Основи раціональної експлуатації різального інструменту на важких верстатах

С. 157-160.

Равская Н. С., Клименко Г. П. Влияние стохастического характекра обработки деталей на выбор инструмента для тяжелых станков// Резание и инструмент в технологических системах. – Межд. научн. -техн. сборник. – Харьков: НТУ “ХПИ”, 2002. – Вып. 63. – С. 126-129. Пат. 40077А UA, 6С21Д6/04. Спосіб оцінки якості різального інструменту і деталей машин. – Ковальов В. Д., Мірошниченко Ю. В., Клименко Г. П., Васильченко Я. В. – № 2000010205; Заявл. 13. 01. 2001; Опубл. 16. 07. 2001; Бюл. №6. – 3 с.

Общемашиностроительные нормативы резания, норм расхода резцов для карусельных и лоботокарных станков/ Хает Г. Л., Клименко Г. П. – М. : НИИМаш. – 1982. – 36с.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Нормы расхода инструмента для продольно – строгальных станков/ Локтев А. Д., Хает Г. Л., Клименко Г. П. – М. : НИИМаш. – 1984. – 68 с.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания. Токарные и карусельные работы. /Локтев А. Д., Хает Г. Л., Клименко Г. П. – М. : НИИМаш. – 1985. – 92 с.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. Токарные работы / Локтев А. Д., Хает Г. Л., Клименко Г. П. – М. : НИИМаш. – 1986. – 142 с.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. Строгание и долбление / Коткина М. Г., Гущин И. Ф., Клименко Г. П. – М. : НИИМаш. – 1987. – 76с.

Общемашиностроительные нормативы режимов резания Справочник. Т1. Токарные и карусельные работы. Фрезерные работы. /Локтев А. Д., Клименко Г. П. Гущин И. Ф. и др. М. : Машиностроение. -1991. – 634 с.

Обшемашиноcтроительные нормативы Справочник. Т2. Нарезание резьбы, строгание и долбление протягивание зубобработка /Локтев АД, Клименко Г. П., Гущин И. Ф. и др. М, ; Машиностроение. -1991. – 634 с.

Міжгалузеві укрупнені нормативи часу виконувані на великих токарних верстатах. Одиничне та малосерійне виробництво. – Краматорськ: Центр продуктивності Міністерства праці та соціальної політики України, 1999. – 278 с.

Міжгалузеві укрупнені нормативи часу виконувані на повздовжньо-фрезерних верстатах. Одиничне та малосерійне виробництво – Краматорськ: Центр продуктивності Міністерства праці та соціальної політики України, 1999. – 120 с.

Міжгалузеві укрупнені нормативи часу виконувані на повздовжньо-стругальних верстатах. Одиничне та малосерійне виробництво – Краматорськ: Центр продуктивності Міністерства праці та соціальної політики України, 1999. – 170 с.

Клименко Г. П. Оценка качества инструментов и процесса их эксплуатации / Сборник научных статей. – Вып. 2. – Краматорск. – 1994. – С. 188-190

Клименко Г. П., Обеспечение надежности технологической системы при определении режимов резания // Современные технологии машиностроения. Прогрессивные методики преподавания. – Сумы. – 1997. -Вып. 1. -С. 57-59.

Клименко Г. П. Сертификация процесса эксплуатации режущего инструмента //Высокие технологии в машиностроении “Интерпартнер – 97”. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – С. 116-118.

Клименко Г. П. Обеспечение оптимального уровня надежности твердосплавных резцов для тяжелых станков// Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: ХГПУ, 1999. – С. 48-49.

G. Klimenko Система за рациональна работа на инструмента за тяжки металорежущи машины// 5 International Conference on advanced Mechanical Engineering and Technology AMTECH’99 (болгар.) Beyond 2000. – P. 142-148.

Клименко Г П. Підвищення надійності інструменту та визначення його витрат/ Міжнародний симпозіум украінських інженерів-механиків у Львові. Тези доповідей. Львів, Україна, 1993. – С. 337.

(Автором самостійно розроблені методики визначення режимів різання та видатку інструменту з урахуванням імовірності їх руйнації, принципи створення нормативів [1, 2, 17], методологія створення системи раціональної експлуатації інструменту, визначення її якості [4, 12, 22], методики випробувань та математичної обробки результатів експериментів [7, 10], математичні моделі для визначення конструктивних параметрів різця в умовах розсіювання властивостей інструменту та навантаження на нього, стратегій обслуговування технологічної системи [20, 23, 24, 28], запропоновано використання імпульсного магнітного поля для вхідного контролю якості інструменту [29], здійснювалось загальне керівництво роботою по створенню нормативів, оптимізувалася подача, швидкість різання, імовірність руйнування інструменту для верстатів різних типорозмірів; розроблено систему обмежень для важких верстатів, карти нормативів для урахування надійності інструменту, розсіювання періоду стійкості, рівня експлуатації інструменту, розроблено методи зворотного зв’язку використання нормативів [30-39])

АНОТАЦІЯ

Клименко Г. П. Основи раціональної експлуатації різального інструменту на важких верстатах.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук зі спеціальності 05. 03. 01 – процеси механічної обробки, верстати та інструменти. – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2002. – Рукопис.

У дисертації вирішена науково-технічна проблема підвищення ефективності використання різального інструменту на важких верстатах шляхом розробки системи керування якістю процесу його експлуатації, визначення раціональних регламентів цього процесу і створення загальномашинобудівних нормативів різання. Запропоновано принцип формування системи раціональної експлуатації інструменту та розроблено методологію кваліметричних досліджень системи, згідно з якою процес експлуатації інструменту розглянуто з позиції керування його якістю. Розроблена методологія та виконано комплекс теоретично-експериментальних досліджень процесу експлуатації різального інструменту, створена система цільових функцій для оптимізації якості процесу. Розроблені регламенти експлуатації інструментів на важких верстатах, на базі яких створені загальномашинобудівні нормативи різання.

Ключові слова: раціональна експлуатація інструменту, важкі верстати, якість процесу експлуатації, надійність, видаток інструменту, імовірність руйнації інструменту, регламенти експлуатації, нормативи різання.

NOTES

Klymenko G. P. A fundamentals of rational maintenance of the cutting instrument on heavy machine tools.

Thesis on deriving of a scientific degree of the doctor of engineering science from a speciality 05. 03. 01 – processes of machining job, machine tools and instruments. – National engineering university of Ukraine “ the Kiev polytechnic institute ”, Kiev, 2002. – Manuscripts.

In a thesis the solved scientific and technical problem of a heightening of efficiency use of the cutting tools on heavy machine tools by system engineering quality management of process of its maintenance, definition of the rational rules of this process and creations machine building of the specifications of cutting. The principle of forming of system of rational maintenance of the tools is offered and the methodology of qualimetric researches of system is developed, according to which the process of maintenance of the cutting tool is considered from a position operating by its quality. The designed methodology a complex of theoretical – experimental researches of process of maintenance cutting tools created system of objective functions for optimization of quality of process also is executed. The designed rules of maintenance of cutting tools on heavy machine tools, on the basis of which created machine building specifications of cutting.

Key words: rational maintenance of the cutting tools, heavy machine tools, quality of process of maintenance, reliability, expenditure of the cutting tools, probability of destruction of the cutting tools, rules of maintenance, specifications of cutting.

АННОТАЦИЯ

Клименко Г. П. Основы рациональной эксплуатации режущего инструмента на тяжелых станках

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05. 03. 01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2002. – Рукопись.

В диссертации решена научно-техническая проблема повышения эффективности использования режущего инструмента путем разработки системы управления качеством процесса его эксплуатации, определения рациональных регламентов этого процесса и создания общемашиностроительных нормативов резания. Предложен принцип формирования системы управления качеством процесса эксплуатации, в соответствии с которым этот процесс ориентирован на потребителей и рассматривается как совокупность процессов: организационного, управления ресурсами, обслуживания технологической системы, подготовительно-информационного, обработки деталей и обеспечения обратной связи с потребителями (оценка, анализ, усовершенствование). Выходные параметры каждого процесса, входящего в систему, являются входными для последующего процесса. Их изменение позволяет управлять качеством процесса эксплуатации инструмента.

Разработана методология квалиметрических исследований процесса эксплуатации инструмента, на базе которой создана иерархическая система свойств, составляющих его качество, для установления зависимостей между процессами, оценки уровня качества всего процесса эксплуатации, оптимизации его стратегий и регламентов. Разработан алгоритм и программное обеспечение практической реализации методологии определения уровня качества процесса эксплуатации инструмента, с помощью которых производится количественная оценка его качества, обоснование структуры подготовительно – информационной подсистемы процесса эксплуатации, включающей наиболее весомые процессы: анализ условий эксплуатации, входной контроль качества инструмента, выбор СОТС, выбор стратегий замены и уровня надежности инструмента, расчет режимов резания и расхода инструмента, – параметры которых учитывались при разработке нормативов регламентов эксплуатации инструмента.

В работе показана необходимость учета вероятностного характера процесса механообработки при выборе конструкции инструмента и определения ее прочностных параметров. На базе кластерного анализа разработана методика выбора инструмента из банка его конструкций по критерию интенсивности наложения области их рациональной эксплуатации. Предложен способ учета вероятностного характера нагружения инструмента при выборе его конструктивных параметров. Для определения надежности сборного тяжелонагруженного инструмента как системы разработана с помощью теории марковских процессов математическая модель функции готовности резца, использование которой позволяет управлять стабильностью работы инструмента, что особенно важно при обработке деталей на тяжелых станках.

В работе проведены исследования возможных стратегий замены инструмента на тяжелых станках. Установлено, что их эффективность зависит от соотношения затрат на замену инструмента и параметров законов распределений наработок на отказ и восстановление работоспособности системы. Использование разработанных математических моделей надежности системы позволило установить рациональный уровень надежности инструмента с точки зрения критериев интенсивности затрат и производительности.

Предложен способ уточнения стойкостной зависимости путем учета вероятности разрушения инструмента, а также параметров его надежности. Применение уточненной стойкостной зависимости при оптимизации режимов резания позволяет получать глобальный минимум критериев в области, свободной от ограничений, что повышает точность расчетов и способствует выявлению новых резервов повышения производительности.

Исследование зависимостей эксплуатационной прочности и надежности инструментов от их конструкции и условий эксплуатации позволило уточнить математические модели для определения рациональных параметров эксплуатации: элементов режимов резания, чисел периодов стойкости, времени и стратегии замены инструмента, уровня его надежности, – а также предложить комплекс методов повышения качества эксплуатации инструмента, установить степень тесноты связи расхода инструмента с регламентами его эксплуатации.

Установлено, что процесс эксплуатации инструмента является многопараметрическим и многокритериальным. С помощью разработанной системы критериев, включающих приведенные затраты, производительность, надежность, расход инструмента, а также уточненных ограничений, связанных с массой детали, психофизической нагрузкой на рабочего определены рациональные управляющие параметры, для любых производственных условий Парето – оптимальные оценки, обеспечивающие качество процесса эксплуатации инструмента на тяжелых станках.

На основании теоретических и экспериментальных исследований системы эксплуатации инструмента разработаны и внедрены общемашиностроительные нормативы регламентов управляющих параметров процесса эксплуатации инструментов на тяжелых токарных, лоботокарных, карусельных, продольно-строгальных и продольно-фрезерных станках, обеспечивающих требуемый уровень его качества. Разработана и внедрена методика и программное обеспечение оценки и управления качеством процессом эксплуатации инструмента, применение которой на заводах Украины позволило повысить производительность обработки деталей и снизить расход инструментальных материалов.

Ключевые слова: рациональная эксплуатация инструмента, тяжелые станки, качество процесса эксплуатации, надежность, расход инструмента, вероятность разрушения инструмента, регламенты эксплуатации, нормативы резания.