Главная страница
Навигация по странице:

  • Продолжение прил. 2

  • эксперимент. введение. Учебное пособие Белгород 2020


    Скачать 0.95 Mb.
    НазваниеУчебное пособие Белгород 2020
    Анкорэксперимент
    Дата01.11.2021
    Размер0.95 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлавведение.pdf
    ТипУчебное пособие
    #261065
    страница6 из 7
    1   2   3   4   5   6   7
    Продолжение прил. 2
    Рис. 2. Двумерное факторное пространство
    На рисунке 2 показано двумерное факторное пространство исследуемых зависимостей
    𝑦
    𝑄
    и
    𝑦
    𝛾
    в кодированных
    𝑥
    1
    -
    𝑥
    2
    и натуральных
    Э-f координатах. Показан центр S геометрической фигуры, являющейся эллиптическим параболоидом и новые координатные оси
    𝑋
    1
    -
    𝑋
    2
    после переноса в центр S и поворота на угол α=31,7° исходной системы координат
    𝑥
    1
    -
    𝑥
    2
    . Все величины показанные на графике выполнены в одном масштабе: кодированная единица равна 25 мм. Тогда координаты центра S в мм определяем из пропорций:
    1 − 25мм
    𝑥
    1𝑆
    = 0,25 − 𝑥
    1𝑆
    мм
    𝑥
    1𝑠
    мм
    = 𝑥
    1𝑠
    ∙ 25 = 0,25 ∙ 25 = 6,25 мм.
    Соответственно координата
    𝑥
    2𝑠
    мм
    = 𝑥
    2𝑠
    ∙ 25 = 1,75 ∙ 25 = 43,75 мм.

    58
    Продолжение прил. 2
    По условию задания необходимо определить максимальную и минимальную производительность процесса и соответствующие им режимы обработки, при которых износ электрода-инструмента составляет
    γ=50%. Подставляя это значение в уравнение регрессии
    𝑦
    𝛾
    , геометрическим образом которого является возрастающее вдоль оси
    𝑥
    1
    параболическое понижение, получаем линию равного отклика
    𝑦
    𝛾
    = 50 = 40 + 4𝑥
    1
    + 18𝑥
    2
    + 5𝑥
    2 2
    Уравнение приводим к уравнению параболы:
    𝑥
    1
    = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5
    Таким образом, сечение поверхности отклика функции
    𝑦
    𝛾
    плоскостью
    𝑦
    𝛾
    = 50% есть парабола с осью параллельной оси 𝑥
    1
    и ветвями, направленными в сторону отрицательного направления оси
    𝑥
    1
    , т.е. влево, т.к. коэффициент при квадратичном члене отрицателен (-1,25).
    Построим на графике отрезок параболы, пересекающей факторное пространство. Для этого находим точки пересечения параболы с вертикальными линиями факторного пространства
    𝑥
    1
    = +1; 0; -1.
    1)
    𝑥
    1
    = +1 = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5; 0 = 1,25𝑥
    2 2
    + 4,5𝑥
    2
    − 1,5.
    Откуда
    𝑥
    2
    =
    −4,5±5,268 2,5
    ; 𝑥′
    2
    = 0,31; 𝑥"
    2
    = −3,9.
    Здесь только точка
    𝑥′
    2
    = 0,31 принадлежит факторному пространству.
    Для нанесения точки на график, кодированное значение координаты x
    2
    пересчитываем в мм:
    𝑥
    2
    мм
    = 𝑥′
    2
    ∙ 25 = 0,31 ∙ 25 = 7,75 мм.
    После отложения координат получили первую точку параболы – А
    1
    2)
    𝑥
    1
    = 0 = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5; 0 = 1,25𝑥
    2 2
    + 4,5𝑥
    2
    − 2,5.
    𝑥
    2
    =
    −4,5±5,723 2,5
    ; 𝑥′
    2
    = 0,49; 𝑥"
    2
    = −4,09.
    Здесь только точка
    𝑥′
    2
    = 0,49 принадлежит факторному пространству.
    Значение координаты в мм:
    𝑥
    2
    мм
    = 𝑥′
    2
    ∙ 25 = 0,49 ∙ 25 = 12,25 мм.
    На графике получили вторую точку параболы-А
    2
    3)
    𝑥
    1
    = −1 = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5; 0 = 1,25𝑥
    2 2
    + 4,5𝑥
    2
    − 3,5.
    𝑥
    2
    =
    −4,5±6,144 2,5
    ; 𝑥′
    2
    = 0,66; 𝑥"
    2
    = −4,26.
    Только точка
    𝑥′
    2
    = 0,66 находится в факторном пространстве.
    Значение координаты в мм:
    𝑥
    2
    мм
    = 𝑥′
    2
    ∙ 25 = 0.66 ∙ 25 = 16,5 мм.
    Получили третью точку параболы-А
    3
    Через точки А
    1
    , А
    2
    , А
    3
    проводим плавную кривую, представляющую собой отрезок параболы и являющейся сечением поверхности отклика функции
    𝑦
    𝛾
    плоскостью
    𝑦
    𝛾
    = 50%.

    59
    Продолжение прил. 2
    Было получено уравнение регрессии в канонической форме для параметра
    𝑦
    𝑄
    :
    𝑌
    𝑄
    = 𝑦
    𝑄
    − 5,625 = 7,236𝑋
    1 2
    + 2,764𝑋
    2 2
    Так как геометрическим образом функции отклика для параметра
    𝑦
    𝑄
    является эллиптический параболоид, то линии равного отклика, полученные в сечениях поверхности отклика плоскостями
    𝑦
    𝑄
    = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡, представляют собой эллипсы. Размеры эллипсов определяются его полуосями a и b:
    𝑎 = √
    𝑦
    𝑄
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    11
    = √
    𝑦
    𝑄
    − 5.625 7.236
    ; 𝑏 = √
    𝑦
    𝑄
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    22
    = √
    𝑦
    𝑄
    − 5.625 2.764
    ;
    Видно, что с увеличением
    𝑦
    𝑄
    (производительности процесса) размеры эллипсов увеличиваются. Наибольшей производительности
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    при соблюдении требования по износу
    𝑦
    𝛾
    = 50% соответствует случай, когда линия равного отклика функции
    𝑦
    𝑄
    будет представлена наибольшим по размеру эллипсом. Но при этом на графике совмещённых двумерных сечений поверхностей отклика обеих параметров с общими факторами
    𝑥
    1
    и
    𝑥
    2
    , должна быть хотя бы одна общая точка в факторном пространстве.
    Очевидно этим требованиям удовлетворяет точка А
    3
    с координатами:
    𝑥
    1
    = −1; 𝑥
    2
    = 0,66. Подставим эти координаты в исходное уравнение регрессии параметра
    𝑦
    𝑄
    и найдём
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    при
    𝑦
    𝛾
    = 50%:
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    = 20 − 10𝑥
    1
    − 15𝑥
    2
    + 4𝑥
    1
    𝑥
    2
    + 6𝑥
    1 2
    + 4𝑥
    2 2
    =
    = 20 − 10(−1) − 15 ∙ 0,66 + 4(−1)0,66 + 6(−1)
    2
    + 4 ∙ 0,66 2
    = 25,2
    мм мин
    Правильность нахождения координат точки оптимума А
    3
    с наибольшим значением производительности
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    проверяем аналитическим граничным методом, который используется в случае нахождения точки оптимума на границе факторного пространства, в нашем случае на одной из сторон факторного квадрата.
    Рис. 2. Факторный квадрат

    60
    Продолжение прил. 2
    На рис. 2 показана схема факторного пространства, где цифрами 1 – 4 указана нумерация сторон факторного квадрата.
    Таблица 11
    Варианты возможных сочетаний значений факторов
    № стороны факторного квадрата
    Значения факторов
    x
    1
    x
    2
    1
    +1
    –1…+1 2
    –1
    –1…+1 3
    –1…+1
    +1 4
    –1…+1
    –1
    В таблице 11 даны все варианты (по числу сторон факторного квадрата) возможных сочетаний значений факторов, необходимых для поиска координат точки оптимума. В нашем случае для нахождения второй координаты точки оптимума, принимающей значение (–1…+1), используем уравнение ограничительного параметра
    𝑦
    𝛾
    = 50% = 40 + 4𝑥
    1
    + 18𝑥
    2
    + 5𝑥
    2 2
    , откуда получаем квадратное уравнение:
    5𝑥
    2 2
    + 18𝑥
    2
    + 4𝑥
    1
    − 10 = 0.
    Используя его, находим вычислительные формулы второго
    (неизвестного) фактора и по ним рассчитываем их:
    ‒ для стороны 1 факторного квадрата (x
    1
    =+1):
    5𝑥
    2 2
    + 18𝑥
    2
    − 6 = 0, откуда
    𝑥
    2

    = 0,31, 𝑥
    2
    "
    = −3,9;
    ‒ для стороны 2 факторного квадрата (x
    1
    =–1):
    5𝑥
    2 2
    + 18𝑥
    2
    − 14 = 0, откуда
    𝑥
    2

    = 0,66, 𝑥
    2
    "
    = −4,26;
    ‒ для стороны 3 факторного квадрата (x
    2
    =+1):
    4𝑥
    1
    + 13 = 0, откуда
    𝑥
    1
    =– 3,25;
    ‒ для стороны 4 факторного квадрата (x
    2
    =–1):
    4𝑥
    1
    – 23 = 0,
    ‒ откуда
    𝑥
    1
    = 5,75.
    Видно, что в факторном пространстве находятся только две точки возможных оптимальных значений факторов:
    ‒ точка на стороне 1: x
    1
    =+1; x
    2
    =0,31;
    ‒ точка на стороне 2: x
    1
    =–1; x
    2
    =0,66.
    Соответственно значения параметра оптимизации y
    Q
    в этих точках равны:
    ‒ в точке на стороне 1:

    61
    Продолжение прил. 2
    𝑦
    𝑄
    = 20 − 10𝑥
    1
    − 15𝑥
    2
    + 4𝑥
    1
    𝑥
    2
    + 6𝑥
    1 2
    + 4𝑥
    2 2
    = 20 − 10 − 15 ∙ 0,31 + 4 ∙
    0,31 + 6 + 4 ∙ 0,31 2
    = 12,97
    мм мин
    ;
    ‒ в точке на стороне 2:
    𝑦
    𝑄
    = 20 + 10 − 15 ∙ 0,66 − 4 ∙ 0,66 + 6 + 4 ∙ 0,66 2
    = 25,2
    мм мин
    Видно, что оптимальным вариантом режимов обработки является вариант 2: x
    1
    =–1; x
    2
    =0,66, который обеспечивает наибольшую производительность 25,2 мм/мин при относительном линейном износе электрода-инструмента 50%, что подтверждает правильность расчетов, выполненных графоаналитическим методом.
    Определяем натуральные значения режимов обработки, соответствующие
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    при
    𝑦
    𝛾
    = 50% т.е. точке А
    3
    , через формулы перехода.
    Так как в точке А
    3
    𝑥
    1
    = −1, то натуральное значение энергии импульсов соответствует нижнему уровню фактора
    Э
    𝐴
    3
    = Э
    𝑚𝑖𝑛
    = 8мДж.
    Натуральное значение частоты импульсов в точке А
    3
    определяем через формулу перехода (см. стр. 50):
    𝑓
    𝐴
    3
    = 𝑥
    2
    ∙ ∆𝑓 + 𝑓
    0
    = 0,66 ∙ 2 + 66 = 80,52 кГц.
    Для построения линии равного отклика функции
    𝑦
    𝑄
    , соответствующей
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    = 25,2
    мм мин
    , подставим это значение в каноническое уравнение 𝑦
    𝑄
    :
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    − 5,625 = 25,2 − 5,625 = 19,575 = 7,236𝑋
    1 2
    + 2,764𝑋
    2 2
    Приводим уравнение к канонической форме эллипса:
    𝑋
    1 2
    𝑎
    2
    +
    𝑋
    2 2
    𝑏
    2
    = 1, где полуоси эллипса a и b равны:
    𝑎 = √
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    11
    = √
    25,2 − 5,625 7,236
    = 1,645;
    𝑏 = √
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    22
    = √
    25,2 − 5,625 2,764
    = 2,661.
    Кодированные значения полуосей переводим в мм:
    𝑎

    = 𝑎 ∙ 25 = 1,645 ∙ 25 = 41,125 мм
    Откладываем полуоси на координатных осях:
    𝑎′ - на оси 𝑋
    1
    ;
    𝑏′ - на оси 𝑋
    2
    Проводим через точки
    𝑎′ А
    3
    𝑏′ четвертинку эллипса, представляющего собой линию равного отклика функции
    𝑦
    𝑄
    , соответствующую наибольшей производительности
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑎𝑥
    = 25,2
    мм мин
    , которая обеспечивается на режимах
    Э
    𝐴
    3
    = 8мДж; 𝑓
    𝐴
    3
    = 80,52кГц; при ограничении по износу электрода- инструмента
    𝑦
    𝛾
    = 50%.

    62
    Продолжение прил. 2
    Наименьшая производительность
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    при соблюдении требований по износу
    𝑦
    𝛾
    = 50% соответствует случаю, когда линия равного отклика функции
    𝑦
    𝑄
    будет представлена наименьшим по размеру эллипсом, но имеющим общую точку с построенной линией равного отклика для
    𝑦
    𝛾
    (отрезок параболы А
    1
    , А
    2
    , А
    3
    ) в пределах факторного пространства.
    Очевидно, это будет точка касания эллипса и параболы в 1 квадранте системы координат
    𝑥
    1 0𝑥
    2
    . Для определения координат точки касания графиков функций
    𝑦
    𝑄
    и
    𝑦
    𝛾
    (см. стр. 55) дифференцируем их в частных производных по
    𝑥
    1
    и
    𝑥
    2
    : а) Исходные уравнения:
    𝑦
    𝑄
    = 20 − 10𝑥
    1
    − 15𝑥
    2
    + 4𝑥
    1
    𝑥
    2
    + 6𝑥
    1 2
    + 4𝑥
    2 2
    𝑦
    𝛾
    = 50% = 40 + 4𝑥
    1
    + 18𝑥
    2
    + 5𝑥
    2 2
    б) После дифференцирования:
    𝜕𝑦
    𝑄
    𝜕𝑥
    1
    = −10 + 4 ∙ 𝑥
    2
    + 12 ∙ 𝑥
    1
    ;
    𝜕𝑦
    𝑄
    𝜕𝑥
    2
    = −15 + 4 ∙ 𝑥
    1
    + 8 ∙ 𝑥
    2
    ;
    𝜕𝑦
    𝛾
    𝜕𝑥
    1
    = 4;
    𝜕𝑦
    𝛾
    𝜕𝑥
    2
    = 18 + 10 ∙ 𝑥
    2
    .
    Для перевода и последующего анализа в факторное пространство
    x
    1
    Ox
    2
    исключаем дифференциалы ∂y
    Q
    и ∂y
    γ
    из полученных зависимостей путем деления частных производных:
    𝜕𝑦
    𝑄
    𝜕𝑥
    1
    ÷
    𝜕𝑦
    𝑄
    𝜕𝑥
    2
    =
    𝜕𝑥
    2
    𝜕𝑥
    1
    =
    −10 + 4𝑥
    2
    + 12𝑥
    1
    −15 + 4𝑥
    1
    + 8𝑥
    2
    ;
    𝜕𝑦
    𝛾
    𝜕𝑥
    1
    ÷
    𝜕𝑦
    𝛾
    𝜕𝑥
    2
    =
    𝜕𝑥
    2
    𝜕𝑥
    1
    =
    −4 18 + 10𝑥
    2
    Приравниваем правые части производных
    𝜕𝑥
    2
    𝜕𝑥
    1
    и освобождаемся от знаменателей:
    −10 + 4𝑥
    2
    + 12𝑥
    1
    −15 + 4𝑥
    1
    + 8𝑥
    2
    =
    4 18 + 10𝑥
    2
    ;
    −180 + 72𝑥
    2
    + 216𝑥
    1
    𝑥
    2
    − 100𝑥
    2
    + 40𝑥
    2 2
    + 120𝑥
    1
    𝑥
    2
    = −60 + 16𝑥
    1
    + 32𝑥
    2
    Приводим подобные:
    −120 + 200𝑥
    1
    − 6𝑥
    2
    + 120𝑥
    1
    𝑥
    2
    + 40𝑥
    2 2
    = 0.
    Сократим на 20 и поменяем знак на обратный:
    6 − 10𝑥
    1
    + 3𝑥
    2
    − 6𝑥
    1
    𝑥
    2
    − 2𝑥
    2 2
    = 0.
    Получили уравнение линии точек касания эллипса
    𝑦
    𝑄
    и параболы
    𝑦
    𝛾
    при различных сочетаниях конкретных ограничений по параметрам.

    63
    Продолжение прил. 2
    Так как одна из точек касания принадлежит и параболе
    𝑦
    𝛾
    = 50% = 40 + 4𝑥
    1
    + 18𝑥
    2
    + 5𝑥
    2 2
    , выразим
    𝑥
    1
    через
    𝑥
    2
    :
    𝑥
    1
    = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5;
    Подставим
    𝑥
    1
    в полученное уравнение линии точек касания:
    6 − 10(−1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5) + 3𝑥
    2
    − 6𝑥
    2
    (−1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5) − 2𝑥
    2 2
    = 0
    После упрощения получим:
    7,5𝑥
    2 3
    + 37,5𝑥
    2 2
    + 33
    𝑥
    2
    − 19 = 0
    Получили полное кубическое уравнение вида:
    𝑎
    0
    𝑥
    3
    + 𝑎
    1
    𝑥
    2
    + 𝑎
    2
    𝑥 + 𝑎
    3
    = 0.
    В нашем уравнении:
    𝑎
    0
    = 7,5; 𝑎
    1
    = 37,5; 𝑎
    2
    = 33; 𝑎
    3
    = −19.
    Определяем корень кубического уравнения по формулам Кардано [4].
    Для этого вычислим коэффициенты Кардано p, q, Q:
    𝑝 = −
    1 3
    (
    𝑎
    1
    𝑎
    0
    )
    2
    +
    𝑎
    2
    𝑎
    0
    = −
    1 3
    (
    37,5 7,5
    )
    2
    +
    33 7,5
    = −3,9333;
    𝑞 = 2 (
    𝑎
    1 3𝑎
    0
    )
    3

    𝑎
    1
    𝑎
    2 3𝑎
    0 2
    +
    𝑎
    3
    𝑎
    0
    = 2 (
    37,5 3 ∙ 7,5
    )
    3

    37,5 ∙ 33 3 ∙ 7,5 2
    +
    −19 7,5
    = −0,60741;
    𝑄 = (
    𝑝
    3
    )
    3
    + (
    𝑞
    2
    )
    2
    = (
    −3,9333 3
    )
    3
    + (
    −0,60741 2
    )
    2
    = −2,1616;
    Так как Q<0, то все 3 корня действительные числа и для их нахождения определяем коэффициент
    𝜌 = √−
    𝑝
    3 27
    = √−
    (−3,9333)
    3 27
    = 1,50127;
    Далее определяем cosφ = −
    𝑞

    = −
    −0,60741 2 ∙ 1,50127
    = 0,2023;
    Откуда φ=78,32859°. Тогда первый корень кубического уравнения и первая координата точки касания эллипса
    𝑦
    𝑄
    и параболы
    𝑦
    𝛾
    = 50% равна:
    𝑥
    2

    = 2√𝜌
    3
    ∙ 𝑐𝑜𝑠
    𝜑
    3

    𝑎
    1 3𝑎
    0
    = 2 √1,50127 3
    ∙ 𝑐𝑜𝑠
    78,32859 3

    37,5 3 ∙ 7,5
    = 0,389715
    Второй корень:
    𝑥
    2
    ′′
    = 2√𝜌
    3
    ∙ 𝑐𝑜𝑠 (
    𝜑
    3
    +
    2𝜋
    3
    ) −
    𝑎
    1 3𝑎
    0
    =
    = 𝟐√𝟏, 𝟓𝟎𝟏𝟐𝟕
    𝟑
    ∗ 𝒄𝒐𝒔 (
    𝟕𝟖, 𝟑𝟐𝟖𝟓𝟗°
    𝟑
    + 𝟏𝟐𝟎°) −
    𝟑𝟕, 𝟓
    𝟑 ∙ 𝟕, 𝟓
    = −𝟑, 𝟓𝟔𝟕𝟔𝟕
    Третий корень:
    𝑥
    2
    ′′′
    = 2√𝜌
    3
    ∙ 𝑐𝑜𝑠 (
    𝜑
    3
    +
    4𝜋
    3
    ) −
    𝑎
    1 3𝑎
    0
    =
    = 2√1,50127 3
    ∙ 𝑐𝑜𝑠 (
    78,32859°
    3
    + 240°) −
    37,5 3 ∙ 7,5
    = −1,82205

    64
    Продолжение прил. 2
    Представляет интерес только первый корень
    𝑥
    2

    = 0.389715, т.к. второй и третий корни лежат за пределами факторного пространства
    +1…-1.
    Подставляя
    𝑥
    2

    в уравнение параболы находим вторую координату
    𝑥
    1
    точки касания:
    𝑥
    1
    = −1,25𝑥
    2 2
    − 4,5𝑥
    2
    + 2,5 = −1,25 ∙ 0,389715 2
    − 4,5 ∙ 0,389715 +
    +2,5 = 0,556435.
    Таким образом, искомые координаты точки касания искомого эллипса, соответствующего случаю
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    при
    𝑦
    𝛾
    = 50%, и параболы, представляющей линию равного отклика функции
    𝑦
    𝛾
    = 50% = 40 + 4𝑥
    1
    + 18𝑥
    2
    + 5𝑥
    2 2
    , имеют следующие значения:
    𝑥
    1
    = 0,556435; 𝑥
    2
    = 0,389715.
    На графике это точка “C”.
    Подставляя найденные
    𝑥
    1
    и
    𝑥
    2
    в уравнение
    𝑦
    𝑄
    , находим наименьшую производительность при износе электрода-инструмента
    𝑦
    𝛾
    = 50%
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    = 20 − 10𝑥
    1
    − 15𝑥
    2
    + 4𝑥
    1
    𝑥
    2
    + 6𝑥
    1 2
    + 4𝑥
    2 2
    = 20 − 10 ∙ 0,556435 −
    −15 ∙ 0,389715 + 4 ∙ 0,556435 ∙ 0,389715 + 6 ∙ 0,556435 2
    +
    +4 ∙ 0,389715 2
    = 11,922
    мм мин
    Примечание: если коэффициент Кордано Q>0, то кубическое уравнение имеет только один действительный корень и для его нахождения определяют коэффициенты А и В:
    А = √−
    𝑞
    2
    + √𝑄
    3
    ; 𝐵 = √−
    𝑞
    2
    − √𝑄
    3
    Тогда действительный корень равен:
    𝑥
    2
    = 𝐴 + 𝐵 −
    𝑎
    1 3𝑎
    0
    Для графического изображения двумерного сечения поверхности отклика функции
    𝑦
    𝑄
    , соответствующего случаю
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    при
    𝑦
    𝛾
    = 50%, подставим это значение в каноническое уравнение
    𝑦
    𝑄
    :
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    − 5,625 = 7,236𝑋
    1 2
    + 2,764𝑋
    2 2
    11,922 − 5,625 = 6,298 = 7,236𝑋
    1 2
    + 2,764𝑋
    2 2
    Приводим уравнение к канонической форме эллипса
    𝑋
    1 2
    𝑎
    2
    +
    𝑋
    2 2
    𝑏
    2
    = 1,
    Где полуоси эллипса a и b равны:
    𝑎 = √
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    11
    = √
    6,298 7,236
    = 0,933;

    65
    Продолжение прил. 2
    𝑏 = √
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    − 𝑦
    𝑄𝑆
    𝐵
    22
    = √
    6,298 2,764
    = 1,51.
    Кодированное значение полуосей переводим в мм:
    𝑎
    ′′
    = 𝑎 ∙ 25 = 0,933 ∙ 25 = 23,3мм
    𝑏
    ′′
    = 𝑏 ∙ 25 = 1,51 ∙ 25 = 37,75 мм
    Откладываем полуоси на координатных осях:
    𝑎
    ′′
    - на оси
    𝑋
    1
    ;
    𝑏
    ′′
    - на оси
    𝑋
    2
    . Проводим через точки
    𝑎
    ′′
    с
    𝑏
    ′′
    четвертинку эллипса, представляющего собой линию равного отклика функции
    𝑦
    𝑄
    , соответствующую наименьшей производительности процесса
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    = 11,922
    мм мин при
    𝑦
    𝛾
    = 50%.
    Определяем натуральные значения режимов обработки, соответствующие
    𝑦
    𝑄
    𝑚𝑖𝑛
    при
    𝑦
    𝛾
    = 50%, т.е. точке С на графике, через формулы перехода.
    Для энергии импульсов тока:
    𝑥
    1
    =
    Э − Э
    0
    ∆Э
    =
    Э − 13 5
    = 0,2Э − 2,6.
    Откуда
    Э
    с
    =
    𝑥
    1
    + 2,6 0,2
    =
    0,556435 + 2,6 0,2
    = 15,78мДж.
    Для частоты импульсов используем ранее полученную формулу перехода:
    𝑓
    𝑐
    =
    𝑥
    2
    + 3 0,045
    =
    0,389715 + 3 0,045
    = 75,33 кГц
    Таким образом, при требовании по оптимальному износу электрода- инструмента 50% максимальная производительность электроэрозионной прошивки отверстий обеспечивается на режимах: энергия импульсов тока
    Э=8 мДж, частота импульсов f=80.52 кГц и составляет
    𝑦
    𝑄
    = 25,2 мм мин
    Наименьшая производительность составляет
    𝑦
    𝑄
    = 11,922
    мм мин и обеспечивается на режимах Э=15,78 мДж и f=75,33 кГц.
    4. Построение и анализ графиков
    Для построения трёхмерных графиков
    𝑄 = 𝑦
    𝑄
    = 𝐹
    1
    (Э, 𝑓) = 198,47 − 10,6298 ∙ Э − 2,24243 ∙ 𝑓 + 0,03636 ∙ Э𝑓 +
    +0,23984 ∙ Э
    2
    + 0,00826 ∙ 𝑓
    2
    и
    𝛾 = 𝑦
    𝛾
    = 𝐹
    2
    (Э, 𝑓) = 20,7288 + 0,7976 ∙ Э − 0,54557 ∙ 𝑓 + 0,010313 ∙ 𝑓
    2
    Используем компьютерную программу Math CAD или др. Выберем интервалы варьирования факторов и шаги вычислений таким образом, чтобы центр S с координатами x
    1S
    =0,25 x
    2S
    =1,75 оказался в поле чертежа:
    1) энергия импульсов изменяется в диапазоне:

    66
    1   2   3   4   5   6   7


    написать администратору сайта