Роль оптимизации в повышении эффективности

 

В XX веке основными направлениями повышения эффективности процесса резания были: создание и совершенствование новых режущих материалов, металлорежущих станков, инструментов, смазочно-охлаждающих технологических средств (СОТС).

Так, например, создание быстрорежущих сталей в начале XX в. и их внедрение вместо углеродистых легированных сталей повысило производительность процесса резания в 2-3 раза. Создание твердых сплавов в 30-ые годы текущего столетия повысило производительность в 3-4- раза. При этом одновременно повысилось качество обработки. Разработка и внедрение во второй половине XX в. минеральной (режущей) керамики, композитов, искусственных алмазов повысило скорость процесса резания и существенно возросли точность и качество обработанной поверхности. В дальнейшем (последние 20-30 лет) происходило лишь совершенствование уже известных видов режущих материалов, которое, однако, не привело к значительному изменению производительности процесса и качества обработки. Создание новых режущих материалов вызывало необходимость разработки новых металлорежущих станков с более высокими скоростями резания, новых режущих инструментов, что позволило в полной мере реализовать на практике потенциальные свойства новых материалов. Интенсивные работы по созданию новых и совершенствованию широко применявшихся в то время СОТС проведены в нашей стране в 60-70 годы. Это позволило на ряде операций повысить производительность до 50%, значительно уменьшить шероховатости обработанной поверхности, повысить точность.

Анализ результатов производственной практики и исследований показывает, что максимальный эффект достигается только при оптимальных условиях ведения процесса. Поэтому оптимизация процесса резания сегодня и в ближайшем будущем будет важнейшим направлением повышения его эффективности.

 

Содержание и последовательность оптимизации.

Примерная последовательность и содержание оптимизации включают в себя решение следующих вопросов:

1. Выбор способа обработки.

2. Выбор оборудования.

3. Выбор режущего материала, инструмента и его параметров.

4. Выбор СОТС и способа ее применения.

5. Расчет оптимальной скорости резания.

 

Критерии оптимизации.

 

В качестве критериев оптимизации используются:

1. Производительность станка.

2. Себестоимость операции.

3. Себестоимость расходов по режущему инструменту.

4. Погрешность размеров.

5. Качество обработанной поверхности.

6. Стойкость режущего инструмента.

 

Формулировка цели оптимизации.

Кратко цель оптимизации состоит в достижении минимального или максимального значения выбранного критерия оптимизации. Развернуто цель оптимизации формулируется, как выбор таких условий ведения процесса (способ обработки, станок, инструмент, СОТС, режим) при которых достигается минимальная себестоимость или максимальная производительность при выполнении заданных технических условий на операцию (погрешность, качество).

 

Физические основы оптимизации.

 

Возможность оптимизации предопределяется характером влияния условий процесса резания и прежде всего элементов режима на силы, контактную температуру, износ и стойкость инструмента, что в конечном итоге влияет на производительность и себестоимость, а также на погрешности и качество.