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

22663. Явище радіоактивності. Види радіактивного розпаду 27.5 KB
  Види радіактивного розпаду. Ядра що підлягають такому розпаду наз. В процессі розпаду у ядра може змінюватись як атомний номер Z так і масове число A. Фізичною характеристикою розпаду є середній час життя ядер.
22664. γ – випромінювання та ефект Месбауера 46 KB
  γ випромінювання та ефект Месбауера Явище γ випромінювання ядер полягає в тому що ядро випромінює γ квант без зміни А кількість нуклонів та Z кількість протонів. Гама випромінювання виникає за рахунок енергії збудження ядра. Спектр γ випромінювання завжди дискретний через дискретність ядерних рівнів. Особливо інтенсивне γ випромінювання зявляється коли β розпад у високій степені заборонений в основний стан кінцевого ядра і дозволений в один із збуджених станів.
22665. Класифікація ядерних реакцій. Реакція термоядерного синтезу 69 KB
  Ядерна реакція типу: де а А частинки до реакції;b В частинки після реакції;Q енергія що виділилась після реакції екзотермічна реакція вид енерг ендотермічна реакція погл енерг пружне розсіяння . Реакції описуються за даними диференціального перерізу розсіяння в елемент тілесного кута : і інтегрального перерізу : . Можна виділити пружні і непружні реакції Складне compound ядро коли реакція йде у дві стадії: спочатку утворюється складне ядро С воно повинно жити досить довго по ядерним масштабам і яке потім...
22666. Ланцюгова реакція поділу ядер. Принцип роботи ядерних реакторів 161 KB
  Ланцюгова реакція ділення відбувається в середовищі в якій відбувається розмноження нейтронів також відбувається сповільнення дифузія поглинання таке середовище має назву активна зона. Важливою фізичною величиною характеризуючою інтенсивність розмноження нейтронів являється коефіцієнт К розмноження нейтронів в середовищі. Кчисло утворившихся в одному акті поділу нейтронів що потім беруть участь в наступних реакціях поділу ядер. Він залежить від процесу уповільнення нейтронів та процесу дифузії які визначають пройденний шлях...
22667. Загальні принципи систематики субядерних частинок і їх взаємодії 28 KB
  В природі існує чотири фундаментальні взаємодії: сильна електромагнітна слабка та гравітаційна найслабша. Кожна взаємодія має свій квант який є переносчиком взаємодії. На даний момент відкритим лишається питання про квант передачі гравітаційної взаємодії так звану гіпотетичну частинку гравітон.
22668. Методи визначення числа Авогадро (досліди Перрена) 38 KB
  Методи визначення числа Авогадро досліди Перрена 1ий метод Перрена: досліджував броунівський рух частинок усі частинки зважені в рідині знаходяться в постійному хаотичному русі. В неї не входить миттєва швидкість броунівської частинки яку поміряти неможливо. Замість неї входить довжина прямолінійного відрізка що зєднує положення частинки у два різні моменти часу: x2 = 2kTBt де k стала Больцмана В рухливість частинки де η коефіцієнт внутрішнього тертя а α радіус частинки частинка має форму кульки наближено. Перрен...
22669. Совершенствование процедуры аттестации госслужащих МКУ ЦБ МУО Орджоникидзевского района город Уфа 1.59 MB
  Аттестация государственных служащих декларируется современным законодательством в качестве обязательной нормы для определения уровня профессиональной подготовки и соответствия государственного служащего занимаемой должности государственной службы, а также для решения вопроса о присвоении ему квалификационного разряда.
22670. Релігієзнавство як галузь гуманітарного знання 65.5 KB
  Релігія і в наші часи продовжує залишатися суттєвим елементом духовного життя суспільства. Мільйони наших сучасників сприймають її, як природне завершення особистого життєвого досвіду, з хвилюванням читають Біблію, Коран як книги, що написані спеціально для них
22671. Досліди Франка і Герца по визначенню потенціалів іонізації 536 KB
  Докази квантування рівнів енергії електронів в атомі були отримані в дослідах Франка і Герца 1913. Порція енергії 49 еВ передається атому ртуті а енергія електрона зменшується на ту ж величину. При подальшому збільшенні потенціалу U зона зіткнень електронів з атомами ртуті зсувалась до катода К і електрони вже встигали набрати достатньо енергії після зіткнення для подолання UЗ ділянка CD. Знаючи початкову і кінцеву енергію електрона тобто його енергію до і після непружнього співудару можна вирахувати положення збуджених рівнів...