15 Билет
1. Оптимизация технологических процессов: основные понятия и последовательность решения задачи оптимизации техпроцесса.
Цель оптимизации – определить возможность такого построения технологического процесса, при котором он обеспечивает максимальный эффект.
Оптимизация ТП – это поиск такого варианта ТП из числа возможных, который обеспечивает в определенных условиях минимальные трудовые и материальные затраты при изготовлении продукции заданного качества.
Виды оптимизации:
Структурная оптимизация технологического процесса, при котором оптимизируются последовательность выполнения и содержание технологических операций.
Параметрическая оптимизация, при которой оптимизируются значения параметров технологического процесса.
Основные этапы решения задачи оптимизации:
1. Постановка задачи, анализ исходных данных.
2. Обоснование критерия оптимизации.
3. Выявление основных закономерностей и особенностей оптимизируемого ТП.
4. Построение математической модели ТП.
5. Разработка алгоритма и программы решения задачи оптимизации.
6. Анализ полученных результатов, принятия решения.
Постановка задачи должна отражать конкретные условия и возможные варианты осуществления ТП, т.е. варианты используемого оборудования, диапазон возможных изменений режимов резания, возможные варианты базирования, последовательности выполнения технологических переходов и т.д. При этом должны быть приведены все необходимые данные для решения задачи.
Обоснование критерия оптимизации. Наиболее универсальными критериями оптимизации ТП являются экономические критерии, т.к. они учитывают затраты как живого, так и овеществленного труда. В ряде случаев, когда экономические критерии зависят только от производительности изготовления изделий (при неизменном оборудовании, инструмента и прочих накладных расходов) оптимизацию ТП можно осуществлять по критерию обеспечения максимальной производительности обработки: параметры оптимизации n и S.
В условиях примера максимальная производительность операции достигается при минимальном основном времени:
То
= или 
(1)
Выявление основных закономерностей ТП осуществляется на основе аналитических, экспериментальных исследований или на основе обобщения и анализа накопленного опыта в промышленности.
Из теории резания для сверлильных операций известны следующие зависимости:
,м/мин;
(2)
P = CP dZp SYp kмр , Н; (3)
М = См d2 SYм kмм , Н мм (4)
Построение математической модели ТП осуществляется на основе использования установленных закономерностей ТП, путем ввода соответствующих ограничений и построение целевой функции.
Математическая модель ТП представляет собой совокупность системы неравенств, отражающих основные условия осуществления ТП и принятые ограничения, и подлежащую оптимизации целевую функцию. С одной стороны этих выражений должны находиться искомые факторы ТП, с другой – неизменные параметры процесса.
Построим математическую модель операции сверления.
Так как 
,
то приравнивая это выражение и равенство
(2), после преобразования получим:
(5)
Знак неравенства в выражении (5) возникает от того, что стойкость инструмента Т обычно ограничена с одной стороны – снизу, но в принципе может быть и больше заданной величины.
Приравнивая выражение (3) допустимой станком осевой силе резания Pmax и учитывая, что фактическая сила может быть и меньше этой величины, получаем
(6)
Аналогично с учетом ограничения по мощности резания М = Nд/n , из выражения (4) имеем
(7)
Известно выражение для расчета подачи допустимой прочностью сверла:
(8