14. Оптимизация режимов резания.

Теория оптимизации в соврем. представлении включ. в себя сов-ть фундаментальных математич. рез. и численных методов, ориентированных на нахожд. наилучших вариантов из мн-ва альтернатив и позволяющих избежать полного перебора в оценке возможных вариантов.

Оптимальная система – сист., для которой выработанные определенным образом критерии принимают оптимальные значения. Такими критериями могут быть, например, быстродействие, минимум затрат, точность и др., либо обобщенные критерии, представляющие собой функцию нескольких величин.

Оптимизация системы резания – выбор такого варианта управления пр-сом резания, при котором достигается экстремальное значение критерия, характеризующего качество управления. При этом разделяются два понятия: критерий оптимизации и критерий оптимальности.

Критерий оптимизации или целевая функция – критерий, который определяет кач-во управления пр-сом, а критерий оптимальности – его заданная величина.

Оптимизация может быть внешней, реализуемой вне станка, и внутренней, осущ. при обработке на станке. В зависимости от поставленных целей оптимизация может быть одноцелевой, когда ищется экстремум одной целевой функции, и многокритериальной (многоцелевой) при поиске экстремума нескольких критериев оптимизации. Для автоматизированного производства многокритериальная оптимизация представляется наиболее перспективной, так как она призвана разрешить противоречия между экономическими показателями процесса резания и условиями его протекания.

Оптимизация может выполняться в детерминированной (статической) постановке при постоянных значениях всех входящих в модель параметров и в стохастической (динамической) постановке при учете вероятностной природы процесса резания.

Оптимизация процесса резания чаще всего обуславливается хар-ми обрабатываемости материалов резанием. Под обрабатываемостью материалов поним. способность мат-лов подвергаться резанию по ряду технологических показателей. Основными показателями, характеризующими обрабатываемость материала, являются: 1) скор. резания, с которыми наиболее рац-но обрабатывать заготовку; 2) возможность получения необходимой т-ти обработки при чистовых операциях, характеризуемой интенсивностью размерного износа инструмента; 3) возможность получ. необходимых пар-ров шер-ти и кач-ва обработанной пов-ти при отделочных операциях, определяемых в основном склонностью к адгезии ин-ного и обрабатываемого материалов и пластичностью последнего; 4) силы, возникающие при резании, и потребная мощность; 5) характер образования стружки и ее деформации; 6) температура резания.

15. Комбинированные методы обработки резанием с дополнительным энергети­ческим воздействием.

Различают:

1. резание с доп. мех. возд-ем, например. пластическим деформированием – М;

2. вибрационное резание с наложением колебаний, а также c исп. химич. сред – М+К, М+К+X;

3. сверхскоростное резание, характеризуемое механич. возд-ем с хрупким разруш. мат-ла – М

4. резание в спец. средах, например, химич. – М+X;

5. резание с нагревом – (М+Т);

6. резание с электротоком – М+Э (тепловое);

7. электроконтактную обработку – М+Э Т+Э (тепловое и эрозионное);

8. анодно-механическую обработку – М+Э_(Т+X+Э);

9. электрохимическую обработку – Э_x;

10. электророзионную обработку – Э_Э;

11. электронно-лучевую обработку – Э_Т;

12. лазерную обработку – Э_Т;

13. плазменную обработку – П;

14. плазменно-механическую обработку – П+М;

Резание с опережающим пластическим деф-ем (ОПД) предусматр. совмещ. двух пр-сов – ОПД и процесса резания. При этом часть работы пластич. деф-ния при резании выполн. доп. устр-вом. Это обеспеч. снижение силы и температуры резания, повышение стойкости РИ и производительности обработки. При резании с последующим пластическим деф-ем (ППД) деформирующий эл-т распол. за РИ в направл., обратном направл. подачи. Деформирующий эл-т играет роль "выглаживателя". В этом случае осущ. упрочнение и повыш. кач-ва обработ. пов-ти.

Резание с вибрациями или вибрацион. резание заключ. в том, что на обычно принятую для дан. оп-ции кинематич. сх. резания накладыв. доп. направленное вибрационное дв-е ин-та относ. заг. В этом случае реализуются положит. св-ва вибраций в виде надежного дробления стружки и улучшения обрабатываемости, прежде всего, труднообраб. мат-лов.

Резание с нагревом срезаемого слоя прим., прежде всего, при обраб. труднообрабат. мат-лов. Резание с нагревом может осущ. как по схеме последовательного совмещения основного возд-я с тепловым, так и по схеме параллельного возд-я обоих факторов. Наиб. распространен первый метод. В этом случае доп. возд-е осущ. нагревом всей заг. в печах или путем использ. тепла предыдущей операции. Исп. нагрев поверхностного слоя заготовки токами высокой частоты (ТВЧ), инфракрасным излучением, электрической дугой, струей плазмы или лучом лазера.

При резании с низкотемпературным охлаждением заг. или ин-та в зону обработки подается антифризная жидкость с добавл. глицерина (-10⁰С) или жидкий азот. При этом повыш. теплоотвод, измен. физико-мех. св-ва мат-лов, сниж. показатели деформации срез. слоя и кач-во обраб., возраст. в 1,5 раза стойкость ин-та.

Электронно-лучевая обработка основ. на возд-ии на мат-л заг. пучка электронов, кинетическая энергия которого, преобразуясь в рабочей зоне в тепловую, вызывает нагрев, плавление и испарение обрабатыв. мат-ла.

При светолучевой обработке возд-е на мат-л загот. оказыв. сфокусированное поли- или монохроматическое излучение. В последнем случае пр-с наз. лазерной обработкой.

При плазменной обработке происх. пр-сы, при которых в рез. возд-я низкотемпературной плазмы ( = 310³…310^{4 0}С) возник. измен. химич. состава, стр-ры или физич. сост. обрабатыв. мат-ла.