ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 57
Скачиваний: 0
Кроме регулирования скорости резания и подачи при фрезеро вании и расточке, система предусматривает также управление ре жимами резания при сверлении, зенковании и нарезании резьбы метчиком.
Из приведенного описания следует, что при одновременном ре шении большого количества задач в сочетании с регулированием по стойкости инструмента адаптивная система становится доста точно сложной.
Экономическая эффективность применения адаптивных систем.
Как уже указывалось, основной трудностью при оценке эффектив ности систем, предназначенных для снижения приведенных затрат, является определение той части расходов, которая связана с ин струментом и его заменой, так как это требует оценки изменения стойкости в условиях адаптивного управления. Известна лишь одна работа {101], в которой была сделана попытка эксперимен тально оценить влияние регулирования подачи при стабилизации силы резания на стойкость. Однако количество.резцов, проверен ных на стойкость в ходе эксперимента (по три резца с регулирова нием и без него), явно недостаточно для получения статистически достоверных сведений. Данные зарубежных фирм об эффективнос ти систем носят в основном рекламный характер и не содержат полезной информации, поскольку неизвестны ни условия обработ ки, ни критерии сравнения. Наиболее употребителен термин «по вышение производительности», хотя содержание этого термина обычно не раскрывается и неизвестно, относится это повыше ние производительности только ко времени чистого резания или к штучному времени. Неизвестно также, как учитывается стоимость инструмента, какое время смены инструмента принимается в рас четах и т. п.
Данные фирмы Bendix по результатам обработки трех деталей с постоянной глубиной резания на фрезерном станке с поисковой системой приведены на стр. 217 (последние пять строк получены пересчетом данных фирмы).
Из приведенных данных следует, что стойкость инструмента при использовании АС снижается, скорость съема металла повы шается, а объем металла, снятый за период стойкости инструмен та, уменьшается или остается постоянным. Скорость вращения шпинделя повышается, а подача на зуб фрезы колеблется в боль ших пределах (до трех раз).
По данным фирмы, нами подсчитаны значения коэффициентов qv, <7у и <7эдОчевидно, что адаптивная система имеет преимущест во по всем критериям.
Еще большие преимущества имеет адаптивная система, рабо тающая в условиях переменного припуска (диапазон и характер изменения припуска фирмой не указан); результаты пересчета коэффициентов эффективности по различным критериям приведены на стр. 218.
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер детали |
|
3 |
|
Материал детали . . |
Сталь 4140 |
|
2 |
|
|||||||
Сталь 4140 |
Нержавеющая сталь |
||||||||||
Материал инструмента |
Быстрорежущая |
|
|
АМ5 5639А |
|||||||
Твердый сплав |
Твердый сплав |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
сталь |
|
|
|
|
Вид управления* . . |
Ф |
АС |
Ф |
АС |
ф |
АС |
|||||
Скорость вращения |
|
|
|
|
|
|
|||||
шпинделя, |
|
об/мин |
300 |
440—550 |
800 |
1000— 1200 |
300 |
300—400 |
|||
Подача, мм/зуб . . 0,127 0,07—0,2 |
0,07 |
0,05—0,13 |
0,13 |
0,07—0,18 |
|||||||
Стойкость, |
мин . . |
160 |
56,4 |
105 |
55 |
92 |
56,4 |
||||
Средняя скорость съе |
|
|
|
|
|
|
|||||
ма |
металла, см3/мин |
5,9 |
13,0 |
9,3 |
17,3 |
5,7 |
7,2 |
||||
Общий |
объем |
метал |
|
|
|
|
|
|
|||
ла, снятого за |
пери |
|
|
|
|
|
|
||||
од |
стойкости, см3 . |
985 |
670 |
1030 |
1030 |
570 |
443 |
||||
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
|||||
ния удельного |
вре |
|
|
|
|
|
|
||||
мени резания |
|
q$ . |
|
0,45 |
|
0,54 |
|
0,79 |
|||
|
|
Фср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(при ти= т см=>5 мин) |
0,003 |
0,09 |
0,02 |
0,09 |
0,055 |
0,09 |
|||||
|
|
^ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(при ти= т см+ т ин= |
|
0,27 |
0,06 |
|
|
|
|||||
= 15 м и н ) ................. |
0,009 |
0,27 |
0,165 |
0,27 |
|||||||
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
|||||
ния |
удельных зат- |
|
0,48 |
|
0,56 |
|
0,81 |
||||
рат ? у (при ф=фср) |
|
_ |
|
||||||||
|
|
|
|||||||||
Коэффициент |
измене |
|
|
|
|
|
|
||||
ния удельных |
зат |
|
0,52 |
|
0,6 |
|
0,86 |
||||
рат <7У (при ф=фср) |
|
|
|
||||||||
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
|||||
ния съема |
металла |
|
|
|
|
|
|
||||
за |
период стойкости |
|
0,68 |
|
1 |
|
0,78 |
||||
Я ш |
• |
* .................. |
|
|
|
* Ф — обработка с фиксированным режимом резания; АС — обработка с адаптивной системой.
Анализ этих данных показывает, что из-за высокой стойкости инструмента множитель в выражении для удельных затрат, рав^
ный 1 + достаточно близок к единице и им можно пренеб^
Пересчет данных фирмы показывает, что примерная z f
|
|
|
|
1 |
Номер детали |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
Материал детали . . |
Сталь 4140 |
Сталь 4140 |
Нержавеющая сталь |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
AMS 5639А |
|
Материал инструмен- |
Быстрорежущая |
Твердый сплав |
Твердый сплав |
|||||
т а ............................... |
|
сталь |
|
|
|
|
||
Вид управления . . |
Ф |
АС |
Ф |
АС |
Ф |
АС |
||
Скорость |
вращения |
|
|
|
|
|
|
|
шпинделя, об/мин . |
350 |
390—520 |
800 |
1000— 1200 |
350 |
300—400 |
||
Подача, |
мм/зуб . . |
0,11 |
0,05—0,3 |
0,07 |
0,04—0,13 |
0,11 |
0,07—0,33 |
|
Стойкость, мин . . |
214 |
140 |
100,8 |
84,4 |
168,5 |
72 |
||
Средняя скорость съе |
|
|
|
|
|
|
||
ма металла, см3/мин |
4,4 |
9,6 |
6,3 |
10,7 |
2,6 |
7,5 |
||
Общий объем метал |
|
|
|
|
|
|
||
ла, снятого за |
пери |
|
|
|
|
|
|
|
од стойкости, |
см3 . |
970 |
1400 |
570 |
965 |
460 |
580 |
|
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
||
ния удельного вре |
|
|
|
|
|
|
||
мени резания qp . |
|
0,46 |
|
0,59 |
|
0,35 |
||
Фср |
|
|
|
|
|
|
|
|
(при ти= т см= 5 мин) |
0,023 |
0,035 |
0,046 |
0,059 |
. 0,03 |
0,07 |
||
^ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
(при ТИ= Т СМ+ Т И(1= |
|
|
|
|
|
|
||
—’15 мин) . . . . . |
0,069 |
0,105 |
0,138 |
0.177 |
0,09 |
0,21 |
||
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
||
ния удельных затрат |
|
|
|
|
|
|
||
<7у (при |
ір=г|; ср ) • |
|
0,465 |
|
0,60 |
|
0,36 |
|
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
||
ния удельных зат- |
|
|
|
|
|
|
||
рат <7у (при ф=фсР) |
|
0,48 |
|
0,61 |
|
0,39 |
||
Коэффициент измене |
|
|
|
|
|
|
||
ния съема металла |
|
|
|
|
|
|
||
за период стойкости |
|
1,44 |
|
1,7 |
|
1,26 |
||
с/эя |
|
|
|
|
|
станкоминуты равна 0,7 долл/мин, так что стоимость фрезы, рав ная по тем же данным 7 долл., эквивалентна 10 мин работы стан ка, и суммарные затраты на инструмент и его смену составляют 5+ 10= 15 мин, тогда отношение
N
ч
ч ‘^ерес представляет приближенная оценка экономического который может быть достигнут при оснащении беопоис-
ковой адаптивной системой токарных станков. При современном состоянии теории адаптивных систем регулирования режимов ре зания и теории резания снижение удельных затрат может быть предварительно оценено только расчетом, основанным на степенной стойкостной зависимости и нормативных формулах для расчета сил резания; другие источники повышения эффективности — воз можное уменьшение поломок инструмента, уменьшение разброса размеров после токарной обработки и т. д. — могут быть оценены лишь по результатам экспериментальных работ и промышленной эксплуатации станков с АС. Учет дополнительных источников по вышения эффективности внесет, очевидно, коррективы в полученные ниже результаты.
Так как основой расчета экономического эффекта является ве личина qy, следует оговорить условия получения расчетного зна чения этого коэффициента. Как уже отмечалось выше, при опре делении qy возможны два принципиально разных подхода к опре делению диапазона изменения глубины резания, в котором при отсутствии АС режимы резания фиксированы. При случайных от клонениях действительной глубины резания от заданной принято, что 0,5«£срг<1 (при самопрограммировании траектории этот диа пазон может быть значительно больше). Определение экономиче ского эффекта должно вестись для первого случая, так как сохра нение фиксированных режимов при больших изменениях глубины резания, которые известны заранее, является нарушением условий нормальной эксплуатации и не может служить материалом для сравнения. Например, точение ступенчатого вала с разницей при пусков более чем в два раза должно вестись с соответствующим изменением подачи. Обработка такого вала с одной фиксированной подачей технологически неграмотна, и результаты такой обработки не должны сравниваться с обработкой того же вала с АС.
Эффективность для второго случая с использованием систем самопрограммирования траектории должна определяться отдельно.
Учитывая необходимость получения средних данных, в расчете следует использовать результаты анализа обработки детали с припуском, переменным по длине заготовки в пределах ф г= 1 -г0,5 . В этом случае коэффициент повышения эффективности за счет сокращения удельных затрат равен qUx =0,76.
Если %и^Т, можно |
принять, что q y = |
q P; тогда в рассматривае |
|
мом случае qy, = 0,63. |
|
|
|
Окончательное изменение удельных затрат должно определять |
|||
ся с учетом коэффициентов |
повышения |
удельных затрат из-за |
|
отклонений от оптимального |
алгоритма |
q 3 A , статической погреш |
|
ности стабилизации qx |
и погрешности измерения силы qp |
^ у2 = ^ у<7э а <7эс^р ош •
Для рассматриваемого случая <7ЭА—1; для статичеоко“