Файл: Корытин, А. М. Оптимизация управления металлорежущими станками.pdf

тельно подачи s, находящийся за пределами наложенных огра­ ничений. Для стали ОХНЗМФ (рис. 18, а) в области малых значений подач линии уровня имеют пологий экстремум, сдви­ нутый в зону больших скоростей резания. По мере увеличения подачи экстремум приобретает все более резкий характер и сдвигается в сторону уменьшения скорости резания. Для угле­ родистой стали (рис. 18,6) линии уровня имеют относительно скорости резания остро выраженный экстремум, незначительно

сдвигающийся при увеличении подачи в зону меньших скоростей. Штриховая линия на графиках обозначает линию переключения, разбивающую фазовое пространство на две части, которым соот­ ветствуют разные знаки приращения критерия оптимальности. На рис. 19 линии уровня критерия оптимальности показаны в координатах глубина резания—величина подачи для фикси­ рованной скорости резания. Как и следовало ожидать, линии уровня имеют в этом случае монотонный характер, а возраста­ ние критерия оптимальности происходит как при увеличении глубины резания, так и при увеличении подачи.

Примененный для определения точек равного значения метод линейной интерполяции не вносит заметной погрешности в кар­ тину экстремальной поверхности в связи с малым приращением фазовых координат, принятым при расчете на ЭЦВМ фазового пространства.

Характерно, что в области малых подач критерий оптималь­ ности в меньшей степени зависит от глубины резания, чем в области больших подач. В зоне больших глубин резания крите­ рий оптимальности значительно больше зависит от величины подачи, чем при малых глубинах резания.

Анализ формы поверхностей, образованных линиями уровня критерия оптимальности, показывает, что настройку на опти­

41

мальный режим резания целесообразно осуществлять путем из­ менения только скорости резания, поскольку всякое уменьшение величины подачи относительно максимально допустимого зна­ чения ведет к уменьшению производительности. Это положение наглядно подтверждается семейством кривых, показанных на рис. 20 и описывающих зависимость между скоростью резания и критерием оптимальности для различных значений подач при неизменной глубине обработки. По приведенным на рис. 20 гра­ фикам можно подсчитать, насколько снизится производитель­

ность при отклонении скорости резания от расчетного оптималь­

мального значения на ±30% вызывает снижение производитель­ ности соответственно на 12 и 7,5%. При обработке углеродистой

Для поддержания экстремального значения критерия оптималь­ ности с точностью до 2% необходимо, чтобы скорость резания не отличалась от оптимальной на 10—15% для стали ОХНЗМФ и ±9,5% для углеродистой стали. Производительность обра­ ботки при этом повысится на 5,5—10% для первого случая и на 15% для второго. Автоматическая оптимизация режима реза­ ния, учитывающая влияние на стойкость инструмента многочис­ ленных случайных факторов, еще больше повысит производи­

в любой момент времени выполнялось бы условие / = / ( о 0).

42

Для решения этой задачи необходимо определить, справа либо слева от экстремума находится изображающая точка си­ стемы и как воздействовать на нее, чтобы |и0—v \ - >-0.

В зависимости от структуры системы автоматического управ­ ления режимом резания, а также в зависимости от условий обработки величины, стоящие в правой части (3), могут быть

tp=8MM

5)

постоянными или переменными. Принимая скорость резания и подачу в качестве управляющих воздействий, глубину резания

вкачестве возмущающего воздействия, а стойкость в качестве налагаемого ограничения и считая, что перечисленные параметры

вразных сочетаниях могут быть постоянными и переменными, получим двенадцать вариантов показателя эффективности то­ карной обработки. Указанные варианты приведены в табл. 3 и описывают все основные способы управления режимом резания, базирующиеся как на самонастройке, так и на стабилизации тех или других параметров системы. В таблице для каждого из двенадцати режимов представлены показатели эффективности обработки; налагаемые ограничения для величин, входящих в эти показатели; параметры обработки (переменные, воздействуя на которые можно осуществлять изменение показателя эффек-

43