Điều kiện biờn của bài toỏn cụng nghệ tạo ra quan hệ giải tớch điều kiện gia cụng và thụng số cụng nghệ cần tối ƣu. Cỏc điều kiện biờn trong bài toỏn cực trị cũn gọi là miền xỏc định của bài toỏn. Đõy là điều kiện giới hạn của từng bài toỏn cụ thể với hệ thống cụng nghệ cụ thể và điều kiện nghiờn cứu cụ thể. Đối với quỏ trỡnh gia cụng phay cao tốc hay gia cụng CNC núi chung thỡ miền giới hạn về vận tốc cắt và lƣợng chạy dao rất lớn vỡ động cơ trong hệ thống đƣợc điều khiển vụ cấp tấc độ. Đặc biệt trong gia cụng cao tốc với tốc độ cắt lớn đũi hỏi yờu cầu về thiết bị cao, độ chớnh xỏc cao và khả năng điều khiển cần mức độ đỏp ứng nhanh.
Trong nghiờn cứu này bỏ qua sự ảnh hƣởng của nhiệt cắt trong quỏ trỡnh gia cụng (do điều kiện nghiờn cứu chƣa đỏp ứng để phõn tớch và đỏnh giỏ nhiệt trong quỏ trỡnh gia cụng phay cao tốc).
Khi gia cụng trờn mỏy phay cao tốc thỡ điều kiện biờn đƣợc giới hạn của bài toỏn nhƣ sau để giải bài toàn đạt kết quả tốt.
Hệ thống cụng nghệ đƣợc lựa chọn cố định trong suốt quỏ trỡnh nghiờn cứu (Cụng suất cắt cho phộp, tốc độ cắt lớn nhất và nhỏ nhất của mỏy, lực cắt cho phộp, chiều sõu cắt cho phộp….)
Rung động trong quỏ trỡnh gia cụng phải đảm bảo giới hạn với biờn độ rung động cho phộp nằm trong vựng ổn định quỏ trỡnh phay.
a) Cụng suất cắt khi phay
Lực này đƣợc giới hạn do cụng suất tối đa của động cơ trục chớnh của mỏy phay
Giới hạn biờn đƣợc hiểu là cỏc giới hạn để xỏc định vựng khụng gian của cỏc tham số đầu vào trong bài toỏn tối ƣu bao gồm:
102 (4.8) (4.9) (4.10) (4.11) (4.12) (4.13)
Trong đú : Hiệu suất của động cơ; Pdc : Cụng suất động cơ trục chớnh; v: tốc độ cắt.
b) Giới hạn về độ mũn của dụng cụ cắt
Quỏ trỡnh mũn của dao diễn ra rất phức tạp, chế độ cắt và thời gian cắt ảnh hƣởng rất lớn đến độ mũn của dao. Việc xỏc định qui luật mũn đũi hỏi rất nhiều thớ nghiệm và chi phớ rất lớn. Vỡ nếu nghiờn cứu sõu về độ mũn dao thỡ điều này chủ yếu cung cấp cỏc thụng tin cho cỏc cụng ty sản xuất chế tạo dao nhiều hơn là ngƣời làm cụng nghệ. Vỡ vậy trong khuụn khổ luận ỏn tỏc giả chỉ nghiờn cứu độ mũn dao vật liệu gia cụng thộp C45 với dụng cụ cắt lớp phủ Cooltop (TiAlN - Titan Nhụm Nito). Trong quỏ trỡnh gia cụng với những vật liệu cứng hay khú gia cụng lƣợng mũn dụng cụ thƣờng là mũn theo mặt sau. Do vậy, trong luận ỏn này tỏc giả sử dụng tiờu chuẩn mũn mặt sau đƣợc đo bằng chiều cao mũn dao VB.
VB=f(v,f,ar,)[VB]
c) Giới hạn về rung động.
Trong quỏ trỡnh gia cụng xảy ra hiện tƣợng mất ổn định sẽ ảnh hƣởng tới chất lƣợng bề mặt và độ chớnh xỏc của chi tiết gia cụng. Trong quỏ trỡnh gia cụng rung động phỏt sinh, phỏt triển gõy mất ổn định trong quỏ trỡnh gia cụng và ảnh hƣởng tới độ chớnh xỏc, chất lƣợng bề mặt và tuổi thọ của dụng cụ cắt. Hiện tự rung là rung động sinh ra trong quỏ trỡnh cắt, do năng lƣợng của quỏ trỡnh cắt sinh ra. Vỡ vậy khi khụng cắt gọt thỡ hiện tƣợng tự rung biến mất. Trong điều kiện nhất định thỡ hiện tƣợng tự rung gõy mất ổn định trong quỏ trỡnh gia cụng, ảnh hƣởng tới độ chớnh xỏc gia cụng. Hiện tƣợng tự rung gõy bất ổn định trong quỏ trỡnh gia cụng thƣờng xảy ra do hiện tƣợng cộng hƣởng tần số của hiện tƣợng tự rung gần với tần số riờng của hệ gia cụng dẫn đến biờn độ tần số tăng.
A=f(v,f,ar)[A0]
d) Điều kiện giới hạn về khả năng gia cụng của thiết bị
- Tốc độ cắt nằm trong phạm vi cho phộp đối với gia cụng cao tốc vmin ≤ v ≤ vmax
- Lƣợng chạy dao và chiều sõu cắt theo phƣơng hƣớng kớnh (ar) nằm trong phạm phi cho phộp fmin ≤ f =1 0 0 0 . . . . D z v N f ≤ fmax armin ≤ ar ≤ armax
103
(4.14)
e) Giới hạn về biến dạng trục dao phay
Lực cắt gõy ra biến dạng trục dao phay F làm trục dao phay biến dạng và bị vừng làm ảnh hƣởng đến độ chớnh xỏc và chất lƣợng bề mặt chi tiết gia cụng.
Độ vừng đảm bảo nhỏ hơn độ vừng cho phộp [y]. Theo sức bền vật liệu đối với trục cụng xơn ta cú thể xỏc định đƣợc độ vừng tại phần đầu của dụng cụ cắt: