Разработка автоматизированной системы моделирования формообразования при торцевом точении

ВВЕДЕНИЕ 5
1 Анализ предметной области 8
1.1 Анализ методик моделирования процесса формообразования 8
1.1.1 Методика моделирования процесса формообразования Пуш
В.Э., Косов М.Г., Соломенцев Ю.М 8
1.1.2 Методика моделирования процесса формообразования
Митрофанов В.Г., Искра Д.Е 9
1.2 Анализ двухполюсных схем формообразования 10
1.2.1 Методика моделирования процесса формообразования Балабанов И.П 10
1.2.2 Методика моделирования процесса формообразования Давлетшиной Р.П 13
1.3 Анализ значимости ключевых параметров, влияющих на процесс
резания 15
1.4 Выбор среды программирования 22
1.4.1 Основные факторы выбора языка программирования 22
1.4.2 Анализ языков программирования 24
1.5 Цели и задачи работы 31
2 Моделирование процесса формообразования 33
2.1 Цикл функционирования АСУ 33
2.2 Правила определения полюсов при двухполюсной схеме
формообразования 34
2.3 Схема обработки торца детали 37
2.4 Учёт взаимного влияния физико-динамических составляющих
процесса формообразования 41
2.4.1 Деформация заготовки под воздействием сил резания 41
2.4.2 Радиальный износа резца 43
2.4.3 Влияние жесткости ТС на полюса вектора ФО 45
2.4.4 Влияние температурных деформаций на полюса вектора
формообразования 48
2.4.5 Влияние вибрации ТС на полюса вектора формообразования 51
2.5 Формирование иерархии значимости погрешностей 54
3 Разработка автоматизированной системы моделирования обработки торца 56
3.1 Общая схема моделирования процесса формообразования при
торцевом точении 56
3.2 Общий алгоритм расчёта динамических составляющих 62
3.3 Алгоритмы расчета динамических составляющих 66
3.3.1 Алгоритм расчёта силы резания 66
3.3.2 Алгоритм учета прогибов 68
3.3.3 Алгоритм учета влияния температурных деформаций 71
3.3.4 Алгоритм учета влияния износа инструмента 72
3.3.5 Алгоритм учета вибраций модуля станочной системы 77
3.4 Алгоритм расчёта равновесного состояния при наружном торцевом
точении 78
3.5 Алгоритм расчёта равновесного состояния силы резания - прогибы -
износ 80
3.3 Выбор среды моделирования 81
3.6 Разработка интерфейса программы 81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 88
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 89
Приложение 91
Купить

Современные системы моделирования процесса формообразования в CAE и CAM системах опираются, в основном, на идеальные заготовки, инструменты, оснастку и станочное оборудование, что в итоге позволяет смоделировать только «идеальную деталь». Но отклонения реальных элементов, участвующих в процессе резания может существенно влиять на итоговый результат. Разработка нового подхода к моделированию процессов резания позволит существенно повысить адекватность полученных данных.
Будущее в области CAM систем лежит за программными продуктами, способными не столько рассчитать траекторию движения инструмента для получения профиля детали, но и сделать это с минимальными затратами (например, электроэнергии), максимальной точностью (в т. ч. учитывая погрешности станка) и наивысшей производительностью.
Современные системы опираются на разработку управляющих программ при идеальных условиях резания. Но погрешности, присутствующие в системе СПИД, часто оказывают значительное влияние на итоговый результат обработки. На сегодняшний день возникает острая необходимость коррекции движения инструмента в целях программной компенсации будущих отклонений. Решение этой проблемы возможно на основе систем моделирования процессов формообразования.
Внедрение современных материалов требует новых технологических решений их обработки. Производители материалов не могут учесть особенности условий обработки, накладываемые оборудованием, на котором этот материал будет обрабатываться. Это ставит перед потребителем (предприятием) обязательную задачу адаптации новых материалов и технологий. Ускорить и упростить этот процесс возможно при помощи
моделирования (в рамках темы, на основе моделирования процесса формообразования при наружном торцевом точении).
По полноте моделирования выделяют следующие виды: полное, неполное, приближенное. При полном моделировании модели соответствуют моделируемому объекту. При неполном моделировании соответствие неполное. Приближённое моделирование основывается на подобии, соответствие модели объекту носит лишь схожий характер.
Типы моделирования также делятся по типу носителя и сигнатуры. В детерминированном моделировании отсутствуют случайные воздействия. Стохастическое моделирование связано с событиями и вероятностью. Статическое моделирование описывает объект в фиксированный момент времени, а динамическое — во времени.
Математическое моделирование основывается на создании математической модели, соответствующей реальному объекту. Такая модель необходима для исследования характеристик любой системы. Результат математического моделирования, как и результат любого другого моделирования носит приближенный характер. Перед созданием модели устанавливаются необходимые требования по точности.
При аналитическом моделировании моделируется только
функциональная часть системы. Уравнения системы, описывающие алгоритм её функционирования, записываются в виде аналитических соотношений или логических условий.
Имитационное моделирование производится таким образом, что в результате получается модель, позволяющая оценить состояние и характеристики конкретных процессов в определённые моменты времени. Имитационное моделирование, в отличие от других видов моделирования, позволяет прогнозировать поведение систем наиболее эффективным образом, предоставляя большое количество информации в виде характеристик и состояний процессов в ходе работы системы.
Если для моделируемого объекта невозможно подобрать некоторый физический процесс, который мог бы заменить реальный процесс, используют информационное моделирование. При этом объект представляется в виде «черного ящика», который имеет ряд входов и выходов. Далее моделирование сводится к моделированию связей между входами и выходами.
Основой ситуационного моделирования является модельная теория мышления, которая формируется по имеющимся знаниям и опыту человека. Модель строится по описанию объекта в виде комплекса элементов, которые соединяются между собой некоторыми связями. Многоуровневая структура и информационное содержание модели объекта являются базой для процессов управления. Полнота информационной структуры определяет достоверность и точность ситуационного моделирования.
Реальное моделирование является наиболее адекватным и приближённым к моделируемому объекту. При этом используется возможность исследования параметров реального объекта или одной из его частей. Чаще всего реальное моделирование применяется для исследования новых режимов работы для уже функционирующих систем и объектов и получения характеристик для последующего анализа.
Натурное моделирование, также как и реальное, проводится непосредственно на исследуемом объекте, но содержит этап с последующей обработкой результатов эксперимента на основе теории подобия. Данный этап делится на три вида: научный эксперимент, комплексные испытания и производственный эксперимент.

Купить