+3 8(066) 185-39-18
f. На рис. 13 подано вигляд цієї залежності. Результати розрахунків qp згідно з теоретичної та статистичної залежностей дають достатню точність (ступінь розбіжності результатів не перевищує 10%). Поправочний коефіцієнт на період стійкості інструменту для важких токарних верстатів різних типорозмірів (рис. 14) : дозволяє врахувати вплив імовірності руйнації інструменту на його період стійкості та видаток.
Статистичні дослідження показали наявність достатньо тісної кореляційної залежності зміни видатку різального інструменту від рівня якості його експлуатації (коефіцієнт кореляції – 0, 82). Всі математичні моделі для оптимізації параметрів експлуатації інструменту, справедливі лише для рівня експлуатації, при якому фактичні показники максимально наближені до нормативно-базових їх значень (Yэ=1).
Відхилення показників експлуатації від базових значень призводить до зміни фактичного видатку інструменту Rф, у порівнянні з його нормативним значенням Rн, відповідно до встановленої кореляційної залежності:, де mэ- показник ступеня впливу рівня експлуатації на видаток різального інструменту, kэ- поправочний коефіцієнт на нормативний видаток інструменту, що враховує рівень якості його експлуатації (рис. 15).
В основу визначення норм видатку різального інструменту покладено сумарний період стійкості, де – середній період стійкості інструменту; К – число періодів стійкості інструменту, К=1/ qp. Підставляючи визначені величини,.
При статистичних дослідженнях стійкості інструменту було встановлено, що при ручному керуванні важкими верстатами робітник часто коректує період стійкості інструменту (режими різання) з урахуванням ергономічних чинників, пов'язаних із навантаженням на робітника. Зі збільшенням розмірів верстату економічна стійкість падає (рис. 16), тому що зменшується відношення витрат на інструмент до витрат на верстат та його експлуатацію, водночас фактична стійкість (за даними 1400 операцій) росте.
Тому встановлено, що для верстатів із Dс=1000…1600 оптимальним режимам різання відповідає середній період стійкості 40 хв та число періодів стійкості, рівне 5. Для верстатів із Dс2000 мм період стійкості інструменту з урахуванням ергономічних обмежень прийнятий рівним 60 хв.
При відомій сумарній стійкості інструменту простим розрахунком можна визначити необхідне число різальних кромок m для заданого основного часу. Для укрупненого розрахунку видаток різального інструменту визначається, виходячи з фактичної трудомісткості механічної обробки Тф за визначений період часу (наприклад, трудомісткості по цеху за рік), де К0- коефіцієнт основного часу, що визначає частку основного часу обробки від штучного. Імовірнісний характер видатку інструменту, що витікає з розсіювання періоду стійкості і часу працездатного стану технологічної системи, враховується К0=КГс (математичні моделі для КГс визначені в четвертому розділі).
Оптимальному сполученню режимів різання відповідає ефективне число періодів стійкості інструментів (або можливість руйнації), що обумовлює видаток інструменту і є важливими технологічними параметрами процесу механічної обробки деталей на важких верстатах. Видаток різального інструменту при імовірнісному характері зміни параметрів процесу експлуатації різального інструменту на важких верстатах також схильний до розсіювання. Теоретичні дослідження залежності імовірності руйнацій інструменту з параметрами розподілу періодів стійкості до зносу і до руйнації інструменту дозволили встановити, що відношення стійкості до руйнації до стійкості до зносу залежить від форми і відносного розподілу цих стійкостей (параметрів закону їх розподілу), що обумовлює взаємне усікання. Середній період стійкості інструменту залежить як від процесу зношування, так і руйнації інструментів, що визначають долю інструментів із тим або іншим видом відмови і стійкості інструменту до відмови відповідного виду. Відношення стійкості до руйнації до стійкості до зносу пов'язано з імовірністю руйнації інструменту кореляційною залежністю, отриманою з банку статистичних даних, що добре узгоджується з аналогічною теоретичною залежністю, застосування якої дозволило визначити поправочні коефіцієнти на середній період стійкості, що враховують імовірність руйнації інструменту. Рівень якості експлуатації впливає на видаток інструменту відповідно до отриманою статистичної регресивної залежності. Визначені поправочні коефіцієнти на видаток інструменту, що враховують відхилення показників якості експлуатації інструменту від їх нормативних значень.
У сьомому розділі наведені результати досліджень, спрямовані на визначення раціональних регламентів експлуатації різального інструменту, створення загальномашинобудівних нормативів різання та інших впроваджень роботи.
Система математичних моделей і цільових функцій дозволяє зробити багатокритеріальну оптимізацію названих вище параметрів для базових умов якості експлуатації. Для багатокритеріальної оптимізації процесу експлуатації різальних інструментів на важких верстатах розроблена на основі приведених вище досліджень система Цільових функцій і обмеження:
Приведені витрати,
де Е и Е1 – відповідно вартість хвилини роботи та простою верстату, коп-хв; V – швидкість різания, м/хв; S – подача, мм/об; τз. п., τз. а. – час відповідно профілактичної та аварійної заміни інструментів, хв; анас. – вартість одної хвилини часу заміни та настройки інструменту, коп-хв; Аин – вартість інструменту, коп; К1, К2 – число періодов стійкости інструменту відповідно при профілактичній та аваійній заміні, ω – коэффициент, що враховує зменшення Тγ при аварійній заміні інструменту (імовірність аварійної відмови), грн/м2,
Продуктивність:, час/м2, Видаток інструменту:, шт/м2, Надійність технологічної системи:.
Багатокритеріальна оптимізація виконувалася з використанням пакету програм, розроблених у ДДМА. На підставі розрахункових значень режимів різання, параметрів видатку інструменту для “вузлових” точок і використання математичних моделей, отриманих експериментально, розроблені загальномашинобудівні нормативи різання. Методика створення нормативів передбачає: ранжування чинників, що впливають на керуючі параметри оптимізації; виявлення найбільше поширених умов експлуатації інструментів; компактне розташування рекомендацій для кожного типорозміру верстату.
На відміну від існуючих раніше, нові нормативи режимів різання передбачили: перехід від напаяних різців на збірні різці, вибір їх конструкції та її урахування при призначенні режимів різання;