автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование устойчивости технологических систем при лезвийной обработке

р г 5 ОА

1 2 (' --'^ V- лНГЕСЬКПЛ Г.ОЛГП-ХКРПШП ШСТИТУТ

11а гратах рукош!су

ПАРШИНА О лека Анатолпзна

УДК 52 ».002.5:621.9-11.1

ДО СЛ1ДЖЕКНЯ УСТАЛЕНОСТ1 ТБХНОЛОГ1ЧНИХ СИСТЕМ ПРИ ЛЕЗВ1ЙН1Й ОБРОБЦ1

Ссеуалкасть 05.02.0S — Техполспя маштобудусанпа

АВТОРЕФЕРАТ

дксгртЕцП'нз здобуття п^гпого ступеня кандидата техшчпях паук

Хшв — 1994

Дисертац!я е рукопис.

Робота виконана в ДонбаськШ державнМ» машинобуд!вн!й ака-дэмП на кафедр! технологII машинобудування.

Иауковий кер!вник доктор техШчних наук,

профвсор Ковалевський C.B.

0ф!ц1йн! опоненти академ!к А1Н УкраТни,

доктор техн!чниу. наук, ' професор Проволоцький 0;.€.

кандидат техн1чних наук, доцент Душинський В.В.

Пров!дне п!дприемство Лкц!онерне об'еднання

"Ковокраматорський иашино-буд!вний завод" .

Захист дисертацП в!дбудет.ься 1994 г.,

о 15 год. на зас!данн! Спец1ал1зовано1 вчено! ради К 068:14.15 Ки1вського пол!техн!чного !нституту за адресою: 252056, м.Ки1в-56. проспект Перемоги, 37, учбовкй корп.19, ауд.340.

3 дисертац1ею мохсна ознайомитися в 0!бл!отец1 Ки1вського пол!техн!чного 1нституту.

Автореферат роз!сланий 994 г.' '

Вччний секретар . ?

Спец1ал1зо1-5но1 вчено! ради К 068.14.15 ...-- ' 1 Pomshhhko в.з.

АНОТАЩЯ

I

Днсертац!йна робота прксвячеиа проблем! п!двищення

усталеност! технолог!чних систем за рахунок с?аб!л!зац!1

♦

показник!в якост! при лэзв!Пн!Я обробц!. • '

Метою дисертацШю! роботи з п!дзкце!шя ефэктивност! лезв!Пно1 обробки деталэп типу т!л обертання на оснсз! розробки типового технолог!чного процесу з адаптивною схемок1 коруваниг стаб!льн!ста> показник1в яко&т! та критерПв усталеност! гзхно-лог!чно1 системи.

В робот! вир!шеи1 сл!души завдання:

- розроблбно метод визначення оптималышх технолог!«них умов переходу вх!дно! заготовки з одного стану в Индия' на множим! мозсливих та допустимих значень показник!в яксст!;

- вихоДЯчи з технолог1чних Умов ФункаЮНування системи обгрунтсвйно по!сазник стабхльност! технолог 1чного пронесу ЛЭЗВХГШо! обробки, рОЗКрИТО КОГО' ф13ИЧ!Р/ сутн!сть та •технолог! «но значения:

- з метою впвчення взаемозз'пзку показника стаб1лыюст! тохнолоПчиого пронесу з в!доми?,'.и критер!яки усталсност! ПаПкв!ста, Михайлова, амлл!тудно-фазозими частотними характеристиками» логарифм!чним докремзптом затухания коливань, онерг!ею

• та амплГгудою коливань, розроблено методика досл1даення усталеност!. технолог !чних систем та алгоритм машинного експери-менту:

~ окспернмонтально -досл!джсно' взаемозв'язок Показчика■ стаб!лькост1 з наПбЬпьш загальнимн характеристиками яксст1 лезв!Пно! обробки: иорстк!сто, точнЮтга, поверхнспою тверд!стю обрсблено! детал! та !ниими як!сними показншсами 1нформативпост1 тех,.олог1Чно! системи:

- розроблено технологГШ! рекомендацП використзння розуль-

тат1в розробогс, -як!' спряиоьаи! на п^злцзння есеггкзноет! тех-гс-лог!чкого процесу та стеб1л1з&ц!э показ11Ик1з ысост! лазало! обробкн;

•■ - розроблено типовип техиолэг1чниЛ прсцес лозвШко! обробкк на основ! теоретичко1 ыодэл! уеталенос?! тохнолог1чно! скстги:;.

ШОР З.ШЦАС: '

- теоретпчну модель усталз1дое?1 тахиолэг1чно1 снгтгив, котра в'добряяае ф!зичну сутиХсть взаеиодИ ~уехколэг1Чяих Оа:сго-р!в та 1х впллз на стаб!льн1сть [юказщ;к!а якост! при .-езЕ:-!П;:1Я обробц!;

- методику досл!д£5шш усталенозт! тех|;слог1чно1 скотча;

- розрахунксву схему пизначоппя покази»;:« етаС1лы;сст1 технологичного процесу при лззвШнШ сбрс5ц1:

- блгорктми и&рув&ииа с?аб1лы11ст показнш:1с яксотх у сезон! устелено! робохозлзхносх! техиолог1чно1 с.чстс-^;:

- «этод п!дзицзикя '/¿'га-тагост! техьолэМчких екгтец " прп лезвтаьА обробц! за- рзху;;ск ста51л!зац1! пока;н;;к;2 сисат!:

* - иэтод визначення опг;;мальа«х технрлог1чн;^ У^оз г.е-р-згоду вх1дло1 заготозка з одного стаку 2 ЕЗ ггцс^..;;! мохлизьх та

дспуетаинх значзлг» по:саз»!;ш1Б к::ост1;

- результата тоср-этичшсс га о с п: р;: .ч:.т с л ь;:;; х дс-слх^здъ устзлс-ност! тохнолэг1ч;:;гл систем:

- результат»! бкепзгшоитальккл досд1д£0!£ь г.окахпккхь яксстI «зв1йно1 обрсби:;

- результат»; модельного експэрис-знту ¡"с;:у -5зпропоно&а.;ого похазии^а стабгльност! технолог£чнсго пр-сиесу л&звШко! сбрс&к з е1дс,:кцд крг.те.-Лхгд усталбнсстх техно-гсг^шх сг.стьм:

- тох;;олзг1чнгЛ прсцес лозв!Г;:!с! сбрзЗк;-. л ад2гл>:ь-

ною схемою керування стаб!л{>н!стю показник!в якост! обробки на основ! запропонованих критерП'в усталеност! технолог!чно1 систе-ми.

ОаЮВНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ АКТУАЛЬШСТЬ. Для п1мвищення ефективност! та конкурентоздатност! виробництва в умовах риночно! екокомьчи дуже важлива розробка ' типових технолог!чних процес!в, котр! забеспечують досягнення стаб!льност! показнк:с!з якост!.

в1домо, 1до в зоаах устаЛоно! роботоздатност! технолог!чно! системи вих!дн! показники якост! обробки неетаб!льн1, також неоднозначно 1х характеризуе величина запасу усталеност?. При цьому в!дхилення показник!в якост! зменыую^ьск при забезпечонн! Умов стаб!льност! технолог!чного процссу.

В паи час но !снуе единого показняка» за допомогою якого було б монливо провести д1агио-ггак.у у!,'о в забезпечення стаб!льностГ показник!в пкос?! у д1апазон! усталеност! технолог!чно! системи. Сскопндй издол!к 1снуючих кратер!1в усталеност! .полягае в тему» що вони дозволяють оц!нювати . устален!сть система т!лькн по параметрам II роботоздатност!. Визначити техколог!чн! укови функц1онування сизтеми. га якими II чутлив!с.ть до д11 ик1длнвих обурюючих фактор1ь та в!дхилення в!д встановивиихся оптинальних значень показник!в якос»! лезв!йно1 обробки м!н!мальн!. до теп9р!шнього часу но уделялось мо»ливим.

Анал1з л!тературних джерел та досв!ду машкнобудгвиих п!дприемств показав, що необх!дн! нов! Шдходк для вир!шення завдань забезпечення стаб!льност1 показник!в якост!. котр! дозволяють також виявити резерви знихсення енергссмкост! техне г!чних процес!в лезв!йно1 обробки та нам!тити шляхи . оавитк» рвсурсозбертга&ччх технолог1й.

Том/ створешш технолог1чних процес!в на основ! адаптивних схем керуваиня стаб!льн1стю показник1в якост! лезвШно! обробки е -актуальним науково-твхк!чним завданням.

ЗАГЛЛЬНА МЕТОДИКА ДОСЛЩЕНЬ. Досл!даення усталеноСт1 тех' нолог!чних систем при лозв!Пн!П 1 обробц! виконано . з вшсористанням теоретичних, иешикнкх та експериыэнтальних метод!в досл!даень. В робот! • використано фунданентальн! положения

т

технолог!I машинобудування. основн! цринципи теорП усталеност!. теорИ 1нформац{I, метода оптиы1зац!1 та ыетоди статистично! обробки даних.

В продовхсення розвитку г!потсзи про оптимально поретворення використовувано! тохнолоПчниг.; устаткування:д екергП розроблзяо зггальну методику теоротпчпих та експериыэнталышх досл!д>:;ень усталеност! технолог!чних систем при лезв!йн!й обробц!.

Експериментальн! досл^кення виконан! у лабораторних та проыислозих умовах на реальних деталях. з внкористанням иегалор1зального устаткування, проф!лографа-проф!лоыетра мод. 201 для BiiMtpy ыорсткост! оброблено! поверхн!, приладу мод., ТШ-ZU для вим!ру поверхново1 твердост! оброблених деталей та м'кротьердом!ру ПМТ-З для вим!ру ы!кротвердост! феритних зерен стружки, а також електротэхн!чних прилад!в для • анал!зу використано! анергП ыэталор!зальним устаткуванням.

Математичне узагальнеикя резулотат!в виконано викориетагкям па-лет1в прикладких програл "MathCAI", "¿RMSTAT", "Simples For^iis. 5".

Достов!рч1сть наукових положень, висновк!в Td рекомендац1й, сформульованих у дисертац!!, п!дтвердауеться в!дтворенням досЛдж^нь,- адекватн!стю отриманих математичних моделей процес!в а тачок дос;!Ь".но-промисло&оп) nepeaipKcio отриманих результате.

НАУлСВА КОЗИНА. На основ! сформульозаного положения про Юнування 1нформац1Пно1 модал! технолог!чно!.еистеми та Ппотезн про упорядхування снстеки знасл!док оптимального перетворекня . ■використовувано! шталор!зальнгод устаткуванням ' oiioprl I. . розроблено теорвтичиу иод-эль усталеност!. технолог!чно! системи при лозв!Ян!П обробц!. Знайдено- та обгрунтовано показиик . стаб1льност! технолог!чного процесу лезвШно! обробки для-оЩнкц усталеност! тохнолог!чноГ ■ спстсмн. Надано розрахункозу схему визначення погсазншса стаб!льност!. .

Розрсблгко та досл!д*сено метод визначення оптимальних тох-- полог1чних ушв переходу вх!дно! заготовки з одного стану в . 1нпий иа ráosffl!" иоз.'швкх та 'допустяшга значонь показник!в , якост! обробкн з д!апазону усталою! роботоздатност! тзхнолоПчно* системи. Остановлено вплив 7охнолог1чних фактор!з «'•а с"га5!.чы1!сть вих!дппх показиик!» пкост!. З'яоозан! розорви 0!г.г.?пня еноргоешсост! технолог i чних npoueclD.

• CrpssiaHl иатемзтпчн!' модел!» .як! ' показуэоть ' -к!льк1сниЯ гв'язох Mtr гохногэг1ч1кя.с1 'Факторе:.-::! 1 ста(Ильн!ст» вих!даих 1ток83»их1в якост! обробки. . . •

На основ! результатов теоротичних досл!я;пень та машинного охсперпазиту розхр"Тоф!зпчиусу?н!сть та технолог iчппп зм!ст показнкка стзб!лы:ост1 технолог1чного пронесу. Обгрунтовано сШлыНсть'; запропоиозаиого' показншса стабГльност! з oso в!дошши крптер!2мт1 уста.топос?! та , доводзио' його ун!версальи1сть. яка полагав-у иозгавЬст! V .п^ове^зипл д!агностики умов Шдвицення усталеност! технолог!что! céctoísi за 'рахукок стаб!л!зац! I

показник!в якост!• . L , :

На баз! цього розроблено типовиа : технолог!чшШ процес э адаптивно» схемою гторуваиня стаб!льн1сто по:сазник!в .якост!

Л93В1ЙН01 ОбрОбХИ- Г ' -

ПРАКТИЧНА ЩНШСТЬ. Досл!джено та отримэно п!дтвердження в промисловлх уиовах методу п!дэищення усталеност! технолог1чно! системи sa рахунок стаб!л!зацП показник!в якост! при лезв!йн*й обробц!.

Встанозлено фактори, котр! впливають на устален!сть техно-лог!чно! системи. Означен! . уьови забезпечення стаб!л!зац!1 вих!дних локазник!нг як! дозволяють прогнозувати як!сть та точн!сть лезс!йно1 обробки. Показано шляхи викориетання виявлеких резерв!ь зни^ення ене'ргоемкост! технолог!чних процес!в.

Викор..стання розроблених рекомендац!й та технолог!чно! iHCTpyicufl, котра регламентуе умови стаб!л!зац!1 технолог!чного процесу, дозволило забезпечити п!двюцення ' якост! ле'зв!йно1 обробки (за показниками Ra, 6, НВ) у 1,2 - 1,3 рази без введения додаткових onepauifi. При цьоыу встаковлено можлив!сть идвищення продуктивное^ процесу лезв!Пно! скобки на 16 - 19 %.

Результата теоретнчних та -експериментальнихдосл!джень дозволять створити основу для розробки нових' систем

автоматизованого керування верстатним устаткуванням.

РЕАЛ13АШЯ РЕЗУЛЬТАТ IB Р0Б0ТИ- Результати роботи використовувались в промислових п!дприемствах при ' лезв!йн!й обробц! особливо в!дпов!дальних великогабаритних- деталей типу вад!в. Оч!куемий економ!чкий ефект складае 150 тис. крб. на р!к (у.щнак 1990 року).

АДРОБАШЯ РОБОТИ. Основн! положения та результати роботи Xjpfi-Biз®в«вЬя* абловорювались та були схвален!. на к1лькох

¡1ау!сово-тэхн{чних конфереиц!ях та се;,''нарах:

- республпсанська н.-уково-техшчна конферэни1я "Качество п надепзюсть технологических систем изх чсобработки". Краматорськ, 1991, травеиь;

- иауково-техн!чна конференции "ПрогресспЕтше техпо.чогичес-1П10 метода отделочко-упро^яицих, вибростсбклпзпрущнх н других

• ресурсосберегающее технологий". - Краматорськ, 1991, ковтень;

- конференц!я "Технолоппесклз ¡»¿тодц иовшешя аф$зктпв-костн и качеств механосборочного производства". - Локйап> 1992, трав^нь;

- м!:;свуз!вська науково-техн1чпа конферекц1я "Качество и надежность технологических систем". - Кр^маторсыс» 1992, липе- 8 ¡сонференшя "Теплофизика техно лтичесхснх процессов". -

Рпб!пськ. 1992, вересень;

- наухо1!о-тохн1чна кокференц!я "Прогрессквкке- технологии магпжостроогатл". - Л'Ипропетрозськ, 1992, листопад;

- н1:;зуз!вська науксго-техШчна кон®зреиц1я "Термоджз*таа техкологлчеаспх енотом4. - тГранатс-роьк, 1993, порееАнь;

- иауко5о-толн!чна конФ?ренц:п "Ресурсо- и энергосберегающие технология в маа:шостроет'т21Л. - Одеса, 1994, вересень.

• Гэбота пропила . апробац!» на кэ^др! "Технолог!я машинобудування" йпвського пол!теян!чиого ¡Пституту та пауковому. • сем1нар! механичного Фау 'льтету Донбасысо! державно! маиинобуд!вно: академИ.

ПУБЛ1КАЦ11• Основной зм!ст та результат« роботи в!дт^рен! у 13 наукових публ!каи!ях.

СТРУКТУРА ТА ОБ'СМ РСБОТИ. ДисертзЩя складаеться 13 вступу] ггй™^ роздШв. загальних висновк!в. списку

í оикористано! л!тератури та додатк!в. "обота викладена на 199 - стор. машино.шс: .го тексту, мае 133 малонка. ? таблиць, список ■ . • лí пиратури 1з 147 наймэпуваиь, 4 додатки.

* у -вс^Уп! обгрунтовано актуалыЦсть теми досл!джеиь. с викладено мету та завдання досл!джень, коротковгдобракено «тапи виконання роботи.

Перший розд!л прпссяченип анал!зу лхтературннх даерел в облает! досл!дяення ефвктнвностí та якост! обробки на основ! критарПв усталсност! техш-юг!чних систем. Сформульовано моту • та завдання досл!джень.

: / другому роздШ ' виконано теоротнчн! досл!джешш усталеност! систем головною метою яких е встановленнп як!сних та к!лыс!сиих П"сазиик!в стаб!льпсст1 техмологхчного процосу. Розроблоно тооретнчну модель усталеност! технолог1чно! системи, яка дозволяй створити основу адаптивно! с хоми керусгнип íhcícto лозвШю! обробки. Зиайдено та обгрунтовано показник стаб!льност1 технолог!чного пронесу для оц!нки усталеност! технолог iчно! систем«. Розроблоно розрахункову схему для • визначення показника стаб!льност!• на основ! яко! запропоновано ' метод Бизначення опаимальних техполог!чних умов переходу вх!дно! заготовки 1з одного стану в íHL.m у д!апазон! усталено! робо^здатност! технолог!чно! сиетеыи.

Розроблено алгоритм» та методику досл!джень взаемози язку показника стаб!льност! з загалыювХдомими критер!ями усталеност1 Тохнологгчних систем. Розкрито фхзичну сутн!сть та технолог!чниП . . зм1ст показника стйб!льност1 технолоПчного процесу. Помзано сп!льч1сть запропонованого показника з в!домими критериями усталеност! та доведено його ун!версалыпсть. яка полягас у (¡ можлибост! проведения д!агностнкн технологиях умов стабПйзацИ показник!» «кос ' У д!апазон! усталеност!

те-нолоПчно! снотеми при леззп'!н!й о£,обцЬ

Розроблоно типовяй технолог1чния процва з адаптивно» схемою керування як! сто лезв!Пно! обробки-

У третьему та четвертому розд!лах надано рез^льтати окспериментальних досл!даонь. Досл1д!хенпя базуються тта вивчэшп взае,„озв'язку запропонованого показника стаб!льност1 з точн!стю (б), иорстк!стю оброблено! поверхщ (На), поверхнево! ТБеуост! оброблено! детал! (НВ), а такок з пшими якхечими показниками гнформатнвност! технолоПчного про.цесу (коеф!ц!ент стисиення (б^), коеф!-;|ент усадки (£., раддус (й), к!льк!сть витк1в (Ю та тиШчпа форма струх;ки). Розроблоно ряд методик експоримв-тальних досл!джень та комплекс програм для обабки експериментальних данях на ПЕОМ.

Отрыано експеримг -тальнс щдтЕерд-ценНя типового технолог!чного процесу з адаптивною схемою керування етзб!.1ьн!сгх> покази;ис1в яксст! лоззП'шо! оброб: ' на основ1 запропонованих кратер!' усталеност!. Показано мохслив^гь виршення зявдання екергозбереконня при лезв!йио! ос,.обцЬ

У п'ятому роздал! надано . аиал!з економ!чно1 ефективкост! впрозадження результат!в ро~робо" в технологI» виготовлення деталей типу вал!в.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТ*., ■ Численн! дослШеннл Род!на П.Р., Гаврииа А.П., Старкова В.К., Резн!кова А.Н., Резн!кова Л.А., ЯщерШина П.*., Макарова А.Д., Прон1Кова О.С., Душинського В.В. Шустера Л.Ы.. Кабалд!на Ю.Г. та !нших . показали, «о фактичн! значения вих!днгг параметр!в усих елемент1В технологично! системи, а, отже, 1 як!сть продукц!! е випэдковими функщями сумарно! д!1 багатьох фактор!в та 1х взаемод». При цьому великий вплив на як!сть

оброблених деталей та Ix експлуатац!йн! властивост! дае устален!сть техь :>лог!чно! система.

Не дивлячись на велику р!зноман!тн!сть критерПв усталеност!, тр.5а В1дм!тнти в1дсутн!сть к!льк1сш1Х та як!сних ноказник!в для оц!нки стаб'льност! пронесу лезв!йно! обробки у зон! усталено! ро''ггоздатност! технолопчно! системи. Основннй недол!к загальнов!домих п!дход!в до Д0сл1Дхсечня усталеност! складаеться в тому, що за допомогою в!домих до цього чайу критерПв неможливо дог-атньо точно визиачити умовн функц!онування технолог!чно! системи, при яких II чутлив!сть до д!I ооуршчих фактор!в та ¡дхилення в!д оптимальни:: показиик!в якост! лезвШно! о'чобки найменш!.

В продовже-чя розвитку г!потоэи про уг рядковаШсть системи за рахунок оптимального перетЕорення використовуваио! ' технолог1чним устаткуваиням ек^pril, здхйснена спроба створенпя теоретично! модел! усталеност! технолог!чно! системи- Теоретична модель подаеться як структурна модель скльних та слабких взаемод!й технолог!чних факюр!в. Структура цк.. взаемод!й оц!нюеться ступеней Ix упорядкованост!. IIa ochobi притаманнШ систем! упорядкованост! робиться оц1нка тцфорцативиост! технолог!чно! системи. Технолог1чни& процес' лезвШно! обробки розгладаеться як процес переносу деяко! anpiopnol ь.формацН на заготовку п!д впливом енергИ, в результат: чого отримуетъся деталь задано! форми та розм!р!в. Такий п!дх!д дозволяе уявити те..нолог!чний процес як проявления системи !нформац!Пних sb'A3kIb. У робот! аиконано доол1дження цих взаемозв'язк1в з метою вир!шення завдань забезпечення потрЮно! якост! лезвШю! обробки п!двнщення усталеност! технологгчно! системи за рахунок стаб!л!зац!I як!сних показник!в.

На основ! !снуючого взаемозв'язку ступеня упорядкованост!

з 1кформац1йним з!,йстом структура технолог!чно1 системи, отримано сл1дуючип вираз:-

<Ш (X)

Ш(Х) = 1с * 3(Х) =

Ро(Х) - X * -зх-

» К (1;

де: Ш - показнкх стаб!льност! технолог1чного процесу;

к - пост!йннй коеф!ц1ент;

Б - стугЛиь упорядкованс ;т! системи; ' .

Е0(Х) - загальний енергвтичний пот!к, зикористовуваний технолог Iчним устаткуванням;

X - технолог1чний параметр.

СЫнка усталеност! технолог!чно! системи уявляеться як ошнка показника стаб:. льностг технолог!чного проц^у.

Падал! викладення дисертацШю! роботп ведеться в н^прямку вибору. обгрунтуваиня та досл1дкення ъ лропонованого показника до проблеми гйдвицення усталеностI технолог1чио! системи за рахунок стабШгаци показник!в якост! лззв!йно! оО'робки. ■Усталей!сть при цьоку розглядаеться як властив!сть стабк;ьного техпологхчпого процесу, при якому технолог!чна система иайменл чутлива до збурення ик!дливих фактор!в. Прй- цьому стаб!льним вважаеТь'ея такил процес» вхдхнлекня показш:к1_ якост! якого в!д встановлепих .оптимальних значень найменше.

1з сутн!ст! самого • внзначенкя .поняття усталеност! техиолог1ч1ю! системи випливае, ио крятер1й тако! усталеност! повинен забезпечити так! умови функц!онування системи, при яких буде досягнуто п!двищення Стаб'льностг показниИв якост! за рахунок змениення вктрат енергП. витрачаемо! технолог!ч. ¡к устаткуванням у процес! лезв!йно! ооробки. •

На'мал.I показано розрахункову схему визначення .-¡оказника стаб!льност! технолог!чного процесу при переход! вх!дно! заготовки з одного стану в !нший.

Х1а; Х1П]

Е"

Ш0 =4||>ч]]

к.

|Ч2(Х1;)

I " ' ГИ "'> [щ]

1+1

р р

х_

МалЛ.Розрахушсова схема внзначокня показника стабхл1 ¡рст! техн. юпчного процесу прл пероход! заготовки 23 одного координатного стану Ъ№). в пглий ВСЮ..

^ - J

Зм!ну показнг'.а стаб!лыюст! техаологхчпого процесу зь час

£ форыування показншав якостЬ ыожна в1; Эразити у сл!дуючому

п * и *

впгляд!: 2 Брг - 2 Брг -

Сйрг 1=1 ■

- - 1С -:-

<ш

аг

сП

(2)

п п

де: 2 Бр^ и 2 Брго- сумарний приведения ступ!нь упо-

1=1' 4 =1 '

рядкування технолог1чно!. систем« в!дпов1дно У крапц! 1 та крап-ц! о, визначаеться з викорнстанням принципу адитивност! за формулою: Брг = " ]р.» -4- - Ш(р1- -4— }]'! (3)

С =1 ** 1 V

I - час формования показник!в якост!;, р. - 1мов1рн1сть як!сного показника; а - середньо-квадратичн© в!дхилення;

п - к!льк!сть досл!даэнь.• ' В результат! математичних перетворювань. отримано

3Miну потсазника стабитыгас?! технолог!чного процесу у Лицевому

вигляд! (для нормального закону росподктання):

'T.Ii dSpr S - S :

--= к-, -- = ic * -1-2-

at cit dt

Оптималышп перех!д заготовки !з одного координатного стану Z(X0) в f ii ыия D(Xt) (за час одп£е! операцШ, можна характеризует!! часом формування складу показннк!в якост! обробки: иорсткост! оброблено! погерхщ (Re), точпост! обробки (Q) та поверхнево! тзердост! оброблено! детал* (ЕВ): • .

' На. •' - Rao St - 0о HBt - НВ о . , %а = (Ша • % = ; = ~"'"d(HB)-

~зг

at dt'

на комплекс! заданих умоз: .*

Виподячи з tv,¡кладеного. умоиу оптимального переходу з одного координатного стану 2(л0) г. !нший D(Xj, можна запнса-ч у вигляд!:

Ra - Ra (S - S >k • из - нв

L О ' i._О_ _ _ L Q _ T

-Ш- = -сПП ••• - (ЦНЕГ) c

• dt ■ i .

dt . .dt (6> На основ! цього розроблено метод поауку оптималышх

техно ло^чнкх ум^в переходу заготовки Z(So) в стан готово!

детал! D(Xt) у д!апазон! усталено! роботоздатиоса. системи.

Розроблено блок-схема ' алгоритму вир!шення задач!

усталеност!, реал!зац!я яко! виконана з використанням 11FOM

у середовищ багат^>Ункц!ональног ^ !нтегрованого пакету

"liathCAD*1. • ■ '

3 використанням розроблено! блок-схеми проверено компле с

теоретичних досл!джонь взаемозв'язку'показчика стаб!льност1 тех-

нолог!чкого пронесу з в!домими коитер!ями усталеност!.

Мета -теоретичних досл!джень була в доказ! можливост! використанйя запропонозаного показника стаб!льност! для досл!д:кення уот"поноет! технолог i4iii!x систем. ' Лосл1даення ииконан! з вккорпстанням ПЕС!,!.

На основ! результата проведэних '¡еореткчких д;осл1деэнь та мзкин"ого експоримепту розкрито ф!зичну сутн!сть та технолог!чняП зм!ст показннка стабильность

■Лзична сутпхсть полягасв забезпеченп! углов стаб!льност! пй!;азн;;к!в якост! техполог1чцого процесу лезвхПно! обробки. При цьому . з'яьляетьоя мо)шт!сть виявлэння зон взаетдИ технолог!чних фактор!в, за якима використозузана технолог!чним усгаткуванням енэрг!я спрямовапа не на зм!ну величин факторов, а на емг'у характеру ix взаемозв'язк!в.- Результат« досл!дахнш показали суттеьий вплпз ци:; взаемозв'язк!в на як!сть системи в облает! 11 :а валено! роботоздатност!. ¡Остановлено, l;o покозннк стаб' льностх дозьоля'з • З'ЯСУВаТН УМОВ Л $У11КЦ|ОР"Ва1ШЯ система, пр:; яких баланс взасыод!! тохнолог1чни:< ^ектерхз досягас такого р!впя, кола ai взасыод!! проходять з . паГ.мзни;п1.;:1 витратамп викоркстовувано! техно-ог!чн:;м устаткупаикям enepril. тасл!дком цього с зша.кнення усталено! структур« техпологхчно! система, яка с,г^б!л!зусться за pax; .ок обмп;у enepric» з нйзколищн!м ■ соредоыицои та оптимсльиим I! поритверонням в прс-ес! лезвШюг обробк».

Технолог!чний зм!ст показника стабхлькост! складасться у можливос?! визначення умов функцхонування технолопчно! системи, як! в!дповхдають наименуй чутливост! систем» до впливу шк1дливих фактор!в. Пока,ник стаб'льност! технолог!чного процесу дозволяе прогнозувати область п! движения якост! обробки та ст.-Ч1л1зац!ю показник!в якост! у зон! усталеност! системи. Ле ! с основною поревагос запропонованого критер!я' усталеност! за

його практичпим використанням у пор!вняни! з традиШйними критэр.'яки Найкв!ста, Михайлова-. ампл!тудно-^азовими 'частотними : Характеристиками, як! дозволяють оЩнити усталешсть сиотеми т!льки за параметра?«! и роботоздатност!.

Анал1з результат!в проведеного комплексу експериментальних досл!джень з'ясував !снування взаемозВ'язку м!ж показниками стаб!льност! та якост! обробки. Встановлен"» цо за оптимальними значениями показника стаб!льност! (ПГ гп1л) -процес- лезвШно! обробки можна •характэризувати п!двищенням точност! (б)» - зменшенняч • короткое?! (На) та п!двищенням стаб!льност1 показник!в якост!. Шдвищення якост! лезв!йно! обробки та стаб!л!зац!я вих!дних псказник!в технолог!чного процесу досягаеться в результат! виникнепня усталено! структури технолог1чно1 системи.

Результати експериментальних даних були обрэблен! на ПЕОМ. Отриман! р!вняния регреоп поверхнево! твердост! детзл! та шорсткост! обообленоГ позерхн!. а такоя теоретичн!' залежност! показника стаб!льност! технолог!чного процесу та критвр!я опти-мальност! перетьорень • використовувано! технолог!чним устаткуванням енергИ у процес! лезв!йно! сбробки. Отриман! математичн! модел! ' дозволяють - характеризувати вплив технолог!чних фактор!в "а стаб.1льн!сть показник!в якост!.

Проведен! досл!даення розробленого типового технолог!чного процесу. як! базуються на адаптивн!й схем! керування як!стк> обробки, дозволили з'ясувати умови стаб!льного проходжечня обробки, вказати шляхи використання знайдених резерв!в зниження енергоемкост! процесу лезв!йно! обробки. а також забезпечити б*зу для' розробки нових систем автоматизованого керування

верстатним устаткуванням.

Виконаний анал!з економ!чно! ефективност! впрозадження

рогробок в технолог1ю б иготозлення деталей типу ьал!в показав ¡.{оклпв!сть пхдгкцення е£октивност! виробннцтва за рахунок стабШзацН покбзник!в якост! та усталеност! технолог!чно1 систем« -

Оч1куекий еконо«1чния о.х;кт в!д впоовадасення вказаних розробок на !,!а^>:ноОуд!вно:гу п!дприемств! складае 150 т«с. крб. на р!к (у щнаг 19Э0 . оку).

ЗАГАШП ВКСНОВКК

1-Анал1г !сиупчцх :.:етод!в та ^терИв для досл!дген:;л устадеяост! тзхнолог1чнах систем показав. цо в зонах II усталено! роботозддтност! - показкпки 'якост! обробка

HjCTCuii—!, таксз неоднозначно' Ix' характеризуе величина запасу усталеност!. ЕксперкцзнтаАыаиа: досл!дпе;гня:л:; встаиовлсио. цо ь!дкнлс-;::;л пока*":;:;:!& якост! сброблепо! д-этал! змок:гуо7ься при забезпечени! у**юб стабхл^ност! технологичного ¡¿роносу-

2.?оэроблеко спсс'б сптк^юацх! технолог 1 чпих; ре^зп.'Лв лэзвii. oCp^oiCii« oocno^^iuir. па*

- pospaxyKiccciii cxci'i зкзьачеш:п покгзкик1в' стаб!лькост! технолог 'чгсго прососу №1);

- ¿»году о'ясуьанкд оютслалышх техкасэр1чп;1х'уиоъ переходу аххдно! ^аготоька з одного стану 2(So„ в !н1л;Г: на мксгаш! kgsjkbi::: та доиуста.г.:х заачень поиззии^Хв якост! сбробки з диапазону усталеао! роботоздзткосТ! технолог 1чпох c.ictdu::-

• г.Розроблеко теорэкхчиу кэдалг» усталеност! ?ехкол>г1чно1 «кетша. яка blsoSpasac ОЬпчгу едгн!сть- взагиоди технолог!чпих ■C^ktopIb та Ix вас:в ua cvaSIльн!сть; по^зппга в якост! при лезBJiiain обробЩ- Бквчс-ко взаеиззЕ.'£Sox похазккка стабхльност! технолог! чного . процзсу СЗН> s _ хогар'л^чкки декрементом ¿атуха^р хсол^акь (Я>. ¿илл!тудоэ ишасат.' '(А) та вшивом

30bh1lthî:c с-?.;стор!в (В), :*o доз золило зир!и:тн задачу п!дв;-;ення усталеност! твхнолог!'шо! системи за рахунок стабШзаШ ВИХ1ДШ1Х покззш!к!в ЛКОСТ! тэхтголог1чного процесу.

Доведена сп!льн1сть показник!з стаб!льност! технологичного 'процесу (ИТ) з KpiiTepimm усталекост! Михайлова D(¿-дт), Еапкв!стл n(jït) та л '.'п л i ту д 11 о-фз з о б ; :ми частотными характеристикам:! Показано пого ун!версал>к!сть. яха полягае з мозливоет! впзначення у;,таз стаб!л!зац11 псказш!х!в якост! лззвШпо! оброоет; з д!апазону усталоно? роботоздаткост! технолог1чпо1 систем-л.

Встанозлзно, г,о ступ!нь усталенсст! технолог!чно! с-.-стем:? знаходиться у т!снсму взаемозв'язку з псказнихом сгаб!лыюс?! технолог!чного процесу (Ш). При цьсму Б'лягл-зно. гцс змепиеантл (ИГ) п1дз:г4уеться ступ!нь улорягхсзаиост! системи (S), ь lançât дно зиэнглуеться ампл!туда колизань (А), логар;:?м!ч:!пП декремент затухания колпзакь (А,), а такхг зшауеться чутлиз1сть техчолог!чно1 системи до д1° зовн!тлн1х збургючих фактор!в.

4.На основ! анал!зу та досл1дпсенкя г!потззи про спткмальне перотворення "Ъккористозувано! технолог !чтг,!М уотаткуванням енергИ та виникненням за рахунок цього усталено* структури технолог î4hoï системи визпачено теоретично та п^тв^рдтсено экспериментально умсвн on?rail3auiï технолог!чних режим? в л93в1йног обробки: И — nin; ST = 0; tg(ST) — min. (S? -критерШ оптимальност! перотворення .вккористозузано! технолог!чним устаткуваикям енергИ

Отрииэч! математичн! нодел!, aKi характеркзууть вплис т«г-нолог 1чних Фактор!l на стаб!лы;!сть . иоказкик1б дм-ctî пг t. обробц! сталей" ЭХО, 3, 45. 45Х, 40Х, PIS. Ротановл^но з.гч*:« : пост!Иних коеф{ц!ент1Б К1...К5. • як! враловутъ законом!рн!сть зм!нк енергетнчшгх перетвор-гнь з механШними

властивостями сталей 40, 40Х, 45Х та як! дозволяють визначити функц!ональну залежн!сть впливу технолог!чних фактор!в на умовк оптимального перетворення використовувано! технолог1чним устаткуванням енэргП у процес! лезв!йно! обробки. Падано уявлення про взаемозв'язок фактор!в та умов 1х .впливу на стаб!льн1сть показник!в якост! та усталеност! технолог!чно! системн.

б.Отримано рвзультати досл!джень к!льк!сних та як!сних показник!в стаб1льност! технолог1чного пронесу • лезв!йно! обробки. При цьому встановлено, що як!сн! показники комплексно характеризуют вплив к!льк1сного показника.

Показано, цо розроблений' комплекс технолог!чних р!шень забезпечуе п!двищення якост1 лезв!йно! обробки за показниками шорсткост! (На), точност1 (б) та поверхнево! твердост! оброблено! _ детал! (НВ) у 1,2 - 1,3 рази без введения додаткових операц!й.

б.Виконано комплекс теоретичних та експериментальних досл1джень, який дозволив розробити типовий технолог!чний процес лезв1йно! обробки на основ! критерИв оЩнки усталеност! техно-лог!чно! системи. Встановлено принц!п!альну можлив!сть д!агностики та п!двищення усталеност1 технолог!чних систем за рахунок стаб!л1зац!1 показник!в якост!. Показано шляхи використання виявлених резерв!в зменшення енергоемкост! процесу лезв1йно? обробки. Створено базу для розробки нових ?НФ°РМЗЧ1ЙНИХ систем автоматизованого керування ьерстатним

гташшншм.

^.рй^робдено технолог!чну 1нструкц!о, яка регламентуе тех-нплог!чн! умое!И лезе^но! обробки.

Рвзультати роботи пройыли промислову апробац!» на машинобуд!внич п!дприемствах.

- 21 -• *

- " *■ ОчГкуегаа екош>м!чт»к ефекгт скга«з<$ 153 тсс- к^б. иа р!к (у uifiax IS9Q року).

Результат» теоретичных ta «ксперкментальних госл1дяеиь лягля в основу роз роб-но го практичного кур-су з технологfi •.'зетте5удуззння (эр!део з програксю нгьчаиня), а та кот вклшвн! у плак персггекткЕних нзпрямх!в ~ослГдямнь грсблемпоГ лзбораторП gkoctî. нал'Пггосг! та спггмЛзгцИ технологиях систем ЛспбаськоГ дэрзавноГ мзккнобуд!вко1 гкадс-мП-

0CEÜ53I ЛРУКОЗДН! РСЗОТП ЗА ТЕ'КО ЛПС5РТАЩ Г î -Х-Еоезлзвсюй C.B., Парз знз Е.А. Способ сптжЕтзащп тохьо— лоппзсгт реззнгл. /Г'гтгпострстггель. - г.т.: UorTzxc-

CTpcenze, 1993. 3 12. c.IÎ.

З.Нсзслзпс::^ C.B., Паршша В.A. техшзлогп-

^jc.vzt грсцзсссз. //ссгсрггг: нзучниг. сгот52. pnnyciî t. - 1гр1'.?3-тсрз::: ПИ, 1953. с.IS? - 163.

З.Исбсу::зс1-=2 C.B., ЕЬргппз S.A. Управляй:'? гкснл?ата-^зтзлзй HTTÇÏ: стабилизация качзствян-гггкззсгзлеЗ-. Тзз. лс:с.т. нэтчеэ-тззз. коп£. "*1ТрсгрэселЕшз Тбхнслзгпзсс^пз г.:этол!Г ст^лочпз-уг^а^нлтеглх, ЕлСрсстсй.'лг'.злрую-cix и j^jtüx ресурсосС-зрзгаЕСК гешолотЗ." - Ерсматорск: НПО "ICiïST.M-i's"', 15Г-1. с.'Л.

П. А.. 1ГоЕглозсх2*C.B. Качество г. структура згзр-гзтз-вскаг rrecCpasossnzS технолсггп'сг.ого процесса. Те?, лехл. i-xn'v. ГГбЯваюпкзсзз гсгзкги с?х«сетносяг я птгествз

tezr:zoc3c?o'Ecro прспгБСДСТЕа". - Кпез: Сбд-го "гтанта". 1352. г.4 - ь.

C.B., ftgiscsi З.Т.", Пзр^зхз Е.А.. вяяг.*"ХМ.

Элзргеглчосгля опг^г.зяцпл процзеез рззежя na ГГ^УСйЛ'НОЧ Тез. декд. ::оггпусоп::?оЯ нпутнз-твхи.

"Качество и надежность технологических систем". - Краматорск: КИИ, 1992. с.8. - 10.

6.Ковалевский C.B., Паршина Е:А. Энтропия и качество npô-цзссов резания. Тез. докл. 8 конференции "Теплофизика технологических процессов". - "ыбинск: РАТИ, I9t>2. с.96 - 97.

7.Ковалевский C.B., Федющенко H.H., Паршина Е.А. Разработка новых тохнологпчвскит ...етодов обработки на основе оптимизации показателей энтропии. Тез. докл. нау лге-техн. -конф. "Прогрессивные технологии машиностроения": - Днепропетровск: Укр. НИИТМ, 1992. с.16.

8.Ковалевский C.B., Паршина Е.А. Постановка задач исследования термодинамической устойчивости технологической системы. Тез. докл. менвузовской научно-техн. конф. "Термодинамика технологических систем". - Краматорск: КИИ, 1993. с.77 - 78.

9.Парпг,ша Е.А. Устойчивость показателей качества технологических систем механообработки. Тез. докл. межвузовской паучпо-техн. кокф. "Термодинамика технологических систем". - Краматорск: Kffi, 1953. с. 102 - 104.

1С.Ковалевский C.B., Паржша Е.А. Термодинамика и проблема устойчивости технологических процессов к систем.Тез. докл. коиф. "Новые технологические процессы в мзишостроении" 28 - 30 септ. 1933 г. г.Одесса - Клез: Общ-зо "Знание", 1993. с.56. ' '

11.Ковалевский C.B., Паршка Е.А. Энтропийные оценки в перспективных технологиях. Тез. докл. 2-й научно-технической конференции стран Содружества Независимых Государств "Контроль и управление в технологических системах", г.Винница 25-28 сентября 1993 г. - Винница: В1Ш, 1ЭЭЗ. с.54.

12.Медведев B.C., Паршина Е.А., Скибин В.В., КовалеЕскиЯ C.B. Управление системой механообработки эффективными способами автоматического контроля процесса струглообразовакня. Тез. докл.

— ¿о -

научно-техн. кснф. "Новые технологии и системы обработки в машиностроении" - г.Донецк: ДонГТУ, 1994. с.84-85.

13.Ковалевский C.B., Паршина Е.А. Исследование упорядоченности технологических объектов. Тез. докл. кснф. 6-8 сент. г.Одесса "Ресурсо- и энергосберегающие технологии в машиностроении" - К.: Общество "Знание", 1994. с.106.

Паршина Е.А. Исследование устойчивости технологических систем при лезвийной обработке.

Диссертация на соискание ученой степей! кандидата технических наук но специальности 05.02.08 - '"Технология машиностроения", Киевский политехнический институт, Клев, 1994.

Защищается 13 научных работ, которые содержат результаты исследований устойчивости технологических систем. Разработана теоретическая модель устойчивости технологической системы, страдающая физическую сущность взаимодействия технологических факторов и их воздействие на стабильность показателей качества. На основе критериев оценки устойчивости технологической системы разработан типовой технологический процесс лезвийной обработка. Установлена принципиальная возможность диагностики и • повышения устойчивости технологических систем з результате стабилизации показателей качества. Показаны пути снижения энергоемкости процесса лезвийной обработки. Создана основа для рапр.~'отки новых информационных систем автоматизированного управления стопочным оборудованием.

Результаты работы получили производственную апробацию в промышленных предприятиях.

Результаты теоретических и экспериментальных исследований положены в основу разработанного практического курса по технологии машиностроения, а также включены в план перспективных правлений исследований проблемной лаборатории качества, над.*--*-ности и оптимизации технологических систем Донбасской государственной машиностроительной академии.-

Parahiua IJh. ЗЪе investigation ol stability о I technological Bysze;zz ol catting processing.

Desertatlon sitcltted lor a higher university degree Master's degree in engineering Speciality 05.02.03 - "Technology ol ruechanlcal engineering™, Kiev Pol; "echnlcal Instltyte, 1SQ4-.

13 research r:oriis are submitted. Thsy Include the results oi Investigations оI stability ol technological systens. A-theoretical modsl ol stability o' technological sysisss has been designed. It reil-cts the physical essance or Interaction of technological facers and their influence on stability oi quality rate, л standard technological rsthcd of cutting processing has been designed on The technological case ol stability testing system. It ins bean found the principal possibility or determination and increasing the stability ol technological systems due to the stability of quality rate. It has been Indicated ilia rays or lowering or ро»гг consuming at cutting processing. The foundation lor designing gf пет automatic control systems has been cade.

The resa? *"s or the trorl: have bean approved at the rschine building plant.

Its cain data or the exporlDsntal end theoretical res-arches have been included both, into the practical teaching course or technology oi engineering aid the plan ol perspective researches ol the laboratory or the problems оГ quality, reliability and optimisation or technological system or the Donbass State Engineering ¿iadsry.

ЕЙЗЧ0В1 СЛОВА

Устален1сть, критерП устаяеност!. технолог I чна с к стека, ступ!нь улорядкованост! систем, технолог1чиий процес. .^з&Зйна обробка. показник стабгльност!, роботоздатн!сть, яость, рёсурсозберХгаоч! технолог?!.