачи выбора оптимального, с точки зрения какого-
либо критерия, варианта конструкции протяжки достаточно определить параметры ее рабо-
чей части, поскольку параметры ее хвостовой части в сравниваемых вариантах будут одина-
ковыми [12-15].
Для оценки эффективности спроектированной конструкции протяжного инструмента
выбран критерий обеспечения минимальной длины рабочей части. Возможное уменьшение
длины протяжки по сравнению с базовым вариантом однозначно позволит снизить стои-
мость инструмента за счет уменьшения затрат на материалы и его изготовление, а так же по-
высить производительность операции протягивания при прочих равных условиях.
Аналитические зависимости между критерием оптимальности и подлежащими опти-
мизации геометрическими, конструктивными и эксплуатационными параметрами инстру-
мента выражались в виде целевых функций. Причем, каждая целевая функция содержала