3671

Елементи автоматизації технологічних розрахунків

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Елементи автоматизації технологічних розрахунків В модулі надано приклад математичних моделей, які використовуються при вирішення задач по розрахунку режимів різання. Завдання по темі: розробити і від тестувати програми , які реалізують наведена ...

Украинкский

2012-11-05

132 KB

3 чел.

Елементи автоматизації технологічних розрахунків

В модулі надано приклад математичних моделей , які використовуються при вирішення задач по розрахунку режимів різання . Завдання по темі : розробити і від тестувати програми , які реалізують наведена математичні моделі.

Задача 21.1

Скласти програму для розрахунку крутного моменту, осьової сили різання, потужності різання операції свердлування при умові, що всі табличні коефіцієнти введені в пам'ять ЕОМ.

          Приймаються припущення:

1.Свердло зі сталі Р6М5.

2.Оброблюваний матеріал - сталь, сірий чавун, ковкий чавун.

3.Свердло має підточену перемичку.

         Рішення. Вихідні формули:

Для сталі =0.75 ; сірого чавуну =0.6 ;

ковкого чавуну =0.6 ,

         Де в і НВ –межа міцності і твердості оброблюваного матеріалу.

         Крутний момент. Н.м :

=10

де S- подача, мм/об, D - діаметр оброблюваного отвору, мм.

         Осьова сила, Н:

=.

         Потужність різання , кВт:

,

де n –частота обертання шпінделя, об/хв.

          Значення коефіцієнтів зведенні в табл.21.1.

Таблиця 21.1  Значення коефіцієнтів для розрахунку крутного моменту та осьової сили.  

Код оброб-

люваного

матеріалу

Оброблюваний

матеріал

Значення коефіцієнтів

Крутний момент

Осьова сила

  См

 qм

 yм

  Cр

  qр

  yр

1

Сталь

0.0345

2.0

0.8

68

1.0

0.7

2

Сірий чавун

0.021

2.0

0.8

42.7

1.0

0.8

3

Ковкий чавун

0.021

2.0

0.8

43.3

1.0

0.8

Лістинг 21.1. Приклад програми задачі 21.1.

Double [] C1 ={0.0345, 0.021, 0.021};

     Double [] Q1 = {2.0, 2.0, 2.0};

     Double [] Y1 = {0.8, 0.8, 0.8};

     Double [] C2 = {68, 42.7, 43.3};

     Double [] Q2 = {1.0, 1.0, 1.0};

     Double [] Y2 = {0.7, 0.8, 0.8};

 Double N, S, D, S1, M1, N1, P0 ;

Console.WriteLine("Введіть N об/мин:");

N= double.Parse(Console.ReadLine());

 Console.WriteLine("Введіть S мм/об:");

S= double.Parse(Console.ReadLine());

           Console.WriteLine("Введіть D мм:");

D= double.Parse(Console.ReadLine());

           Console.WriteLine("Введіть межу міцності (твердість):");

S1 = double.Parse(Console.ReadLine());

           Console.WriteLine("Введіть код  оброблюваного матеріалу:");

           int I1 = Int32.Parse(Console.ReadLine());

    //   switch(вираження)

//{

 // case константне_вираження_1: [оператори_1 оператор_переходу_1]

  //...

  //case константне_вираження_K: [оператори_K оператор_переходу_K]

  //[default: оператори_N оператор_переходу_N]}

  double k1 = new double();

 switch  (I1) {

    case 1: K1 = Math.Pow((S1 / 750), 0.75);break;

    case 2: K1 = Math.Pow((S1 / 190), 0.6); break;

    case 3: K1 = Math.Pow((S1 / 150), 0.6); break;

}

 

M1 = 10*C1[I1]*Math.Pow(D,Q1[I1])*Math.Pow(S,Y1[I1])* K1 ;

N1 = M1*N/9750;

P0 = 10 * C2[I1] * Math.Pow(D, Q2[I1]) * Math.Pow(S, Y2[I1]) * K1;

Console.WriteLine("Крутний момент в H*м=" + M1+

   "Осьова сила в H="+

   N1+"Потужність резання в KBT= "+ P0);

 Console.WriteLine("Нажміть Enter для продовження...");

 Console.ReadKey();

Задача 21.2

Скласти програму для розрахунку подачі, заданої табл.21.2, за діаметром просвердлюваного  отвору. Оброблюваний матеріал - сталь з НВ < 160.

Рис 21.1. Геометрична  реалізація інтерполяції.

Таблиця 21.2  Таблиця співвідношення діаметрів отвору і подачі.

D,мм

2

   4

 6

 8

  10

  12

  16

  20

  25

30

S,мм/об

0.09

0.13

0.19

0.26

0.32

0.36

0.43

0.49

0.58

0.62

Рiшення. Нехай діаметр отвору, який необхідно просвердлити, дорівнює 5мм. Для визначення відповідної йому подачі дозволяється скористатися лінійною інтерполяцією табличних значень /табл.2/. Геометрична інтерпретація лінійної  інтерполяції  зображена на рис.1.

Тут D0 i D1 відповідно найближчий найменший та найбільший табличні  діаметри  до заданого діаметра  D.

Для  D =5мм, D0=4мм;

D 1 =6мм, S0 i  S1 – табличні   подачі, що відповідають D0 і D1:

S0=0.13мм /об.

    S1=0.19мм /об.   

Розглядаючи подібність трикутників /рис.1/, можна записати

,  

Тут S- необхідна  подача.

Відповідно для розрахунку S обчислювальна машина повинна визначити спочатку а потім по одержаній формулі розрахувати S.

Лістинг 21.2. Приклад програми задачі 21.2.

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

namespace задача2

{

   class Program

   {

       static void Main(string[] args)

       {

           double[] D = { 2.0, 4.0, 6.0, 8.0, 10.0, 12.0, 16.0, 20.0, 25.0, 30.0 };

           double[] S = { 0.09, 0.13, 0.19, 0.26, 0.32, 0.36, 0.43, 0.49, 0.58, 0.62 };

           Console.WriteLine("Введiть дiаметр отвору,в межах 2 - 30 мм включно!!!, мм: ");

           double d = double.Parse(Console.ReadLine());

            int i = 1;

               while (D[i] <d)

               {

                   i++;

               }

               double s = ((S[i] - S[i-1]) * (d - D[i])) / (D[i] - D[i-1]) + S[i];

              Console.Write("Необхiдна подача = {0:f2}", s);

              Console.WriteLine(" об/мм");

              Console.WriteLine("Натиснути Enter для продовження...");

           Console.ReadKey();

           }

      

       }

   }

Задача 21.3

Скласти програму для розрахунку подачі, заданої табл.3, за  діаметром просверлюваного отвору, межі мiцностi та марки оброблюваного матеріалу.

Таблиця 21. 3 Таблиця співвідношення діаметрів отвору і подачі для сталі і чавуну.

Діаметр

свердла

Сталь(Gb,мПа)   

Чавун

Gb<=560

560<Gb<

<840

840<Gb<

<1050

Gb>1050

HB<=170

HB>170

4

0.13

0.10

0.07

0.06

0.18

0.12

6

0.19

0.15

0.11

0.09

0.27

0.18

8

0.26

0.20

0.14

0.12

0.36

0.24

10

0.32

0.25

0.17

0.15

0.45

0.31

12

0.36

0.28

0.20

0.17

0.55

0.35

16

0.43

0.33

0.23

0.20

0.66

0.41

Рішення.  Ця задача є загальним випадком попередньої задачі. В якості вихідних даних тут необхідно додатково ввести марку оброблюваного матеріалу /код/ і його границю міцності або твердість. Приймемо, що сталь має код - 1,чавун - 2.

Задача 21.4

Скласти програму, яка дозволяє за дiаметром просверлювамого отвору  в суцільному металі вибрати модель верстата, табличну подачу та скоректувати її за паспортною подачею вибраного верстата.

     При рiшеннi задачi повинні прийматися наступні припущення :

1. Оброблюваний матерiал-сталь з НВ < 160.

2. Масив верстатiв має три вертикально - свердлуваних верстати моделей   2Н118, 2Н125,2Н135 .

3. Верстат вибирають за найбiльшим дiаметром свердлування по сталi. Найбiльший дiаметр свердлування для верстата 2Н118-18, 2Н125-25, 2Н135-35мм.

        Рiшення. Табличнi подачi приведенi в табл. 21.1, паспортнi подачi верстатiв приведенi в табл. 21.4.

Таблиця 21.4 Паспортнi подачi верстатiв

Код

верстата

Модель

верстата

Подачі

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2Н118

0,1

0,14

0,2

0,28

0,4

0,56

0

0

0

2

2Н125

0,1

0,14

0,2

0,28

0,4

0,56

0,8

0,12

1,6

3

2Н135

0,1

0,14

0,2

0,28

0,4

0,56

0,8

0,12

1,6

Задача 21.5

Написати програму для визначення осьової сили рiзання при зенкеруванні. Оброблюваний матерiал – сталь з бв =600…..800 МПа. Осьова сила рiзання задана у виглядi табл.21.5 в залежності вiд подачі та глибини рiзання.

Таблиця 21. 5 Таблиця визначення осьової сили від глибини різання і подачі.

t,мм

Подача S, мм/об

0,4

0,6

1,0

1,5

2,0

0,5

24

3

44

57

69

1,0

65

72

102

133

160

2,0

128

166

234

304

367

4,0

295

380

536

698

843

Рiшення: для розрахунку осьової сили рiзання дозволяється скористатися лінійною інтерполяцією. Однак інтерполяцію тут необхідно робити два рази по глибинi рiзання i по подачi.

При складанні програми слід скористатися наступною послідовністю розрахункiв:

      Нехай S=0.55 мм/об. t=1.3мм. Визначити осьову силу рiзання.

1. Визначаємо найближче найменше i найбiльші табличнi значення подачi та  глибини рiзання у відношенні до заданих S i t :

             S0 =0.4;     S1=0.6;

                 t0 =1;      t1=2.

2. Проводимо iнтерполяцiю по t  для S0 i S1 i відшукуємо сили Р0 та Р1. Для цього використовуємо формулу, одержану в задачi 2.

кгс,

кгс,

3. Робимо iнтерполяцiю по S i визначаємо  шукану осьову силу Р:

кгс.

Задача 21. 6

1. Скласти програму, яка дозволяє сформувати на магнітному дискові таблицю подач для операції свердлування (див. таб. 21.3).

2. Скласти програму по введенню з диска сформованої таблиці в память ЕОМ і обробки її з метою визначення подачі по заданому діаметру обробки, межі міцності в (твердість НВ) оброблюваного матеріалу, його марки.

Задача 21.7. Математична модель та розвязок  задачі по розрахунку режимів різання

Розробити програму розрахунків параметрів процесу різання операції свердлування.

Вибірка табличних параметрів повинна забезпечуватись програмними засобами

Математична модель розвязку 

4.3.1. Вхідні дані:

Верстат    2Н135

Матеріал    Бронза БрА7, Алюміній АЛ7

Твердість    НВ

Діаметр оброблюваного отвору  (25..35) мм

Глибина оброблюваного отвору мм

Тип отвору    (наскрізний чи глухий)

Якість отвору

Жорсткість системи

Ріжучий інструмент                Свердло із швидкорізальної сталі Р6М5 ТУ-2-035-721-80

4.3.2. Вихідні дані:

Глибина різання,    t, мм

Подача розрахункова,   S, мм/об

Подача корегована по паспорту верстата, Sкор, мм/об

Швидкість різання,    V, м/хв

Крутний момент,    Mкр, Н*м

Осьова сила різання,   P0, Н

Потужність різання,   N, кВт

Частота обертання інструмента,  n, об/хв

Загальний час на операцію,   T0, хв

4.3.3. Послідовність рішення

Розрахунок режимів різання розпочинаємо з обрахунку глибини різання t:

Потім вибираємо з таблиці значення подачі S та перемножуємо його на поправочні коефіцієнти.

Діаметр свердла D, мм

Мідні та алюмінієві сплави

25

0,89

30

0,96

35

1,04

40

1,19

Поправочні коефіцієнти:

1. на глибину отвору   Kls=1 при l 3D;   Kls=0,9 при l 5D;   Kls=0,8 при l 7D; Kls=0,75 при l 10D;

2. на досягнення більш високої якості отвору у зв’язку з наступною операцією розгортання або нарізання різьби Kos=0,5;

3. на недостатню жорсткість системи СПІД при середній жорсткості Кжs=0,75.

Далі корегуємо подачу по паспорту верстата з умовою, що більша подача у паспорті верстата не повинна перевищувати розраховану на 5%, інакше приймаємо меншу. Ряд стандартних подач верстата 2Н135, мм/об:

0,1;  0,14;  0,2;  0,28;  0,4;  0,56;  0,8;  1,12;  1,6.

Потім обраховуємо швидкість різання V, м/хв:

     

Коефіцієнти та показники степені вибираємо з таблиць:

Таблиця коефіцієнтів та показників степені

Оброблюва-ний

матеріал

Матеріал

інстру-мента

S,

мм/об

Коефіцієнти та показники степені

Охолод-ження

Cv

q

y

m

Є

Бронза БрА7

Р6М5

0,3

28,1

0,25

0,55

0,125

Р6М5

> 0,3

32,6

0,40

Алюміній АЛ7

Р6М5

0,3

36,3

0,25

0,55

0,125

Р6М5

> 0,3

40,7

0,40

 

Таблиця визначення стійкості

Оброблюваний матеріал

Матеріал

інструмента

Стійкість, Т, хв при діаметрі інструмента, мм

21 – 30

31 - 40

Бронза БрА7

Алюміній АЛ7

Р6М5

75

105

Таблиця коефіцієнтів

Матеріал

Kmv

Глибина оброблюваного отвору

3D

4D

5D

6D

8D

Бронза БрА7

0,8

Klv

1,0

0,85

0,75

0,7

0,6

Алюміній АЛ7

1

Коефіцієнт Kиv=1,0.

Далі обраховуємо крутний момент Мкр та осьову силу різання Ро за формулами:

Коефіцієнти і показники степенів знаходимо у таблиці:

Матеріал

Мате-ріал

інстру-мента

Коефіцієнти і показники степенів у формулах

Крутного моменту

Осьової сили

CM

q

X

Y

CP

q

X

Y

Бронза БрА7

Р6М5

0,012

2,0

-

0,8

31,5

1,0

-

0,8

Алюміній АЛ7

0,005

-

9,8

-

0,7

Коефіцієнт Kp=1;

Обраховуємо потужність різання:

 

де n – частота обертання інструмента,  об/хв, яку корегуємо по паспорту  верстата;

nкор – корегована частота обертання, об/хв.

Корегування частоти обертання інструмента виконуємо з умовою, що найбільша частота обертання  у паспорті верстата не повинна перевищувати розраховану на 5%, інакше приймаємо меншу.

Стандартній ряд частот обертання верстата 2Н135,об/хв:

31.5;  45;  63;  90;  125;  180;  250;  355;  500;  710;  1000; 1400.

Підрахувавши потужність різання Ne, зрівнюємо її з потужністю верстата Nвер:

де Nдв – потужність двигуна верстата, Nдв= 4,8 кВт;

вер – ККД верстата, вер= 0,75.

Обраховуємо дійсну швидкість різання, Vд, м/хв:

І, на залишок, розраховуємо  загальний час операції ,Тзаг, хв:

де  = 0, якщо отвір – глухий і = 1…3, якщо отвір наскрізний;

l – довжина отвору, мм;


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49053. Размещение графики на Web-странице и создание гиперссылок в HTML-документе 65.5 KB
  Обязательный параметр, имеющий такой же синтаксис, как и стандартный URL. Данный URL указывает браузеру где находится рисунок. Рисунок должен храниться в графическом формате, поддерживаемом браузером. На сегодняшний день форматы GIF и JPG поддерживаются большинством браузеров.
49054. Прогнозирование ДТП 205 KB
  Основные модели и стратегии Перспективы метода компьютерного моделирования Основные модели и стратегии Искусственный интеллект это научная отрасль занимающаяся исследованием и моделированием естественного интеллекта человека. Естественный интеллект человека является очень сложным объектом исследований и его моделирование осуществляется на разных уровнях абстрагирования...
49055. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КОТИРОВОК АКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОСЕТИ 253 KB
  Сущность акций Факторы влияющие на котировки акций Прогнозирование котировок акций с применением Нейросимулятора
49056. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ НЕПРИРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ 2.06 MB
  Вид модуляции сигнала во второй ступени ЧМ. С учётом заданного вида модуляции сигнала определить его параметры характеризующие форму и требуемое значение полосы пропускания приёмного устройства. По полученному значению вероятности ошибки по формулам потенциальной помехоустойчивости найти минимальное значение отношения мощностей сигнала и помехи необходимое для обеспечения допустимого уровня искажения кода за счёт действия помех. Рассчитать требуемое значение полосы приёмника при использовании сложного сигнала.
49057. Расчет проходной (методической) печи 23.07 MB
  Определение основных размеров печи. Проходные методические печи чаще всего принимаются для нагрева слитков металла перед прокаткой для придания им пластичности. В зоне сжигания топлива температура максимальная на 100200оС выше конечной температуры нагрева металла к концу печи она уменьшается. При нагреве тонких изделий время нагрева могло бы быть уменьшено при поддержании высокой температуры по всей длине печи.
49058. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ СВЯЗИ НОВОСИБИРСК – КРАСНОЯРСК 814.5 KB
  Разработана линейная часть волоконно-оптической системы передачи данных со следующими параметрами: скоростью передачи 136264 Мбит с; рабочей длиной волны 1550 нм; протяженностью трассы 761 км; вероятность ошибки BER не более 1010; энергетическим бюджетом в 40 дБ; избыточностью системы 27; коэффициентом готовности 0.Скорость передачи определяется исходя из п. Волоконная оптика: компоненты системы передачи измерения.
49059. Создание новой нейросистемы (разработанной в программе разработчиков Borland Delphi 2006) 870 KB
  Нейронные сети. Нейронные сети и нейрокомпьютеры - это одно из направлений компьютерной индустрии в основе которого лежит идея создания искусственных интеллектуальных устройств по образу и подобию человеческого мозга1. Искусственные нейронные сети представляют собой устройства использующие огромное число элементарных условных рефлексов называемых по имени недавно умершего канадского физиолога синапсами Хебба. Уже сейчас искусственные нейронные сети применяются для решения очень многих задач обработки изображений управления роботами и...
49060. Сканирующая туннельная микроскопия 1.64 MB
  История создания сканирующего туннельного микроскопа Сканирующие элементы зондовых микроскопов Недостатки пьезокерамики Устройства для прецизионных перемещений зонда и образца Шаговые электродвигатели Шаговые пьезодвигатели Измерительные методики СТМ Топографический режим Токовый режим Туннельная спектроскопия ВАХ контакта металлметалл ВАХ контакта металл полупроводник ВАХ контакта...
49061. Изготовление зубьев ковша экскаватора с применением стали 110Г13Л 604 KB
  Разработка технологического процесса термической обработки стали. Расшифруйте состав и определите группу стали по назначению; объясните назначения введения Mn в эту сталь; назначьте режим термической обработки и опешите структуру после термообработки. Совершенство производства выпуск современных разнообразных машиностроительных конструкций инструмента специальных приборов и машин невозможны без дальнейшего развития производства...