автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Повышение эффективности восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей путем идентификации технологических параметров

003475244

На правах рукописи

2 0АВГ 2009

ЧЕПЧУРОВ МИХАИЛ СЕРГЕЕВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПУТЕЙ! ИДЕНТИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Специальности 05.13.06 - Автоматизации и управление технологическими процессами и производствами (технические системы) 05.02.08- Технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2009

003475244

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Белгородский государственный тех нологический университет им. В.Г. Шухова»

Научные консультанты:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Погонин Анатолии Алексеевич, доктор технических наук, доцент Феофанов Александр Николаевич

доктор технических наук, профессор Аверчеикоп Владимир Иванович

доктор технических наук, профессор Вороиешсо Владимир Павлович

доктор технических наук, профессор Ерёменко Юрий Иванович

ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»

Защита диссертации состоится «15» октября 2009 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного совета Д 2] 2.142.03 при ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «СТАНКИН» по адресу: 127994, Москва, Вадковскнй пер., д. За.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Автореферат разослан «29» июля 2009 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, канд. техн. наук, доц.

Семячкова Е.Г.

л

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Машиностроение - отрасль промышленности, определяющая развитие экономики на любой социальной формации современного общества. Интенсификация машиностроения, перевод его на инновационный путь развития позволит значительно увеличить темпы развития других отраслей промышленности и экономики в целом.

Ашл'зльность проблемы.

Повсеместность использования крупногабаритных деталей, высокая себестоимость их обработки при слабой изученности явлений, обусловленных состоянием детали и условиями обработки, делает проблему повышения эффективности технологических процессов их обработки актуальной в масштабах экономики всей страны.

Изделия машиностроительного производства составляют основу любого оборудования - от электроники до производства строительных материалов. В любой машине, установке, технологическом комплексе присутствуют крупногабаритные детали, как правило, составляющие основу конструкции. Изготовление таких деталей, их восстановление и ремонт требуют использования специального оборудования и технологий. Подобное оборудование в настоящее время нашло применение как на машиностроительных предприятиях, так и в ремонтных службах предприятий различных отраслей промышленности, например, горнорудных, цементных заводах, химических предприятиях. Оборудование представляет собой либо уникальные крупногабаритные станочные комплексы, либо специальные станочные модули для нестационарной обработки.

Конструкции подобного оборудования к настоящему времени тщательно проработаны, а технологии обработки отлажены. Таким образом, добиться повышения производительности изготовления и восстановления крупногабаритных деталей с использованием применяемых станочных комплексов в составе технологических систем за счет совершенствования применяемых технологий пли оптимизации конструкции практически невозможно. Многие современные работы посвящены автоматизации самого процесса обработки крупногабаритных деталей, но идеи, высказанные в них, прошли слабую промышленную апробацию, это связано, прежде всего, с высокой стоимостью экспериментальных исследований. Автоматизация процессов обработки крупногабаритных изделий позволяет значительно уменьшить стоимость механической обработки за счет снижения трудозатрат.

Крупногабаритные детали являются уникальными, их стоимость составляет миллионы рублей, например, стоимость бандажа цементной печи диаметром 5 метров на предприятии ОАО «Волгацеммаш» составляет 2 900 ООО рублей, поэтому при обработке неисправимый брак исключён. Сама обработка из-за состояния припуска может вестись с вибрациями или ударными нагрузками, да и сам припуск может быть неоднородным. В начале 1970-х годов Б.С. Балакшнным, Ю.М. Соломенцевым, В. А. Тимирязевым и други-

ми была предложена и реализована идея адаптивных станочных модулей. Подобные станочные модули позволяют реализовать эффективную обработку деталей с неравномерным припуском, при условии наличия быстродействующих исполнительных механизмов, но в условиях вибраций, ударной нагрузки, неравномерного по структуре материала припуска они малоэффективны. Для управления исполнительными механизмами оборудования требуются устройства, идентифицирующие, как можно более полно, всю технологическую систему, только в этом случае молено добиться снижения стоимости самой обработки при неизменных качественных характеристиках получаемого изделия. Отсутствие результатов теоретических и экспериментальных исследований, учитывающих особенности условий получения крупногабаритных деталей, особенности восстановительной механической обработки, влияние на технологические параметры ударной нагрузки и вибраций, вызванных неоднородностью припуска, не позволяет создать высокоэффективные технологии восстановительной обработки.

Разработка технических и технологических решений, учитывающих влияние состояние припуска обрабатываемой заготовки и условий обработки на параметры, определяющие эффективность технологического процесса, создание устройств идентифицирующих параметры технологической системы, внесёт значительный вклад в развитие экономики страны и повышение её обороноспособности.

Цель работы. Повышение эффективности автоматизированной механической обработки крупногабаритных деталей путём идентификации технологических параметров на основе научно обоснованных методик, алгоритмов и решений.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Определить наиболее значимые параметры технологической системы механической обработки крупногабаритных деталей.

2. Разработать методики и алгоритмы идентификации параметров технологической системы восстановительной обработки крупногабаритных деталей.

3. Разработать подсистему контроля и регистрации параметров восстановительной механической обработай крупногабаритных деталей.

4. Разработать методики и алгоритмы автоматического активного контроля погрешности формы в поперечном сечении обрабатываемых крупногабаритных деталей.

5. Разработать алгоритмы управления оборудованием для обработки крупногабаритных деталей с учетом подсистемы идентификации технологических параметров.

6.Разработать структуры технологических процессов восстановительной обработки крупногабаритных деталей, использующих подсистемы идентификации технологических параметров.

Рабочая гипотеза. Повышение эффективности восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей может быть достигнуто за счёт внедрения в технологическую систему подсистемы идентификации параметров при автоматизированной или автоматической обработке.

Методология н методы исследований. В процессе теоретических и экспериментальных исследований автором изучены, проверены и обобщены результаты существующих научных разработок в области управления технологическими системами и комплексами, технологий восстановительной обработки крупногабаритных деталей, методов контроля и регистрации параметров технологических систем.

При разработке структур технологических модулей автором использован системный подход к изучению и описанию их технологических и конструктивных параметров, определено влияние основных параметров процесса восстановительной обработки крупногабаритных деталей на качество рабочих поверхностей. С этой целью использовались методы системно-структурного анализа, теории размерностей и нечеткой логики, аппарат булевой алгебры.

Исследования проводились с использованием виртуальных и физических моделей, стендовых испытаний и в условиях реального производства, на основе чего определялись состав и структура систем управления производственными модулями и конструктивные параметры специального оборудования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена принятыми в основу объективно существующими математическими и физическими законами и закономерностями, и подтверждается использованием методов планирования экспериментальных исследований и статистических методов обработки результатов, применением современных измерительных средств и комплексов на основе вычислительной и микропроцессорной техники, допустимым интервалом сходимости результатов теоретических и практических исследований, положительным опытом внедрения результатов.

Научная новизна ваботы включает в себя:

- связи в технологической системе, отражающие влияние неоднородности и неравномерности припуска на технологические параметры обработки и геометрические характеристики восстанавливаемой детали;

- модель, учитывающую стохастическое изменение мощности резания и выявленные закономерности износа режущего инструмента;

- алгоритм автоматизированного управления технологическим процессом восстановительной механической обработкой крупногабаритных деталей на основе метода идентификации параметров обработки, учитывающий потребление мощности приводами оборудования, глубину резания, неоднородность и неравномерность припуска обрабатываемой поверхности;

- структуру подсистемы идентификации параметров механической обработки, созданной на основе правила, требующего не менее двух входных переменных для идентификации параметра;

- алгоритмы регистрации параметров обработки, формы детали в поперечном сечении с оценкой коэффициента круглости, позволяющие разрабатывать специальное программное обеспечение для управления оборудованием и устройствами для виброрезания;

- модели контроля технологических параметров и формы детали в поперечном сечении, являющейся основой для разработки приборов контроля и регистрации параметров обработки, устройств виброрезания и специальных станочных модулей.

Основные положении, выносимые на защиту:

- впервые разработанная подсистема идентификации параметров механической обработки крупногабаритных заготовок, основанная на разработанных моделях, алгоритмах и методиках идентификации;

- результаты проведенных теоретических и экспериментальных исследований по установлению закономерностей влияния ударной нагрузки, неравномерного по структуре материла припуска, а также дефектов после наплавки на глубину и мощность резания при токарной обработке крупногабаритных заготовок;

- разработанная методика моделирования технологических процессов токарной обработки крупногабаритных деталей, учитывающая неравномерность и неоднородность материала припуска;

- правила идентификации параметров токарной обработки: глубины резания, мощности резания, скорости резания, усилия резания, амплитуды и частоты вибраций, требующие для идентификации параметра не менее двух входных переменных;

- предложенная и реализованная модульная технология восстановительной обработки крупногабаритных деталей без их демонтажа, отличающаяся разделением технологической системы на подсистему механической обработки, и устройства контроля и управления;

-разработанная методика проектирования технологических процессов автоматизированной обработки крупногабаритных заготовок, учитывающая подсистему идентификации мощности резания, глубины резания, геометрическую форму детали в поперечном сечении, параметры вибраций в технологической системе.

Практическая значимость результатов проведенных исследований. Результаты теоретических исследований позволяют разрабатывать новые технологии обработки крупногабаритных деталей, в том числе и без их демонтажа. Получены практические рекомендации по использованию адаптивной модульной технологии и созданию новых образцов оборудования. Особо следует отметить, что результаты работы внедрены на производственных

предприятиях, и согласно расчетам планово-экономической службы, позволяют снизить себестоимость восстановлен!«! крупногабаритных дстапей металлургического оборудования на 15%.

Внедрение результатов: результаты внедрены на ОАО «Оскольский алекгрометаллургический комбинат» в ремонтно-механическом цехе и используются для восстановления корпуса подшипника эксцентрика механизма качания кристаллизатора машины непрерывного литья, роликов машин непрерывной разливки стали, ОАО «Стойленскин горно-обогатительный комбинат». Методика контроля и регистрации мощности резания внедрена в ОАО «СКИФ-М» и используется для оценки энергетических показателей сборных фрез. Результаты исследовании использованы при чтении лекций, выполнении лабораторных работ по дисциплине «САПР ТП», «Управление системами и процессами в машиностроении» и «АПП в машиностроении» для студентов дневной ц заочной формы обучения по специальности 151001 «Технология машиностроения». Изданы учебные пособия с грифом УМО AM, подготовлены учебники.

К^ЩУ.чЗЖШ.1-00 теме диссертации опубликованы: монография, 30 работ в периодических изданиях, в том числе 14 работ в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 7 патентов на полезные модели.

основные положения диссертационной работы представлены: иа: Всесоюзной научной конференции «Энергоресурсосберегающие технологии», БТИСМ (Белгород 1991 г.); Международной конференции «Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, моделей, конструкций. Системотехнические принципы управления ТП» (Белгород, 1993 г.); Общероссийской конференции «Современные наукоемкие технологии» (Сочи, 2002 г.); Международной конференции «Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем» (Таганрог, 2002 г.); Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Прогрессивные направления развития маши-но-приборостроительных отраслей и транспорта» (Севастополь, 2004 г.); Международной конференции «Техника и технология монтажа машин (ТТММ' 04)» (Польша, Ржешов, 2004 г.); Научно-технической конференции «Металлургия» (Старый Оскол, 2006 г.); Конференции «Научные исследования, на-носитемы и ресурсосберегающие технологии в етройиндустрни» (Белгород, 2006 г.); International Scientific Conference (V; 2006; Rzeszow, Poland rok: 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (Севастополь, 2003 г.).

Структура диссертации: диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Объем диссертации 290 страниц, в том числе 135 рисунков и 14 таблиц, список литературы состоит из 191 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована астуальность темы диссертации, сформулирована цель работы и определены основные задачи, которые необходимо решить для ее достижения. Показана на учтя новизна и практическое значение полученных результатов.

В нерпой глапс выполнен анализ результатов экспериментальных и теоретических исследований в области разработки основ технологии обработки крупногабаритных заготовок и специального оборудования для восстановления крупногабаритны;: детален технологического оборудования без их демонтажа. Значительный вклад в развитие теории и практики специальных технологий восстановления крупногабаритных деталей технологического оборудования, в том числе без их демонтажа, внесли такие учёные, как A.A. Погонин, H.A. Пелипенко, И.В. Шрубчешсо, IO.A. Бондаренко. Анализ работ этих учёных показал отсутствие в них исследований по влиянию условий обработки и состояния технологической системы на эффективность технологического процесса.

Один из путей повышения эффективности технологических процессов - использование адаптивного управления станочным оборудованием, основоположниками которого являются B.C. Балакшин, 10.М. Соломенцев, В.А. Тимирязев, Е.И. Луцков, C.I1. Протопопов. В работах A.M. Дальского и А.Г. Суслова рассмотрены вопросы прогнозирования механической обработки, но, как и при автоматизированном управлении, так и при прогнозировании обработки требуется идентификация параметров технологической системы. Эгог вопрос может быть решен при наличии научно обоснованных методик, алгоритмов и приборов, объединённых в единую подсистему, являющуюся частью технологической системы обработки крупногабаритных деталей.

Рассмотренные в работе примеры деталей металлургического оборудования и результаты данных экономической службы ОАО «ОЭМК» позволили оценить целесообразность проведения мероприятии по внедрению новых технологий обработки крупногабаритных деталей. Экономия времени на механической обработке не должна превышать 15% от суммарного времени выполнения операции восстановления детали.

При проведении исследований, позволяющих получить научную основу для разработай эффективных автоматизированных технологических систем обработки крупногабаритных заготовок, составляют ранее известные модели и алгоритмы назначения режимов обработки, базирования крупногабаритных деталей при обработке нестационарными станочными модулями, основы создания специального станочного оборудования, и подсистема

идентификации состояния технологической системы, нес неизвестных алгоритмах и моделях, учитывающих зн а технологической системе. Структуру научного представить в виде диаграммы, изображенной на рис. 1

базирующаяся на ра-неисследованные свя-исследовашга можно

Модели и алгоритмы назначения режимов обработки

Модели и алгоритмы базирования крупногабаритных детален

Модели и алгоритмы проектирования конструкций оборудования

/

Структуры систем управления

Технологическая система обработки крупногабаритных заготовок

.х.

Алгоритмы и модели идентификации крупногабаритных деталей

Идентификация параметров технологической системы

►а

£ о

31 &

о

Ж-

о а.

о «

<и с

я! X К

ю

я я

а, ю ж аз

о

<=с о 81 О.

С

\

Алгоритмы управления обработкой крупногабаритных заготовок

Алгоритмы и модели идентификации параметров обработки

Рнс. 1. Структура исследования технологических систем обработки крупногабаритных деталей

Анализ работ В.Г. Митрофанова, С. Н. Григорьева, А. С. Верещака, А.Н. Овсеенко, В.К. Старкова, В.П. Вороненко, В.Н. Брюханова, И. М. Колесова, М.Г. Косова, Н.М. Султан-Заде, В.Н. Подураева показал, что наиболее значимыми параметрами технологического процесса механической обработки деталей являются: скорость резания, мощность резания, гчубина резания, стойкость инструмента, частота и уровень вибраций в технологической системе.

Во второй главе дано теоретическое обоснование структуры подсистемы идентификации параметров восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей. Переход от аналитических алгоритмов к алгоритмам формальной логики позволяет освободить пользователя от предварительных расчётов и поиска оптимальных решений, при разработке технологических процессов механической обработки. Задача разработчика автоматической системы управления станком заключается в организации обмена информацией между различными модулями системы упраилс-ння. Идентификация параметров механической обработки должна осуществляется с использованием подсистемы идентификации технологических параметров, структурная схема которой изображена на рис. 2.

Идентифицируемые параметры

Рис. 2. Структурная схема подсистемы идентификации параметров механической обработай юп'пногабашстных деталей Функции идентификации скорости и глубины резания выполняет датчик положения. При нестационарной обработке скорость определяется из расчёта

времени между стробирующими импульсами, а при обработке на стационарном оборудовании возможен контроль скорости посредством зпкодера.

При определении глубины резания выполняются следующие преобразования.

Величину сигнала с датчика и, В, можно определить по формуле

и = к{П6-11д), (1)

где к - постоянная прибора, В/мм; Ке - базовый радиус детали, мм; Ед - радиус детали, мм.

Восстановленная на основе измерений поверхность детали передастся в модели, воспроизводящие процесс обработки.

Массив информации о форме детали является матрицей, каждый элемент которой представляет координату радиус-вектора точки поверхности

'1.1 '2,1 V

12 '2,2

Ч» '2,, г т,»}

где N — матрица массива информации; г - радиус-вектор; п - поме]) точки на окружности; т - номер окружности.

Если имеются искажения формы детали и дефекты на ее поверхности, то необходимо вычислить фактическую глубину резания, мм, в каждой точке поверхности:

1р=Яд-1Шх(К)-( , (3)

где С - заданная глубина резания, мм.

Нахождение координат точек производится следующим образом:

Координата по оси Л'

Л'=со ь(Кг№д, (4)

где /- номер окружности, /' - [0...т];] - номер точки на окружности поверхности, у = [0...и]; Л'/ - коэффициент интерполяции, определяемый, как К, = 360%.

Координата по оси У

V = 5Ш (К,/Щъ (5)

Координата по оси I

г=((т-1)п+))$/п. (6)

Идентификация погрешности формы крупногабаритной детали рассмотрена на примере бандажа цементной печи.

Прямыми измерениями получить достоверную информацию о параметрах формы не представляется возможным. Использование способа аппроксимации дугами с перекрытием позволяет вывести математические зависимости для получения параметрической модели сечения детали. Геометрическую модель контура бандажа можно отобразить с помощью следующей системы уравнений:

О, - а)2 +0', -/>)2 = ''*-

(.г,-а)2+ (у, -Ь)г = Г, + 0'? ~ Г,)3 = /2.

где дг и ^ - координаты соответствующих точек бандажа, мм; а - проекция аппроксимирующего отрезка на ось х, мм; - проекция аппроксимирующего отрезка па ось мм; / - дайна аппроксимирующего отрезка, мм.

Координаты точек дуг измеряются в процессе вращения бандажа в одном положении. По результатам расчетов создается массив значений радиусов я координат точек каждой дуги в положении измерения.

Как установлено в ходе исследования восстановительной обработки крупногабаритных деталей. имеющих форму тел вращения, основным параметром, определяющим требуемую работоспособность узла, является заданная крутость формы бандажей и опорных роликов в поперечном сечении.

В ходе моделирования был проведен анализ изменения параметров сечения при реализации процесса пошагового приближения формы к окружности. По результатам измерений для произвольного котура построена развертка радиусов по сечениям.

В качестве параметра, характеризующего относительное отклонение формы бандажа от круглости в поперечном сечении, предложен коэффициент относительной круглости формы, который может быть описан выражением:

где Л, - значение радиуса / -й дуги контура; п - количество аппроксимирующих дуг; Я/1 — принятое для расчета значение базового радиуса. Геометрическая интерпретация коэффициента представлена на рис.3.

Предложенный способ представления контура поперечного сечения бандажа в виде сопряженных дуг дает теоретические основы для реализации измерения параметров формы во время вращения. Оценка формы в поперечном сечении с использованием коэффициента круглости позволяет производить контроль исправления формы в процессе восстановительной обработки.

Для вычисления величины погрешности предложена следующая методика:!) выполняется восстановление контура поперечного сечения; 2) определяется радиус и координата центра максимальной вписанной в контур окружности; 3) определяется максимальное расстояние от центра вписанной окружности до котура сечения; 4) вычисляется величина отклонения от круглости, как разность между максимальным расстоянием до контура и радиусом вписанной окружности. Схема восстановления котура се-

(8)

чения детали по результатам измерении показана на рис. 4, где Д1...ДЗ датчики устройства определения сечения детали.

¡=1 . л

-------.—функция значении радиусаб аппроксимирующих дуг

--------- линия среднего радиуса

---— линия базобо^о радиуса

Рис. 3. Геометрическая интерпретация коэффициента относительной круглосги Исходные значения координат точек, полученных в положении измере-

ния:

\

cfj;

ч

» rl

■.v* ■ . I .

— -Í

-С : Й-С: : 3'

В ходе восстановления используются следующие зависимости: модули векторов:

Ы = /м,,, - ср20 )2 + (cpil 2 - сРг,л f ;

(9)

начальным угол:

® ® Ф)

, ф1„|~ф2»,1 V« •

a., ==arctan--+ > а,»

(10)

угол между двумя векторами в положении Рис. 4. Схема восстановления измерения:

контура сечения детали сРЬг~ср2ц . c/>2i2-cp3i2

а, = arelan—---—-arctan----— •

ср\п-ср2и cp2u~cp3,¡

(И)

Вычисление координаты начала и конца каждого из векторов в новом их положении при повороте контура бандажа:

) = f'V,+1 ] + V • { C0S( а' + а" }

У,) L V1+, j ' lsin( а, + or„)

Моделирование восстановления выполнено с использованием программы Ма/ЬСАП.

Результатом моделирования воссоздания контура в поперечном сечении является массив значений координат х, и у, контура

р^ := (ху...хп); ри ~ (у, ... у2).

Расстояние от центра вписанной окружности до любой точки на контуре будет определяться по формуле ~ ,/(хс - усУ+(Х[ - у,)2.

Из всех значений расстояний от центра окружности до контура выбирается максимальное - Тогда максимальная погрешность, мм, составит:

а« =

При анализе признаков идентифицируемых параметров получены следующие правила:

1. Идентификация входного параметра требует не менее двух переменных.

2. Для идентификации параметра технологического процесса требуется наличие его адекватного представления.

3.При наличии возможности следует переходить от количественной оценки параметров к логической.

Подсистема идентификации параметров механической обработки реализуется в виде модуля контроля при использовании модульной технологии, в соответствии с которой могут быть реализованы различные варианты технологических решений:

1 - восстановительная обработка с использованием активного контроля (модуль контроля и модуль обработки);

2 - контроль параметров геометрической формы объекта с автоматизированной обработкой и сохранением информации в базе данных (модуль контроля и блок обработки и анализа информации);

3 — плановая восстановительная обработка крупногабаритной детали с использованием методов идентификации параметров технологического процесса (модуль обработки и блок хранения и анализа информации);

4 - восстановительная обработка с использованием активного контроля, анализа информации и идентификацией технологических параметров обработки (модуль контроля, модуль обработки и блок хранения и обработки информации).

В третьей главе рассмотрены вопросы обработки заготовок с ударной нагрузкой н неоднородным припуском.

Для определения параметров обработки с ударной нагрузкой деталей, имеющих дефекты наплавки, выполнено моделирование взаимодействия инструмента н детали в зоне резания, с использованием конечно-элементного анализа.

В качестве режущей части инструмента принят твердый сплав Т5К10 ГОСТ 3882-74: модуль Юнга 3.5е5 мПа; коэффициент Пуассона 0,3; плотность, для упрощения геометрических построений и сокращения итераций

при расчете плотность принята равной 30 ООО кг/м'. В качестве материала детали - стань со свойствами: модуль Юнга 3.5е5 мПа; коэффициент Пуассона 0,3; плотность - 8300 кг/м1.

Анализ полученных расчётов позволил выявить режимы, при которых возможна работа инструмента без поломок. Данные расчёта, используемые в конечио-элементиой модели, позволили впервые смоделировать излом режущей части инструмента. Результаты этого моделирования представлены на рис. 5.

..•■•Х^ ;.. . ■ .:■; - ... ■ П . . . . ....

/чх

/ \

■Ща^Ш-й' >■

Рис. 5. Излом в режущей части инструмента механические напряжения, возникающие в зоне резания при оораоотке материала с неоднородными по свойствам, определены также с помощью программы, использующей метод конечно-элементного анализа. Результаты конечно-элементного анализа напряжений в режущей кромке инструмента для сплава Т15К6 показали, что механические напряжения при обработке сплошного материала и материала с неоднородной структурой, отличаются незначительно.

Расчёт смещения режущей кромки инструмента с использованием конечно-элементного анализа позволил выявить режимы, при которых смещение составляет всего 0,064 мм (для скорости резания - 140 м/ мин; усилия резания 1800 Н), что значительно ниже обычного смещения в диапазоне скоростей от ! 00 до 190 м/мин, и усилий от 1400 до 2400 Н.

Пересчет длительности действия усилия резания в скорость резания произведён из условия: высота выбранного сегмента заготовки - 20 мм. При превышении смещения значения 0,17 мм происходит излом режущей части твердосплавной пластины, таким образом, инструмент становится непригодным для дальнейшего использования. При конечно-элементном анализе смещения режущей кромки при обработке сплошного материала это явление не наблюдается. Для найденных значении скорости и усилия резания были выполнены уточняющие расчёты.

Таким образом, можно сделать вывод, что это явление связано с неравномерностью структуры обрабатываемого материала. При обработке по-

верхиостсй, имеющих неравномерную структуру материала, неизменно возникают колебания режущей кромки инструмента [33], которые приводят к изменению как сил в зоне резания, так и абсолютного смещения режущей кромки.

При обработке детали с неравномерным припуском появляется дополнительная сила АР]., вызывающая дополнительные периодические перемещения режущей части инструмента, причем эти колебания происходят с частотой, определяемой значениями параметров системы.

На основе модели, отображающей уменьшение смещения режущей кромки инструмента, можно объяснить эти смещения периодическими колебаниями инструмента, вызванных неоднородностью припуска.

Сила А/%, вызывает смещение режущего инструмента на величину а, м, величина этого смещения определяется составляющей силы резания, действующей вдоль оси режущего инструмента, его величину можно определить из выражения

где iiiy - масса подвижных частей дополнительного устройства для виброрезания, кг; h - коэффициент демпфирования для соответствующего устройст-

(;н, + т, + т,)а + (Л, + Л,)а + - F ■ = ^

ва, Н; с - коэффициент' жёсткости пружины для резца (державки резца) и дополнительного устройства для виброрезания; со - круговая частота колебаний вершины резца, рад-с"1.

Согласно (12) для компенсации колебаний режущего инструмента, к нему следует приложить периодически изменяющуюся силу, смещение её фазы должно составлять 180°.

Представленная на рис. 6 Simulink-модель воспроизводит процесс механической обработки с расчетом мощности резания в каждой точке поверхности детали. Полученная информация сохраняется в виде вектора АГЛ', на основе которой производится построение соответствующего графика. В переменной 7% накапливается значение износа инструмента.

Последовательная выборка элементов из массива радиус-векторов (Sup), содержащих информацию о поверхности детали, осуществляется в блоке Selector . Блок Chart] формирует текущее значение счетчика для каждого элемента массива. В том случае, если текущее значение глубины резания отрицательно, то блок Switch выбирает его нулевое значение.

Прогнозирование значения мощности резания производится в блоке f'ou-erJorward_step.

Рис. 6. Simulink-Mopfinb с прогнозированием мощности обработки

Блок Power выполняет расчет текущего значения мощности резания, кВт, в продольном направлении текущее значение мощности резания выводится на экран виртуального осциллографа (блок Scope).

Особенностью модели является наличие элемента задержки (Transport Delay), учитывающей запаздывание реакции привода оборудования. Значение подачи, мм/об, вычисляется согласно выражению:

где т - номер текущего шага дискретизации; Срг~ коэффициент сил резания; Хр, ур пр- показатели степеней. Согласно рекомендациям из [10], СР = 315; •4 = 1; Ур " 0,2; -0,4.

Расчет подачи ведется для следующего шага, т.е. из расчёта прогнозируемого значения мощности в зависимости от глубины резания. Но величина шага дискретизации, мм, зависит от скорости резания и времени реакции системы контроля;

,-Л • О«)

60г

где т - величина времени реакции системы, с.

.Выражение (14) имеет значение для практической реализации схемы контроля припуска, оно определяет расстояние, на котором размещается датчик контроля припуска.

Исследования мощности резания для обработки материалов с неоднородным материалом припуска выполнены с использованием аналоговых моделей.

Модели позволили получить теоретические значения изменения мощности резания при обработке крупногабаритных деталей.

Исходя из условия, что всё время обработки поделено на равные дискретные участки, остаточная стойкость инструмента в процентах может быть выражена:

где Т,- текущее значение периода стойкости, %; г — количество точек дискретизации.

Из выражения (15) становится ясным, что чем больше точек дискретизации, тем точнее расчет остаточной стойкости.

Преобразовав соответствующим образом выражение (15), можно определить текущее значение периода стойкости

е I" и

где т, - длительность измеряемого периода времени, с.

Из выражения (16) условие идентификации поломки инструмента Т,< Т. Модель идентификации стойкости инструмента представлена на рис. 7.

Известные параметры

ш

у

у

o^Qwajia наличие «мгновенного» взноса

JSL

Расчет текущею N. процентного из- ) носа У

Задаваемые [п^шетры

Идентифицируемые параметры

/ Определение ( остаточной

к

1...

d >п

It

3

С

Прекращение работы (Авария)

Рие.7. Модель идентификации стойкости инструмента

Входные параметры модели разделены на задаваемые, известные и идентифицируемые. К первым относятся коэффициенты, учитывающие свойства материала, условия обработки и т.п. Известные параметры задаются оператором и программой в начале обработки, т.е. устанавливаются системой, к ним в кашей модели можно отнести подачу. К идентифицируемым параметрам следует относить параметры, значение которых определяется в процессе обработки, в нашем случае определяется скорость на заданном дискретном временном интервале.

Амплитуда колебаний в технологической системе только теоретически может иметь нулевое значение. К тому же значение амплитуды всегда будет находиться рядом с определённым значением. Примененк ционных «жёстких» систем управления в этой ситуации невозможно а' ;тся применение автоматизированных систем управления, учитыва!.........риближе-

ние измеренного значения входного сигнала к требуемой величине. Поэтому автором доказана необходимость использования системы управления, основанной на нечёткой логике (Fuzzy Logic).

С помощью нечеткой логики можно добиться снижения требований по быстродействию к аппаратному и программному обеспечению. Во многих случаях сложное математическое моделирование предпочтительнее заменить функциями принадлежности и правилами нечеткой логики и с их помощью управлять системой. При сокращении объемной информации размеры программного кода уменьшаются и система работает быстрее.

В четвертой главе приведены результаты экспериментальных исследований по обработке деталей с ударной нагрузкой и неоднородным припуском.

При проведении эксперимента но обработке детали с ударной нагрузкой производились контроль и регистрация мощности, расходуемой на обработку. Замер и регистрация мощности осуществлялись оборудованием и в соответствии с методикой, приведенной в работе [7]. При адекватном контроле мощности, расходуемой на обработку, можно вычислить значение подачи, мм/об:

, (17)

V С-V4'■!'"'-КК

где / -задаваемый период стойкости инструмента, мин; г/ - КПД. двигателя привода оборудования.

При проведении эксперимента осуществлялась проточка диаметра 420 с шероховатостью Яа= 2,5.

Показания датчика тока снимались и записывались для режима чернового и получистового точения, в процессе обработки из-за наличия дефектов на обрабатываемой поверхности происходила поломка резца, эти изменения также фиксировались датчиком тока. Обработка велась со следующими значениями параметров:

черновая — глубина резания от 3 до 2 мм, частота вращения шпинделя станка от 19 об/мин, подача 0,2 мм/об;

получистовая — глубина резания от 2 до 1,5 мм, частота вращения шпинделя станка от 38 об/мин, подача 0,2 мм/об.

Обработка данных производится также на базе ЗппиНпк-модели, созданной на основе рекомендаций, изложенных в [26]. Уже в процессе снятия показаний процесса обработки были получены рекомендации, позволившие установить режимы обработки, повышающие производительность процесса.

Обработка результатов данных, полученных в ходе эксперимента, позволила получить номограмму для назначения оптимальных режимов обработки (рис. 8). При экспериментальной обработке корпуса эксцентрика максимальное отклонение экспериментальных данных от расчетных составляет 3%, что вполне допустимо в условиях реального производства. Сравнение расчетных и экспериментальных данных представлено в виде графиков, которые изображены на рис. 9. Линия (более светлая) полученных значений мощности резания постоянно отклоняется от прямой линии теоретических значений, но эти отклонения весьма не значительны н находятся в пределах допустимой погрешности измерений. По результатам этой работы можно сделать вывод -использование специальных приборов, контролирующих мощность резания, позволяет значительно улучшить показатели процесса обработки, а реализация подобного прибора при современном состоянии элементной базы не вызовет затруднений.

Зависимость скрости резания от подачи и глубины

Подача, мм/об

Рис. 8. Номограмма дпя назначения оптимальных режимов обработки

Мощность резания, кВт • —- Реальные значения мощности, кВт

\

20 25 30 35 40 45 50 55 СО Скорость., и/мин

Рис. 9. Зависимость мощности от скорости резания

Анализ напряжений, возникающих при ударе, позволил получить следующие рекомендации, учитываемые при назначении режимов обработки при ударно-ограничивающем резании:

1. Назначать технологические режимы обработки с учетом ударной нагрузки за счёт снижен!«: скорости резания.

2. Не применять резкое торможение шпинделя станка, предпочтительно -- при обработке крупногабаритных деталей использовать дополнительные устройства, обеспечивающие плавное торможение.

3. Изменять вращение шпинделя на противоположное можно только после его полной остановки, предпочтительно - обеспечить оборудование устройством, контролирующим направление вращения, исключающее его изменение без полкой остановки.

При ударе припуск изменяется очень быстро, т.е. происходит скачок мощноста, что регистрируют измерительные приборы. Приборы не всегда могут достоверно зарегистрировать кратковременные изменения мощности, поэтому автором предложена модель идентификации удара (рис. 10).

-г:

Усилитель АЦП

В спетому управления оборудованием

Устройство отображении

Анализатор

Рис. 10. Структура модуля идентификации удара

Сигнал от датчика ускорения (акселерометра) усиливается, а затем преобразовывается в цифровую форму, удобную для отображения или использования для последующего анализа. Величина ускорения отображается на специальном устройстве, и также поступает в специальный преобразователь, генерирующий сигнал управления. Сигнал управления предназначен для корректирования текущих параметров обработки, ограничения режимов, аварийной остановки оборудования.

При обработке деталей с неоднородным припуском контроль мощности выполнялся так же, как и при ударно-ограничивающем резании.

Результаты сравнения зависимости теоретической и экспериментальной мощности резания от скорости при неоднородном припуске представлены на рис. 11.

Основным результатом экспериментального исследования мощности ре-

зания при обработке детален с неравномерным по структуре материалом припуска является подтверждение теоретически предсказанного уменьшения мощности резания, возникающего в предсказанном диапазоне. Расхождение экспериментальных и теоретических данных примерно на 10% объясняется отклонениями в расчетах и точности произведенных измерений.

В найденном диапазоне задаваемых режимов обработки происходит увеличение стойкости инструмента (рис. 12). По результатам исследования аналоговой модели и экспериментальных исследований по обработке наплавленной поверхности ролика тяпуще-правилыюй машины разработано устройство для вибрацмопиой обработки на токарных станках [11,15], а на рис. 13 приведена схема управления вибрациями режущего инструмента за счет изменения их фазы.

Мощность розанип, кВт

60 ,40 20 ,00 -1)0 00 40 20 00 80 60

4_4_

I „V'-

»¿1

■С?

Скорость резани я, м 'м и н

,^-гГг__

¿««««•»Теоретическое значение ■ э к с п ер/.м с(< г ап {> н^е значение I

J

Рис. 11. Практические и теоретические результаты исследования мощности резания

Изменение стойкости инстр ум о нта , м ин

у 1 1 1 1

¿г Ч (

\

— . ^ -

1 ——. ...

________1-- _ 1

100 110 120 130 140 150 160 170 180 19 0 200

Рис. 12. Изменение периода стойкости инструмента

устройство

Рис. 13. Схема управления вибрациями режущего инструмента

Устройство можно использовать в адаптивных системах управления, вариант предлагаемой структуры управления представлен на рис.14.

ПК

АЦП

Устройство

контроля мощности

Устройство сопряжения

ЦАП

Датчик вибрации (Акселерометр)

Устройство для виброрезания

Рис. 14. Адаптивная схема управления оборудованием с устройством для

виброрезания

В пятой главе описано устройст во дня контроля погрешности формы детали в поперечном сечешш. Схема устройства изображена на рис. 15. Устройство работает следующим образом. На измеряемой детали вращения 22 делают радгшмьиую метку, например, в виде мапшта. На удобную поверхность, например на стойку или кронштейн, установленные вблизи измеряемой детали, вне измерительного устройства устанавливают датчик количества оборотов 20, так, чтобы метка пересекала линию измерения датчика при вращении тела. Устройство устанавливают непосредственно около детали так, чтобы оси опорных роликов были параллельны оси вращения измеряемой детали. С помощью устройства 12 поперечного перемещения подводят корпус 1 к измеряемой детали. При этом должен быть обеспечен контакт роликов 4 и 5, установленных в основании 3 каждой из опор 2, с измеряемой поверхностью. Кроме того, в контакт' с измеряемой поверхностью должен пойти измерительный диск 17. Момент контакта определяется но наличию сигналов с датчиков угловых перемещений 7, индуктивных датчиков б и датчика линейных перемещений 19. В качестве крупногабаритной детали, на которой проводятся измерения, может быть, например, бандаж цементной печи. Измерения проводятся в процессе технологического вращения печи без ее остановки.

Рис. 15. Устройство для измерения геометрических параметров формы крупногабаритных деталей вращения

При вращении детали по сигналу с датчика пути 18 измерительные датчики б фиксируют расстояние до измеряемой поверхности. Датчики 18 и 6 электрически связаны через блок вычислений и хранения информации 21. Датчик 19 фиксирует перемещение рычага 16 относительно корпуса /. Датчики 7 фиксируют углы поворота опор 2 относительно корпуса /. Значения углов поворота поступают в блок вычислений и хранения информации 21. Измерительный датчик 9 фиксирует угол поворота корпуса / относительно штанги 8, что позволяет отследить положение центра сечения измеряемой детали.'Датчик И фиксирует перемещение штанги 8 относительно рамы 10, что позволяет определять радиальное биение кошура детали в измеряемом сечении. Измерения к одном сечении повторяются с ¡чатом, задаваемым датчиком пути 18, до совершения деталью одного полного оборота, который определяется датчиком количества оборотов 20. После измерения в заданном сечении при помощи механизма поперечного перемещения 12 устройство отводят от измеряемой поверхности и при помощи устройства продольного перемещения 13 перемещают устройство для измерения в следующее сечение. Процесс измерения в следующем сечении аналогичен описанному выше. Действия повторяются до тех пор, пока не будет измерено каждое сечение с заданным шагом. По показаниям датчиков б, 7. 19 рассчитываются координаты трех точек каждого сечения и по этим координатам определяются радиусы аппроксимирующих дуг. Показания датчика 9 позволяют определить поведение центра каждого сечения детали. По показаниям датчика 11 определяют радиальное биение контура измеряемой детали. Показания датчиков поступают в блок вычислений и хранения информации, который может быть сопряжен с ЭВМ. По полученным данным может быть сгенерирована цифровая объемная трехмерная модель тела вращения, которая в дальнейшем может использоваться дня математического моделирования поведения этого тела в процессе вращения.

Для обработки поверхности крупногабаритной детали (например, технологического барабана) настройку ста ночного модуля на каждый проход предложено производить по схеме, приведенной на рис. 16. На рис. 16 показаны: Л„ — расстояние от настроечной базы до образующей с наибольшим

отклонением от круглостн; Л„ - размер настройки вылета резца, определяющий глубину резания; / - задаваемая на проход глубина резания; иптАи -

минимальное значение из радиусов аппроксимирующих дуг в выбранном сечении; г — радиус опорного ролика; /, - расстояние между осями опорных роликов.

Настроечный размер (вылет резца), мм, определяется по формуле

■ С»)

Глубина резания назначается на проход в соответствии с коэффициентом А'ц,, который представляет собой отношение части погрешности формы,

уменьшаемой на каждом проходе, к величине исходной погрешности.

где /, - глубина резания на выполняемом проходе; д - отклонение

от круглоспг, нолученное после предыдущего прохода (или исходное при выполнении первого прохода); д- 1 - значение коэффициента относительного отклонения от крутости после предыдущего прохода (или исходное при выполнении первого прохода).

Для определения значения коэффициента круглостп выполнено моделирование многопроходной обработки, при котором значение глубины резания на каждый проход корректировалось в соответствии с коэффициентом к , полученным в

результате измерения профиля. Результат моделирования показывает, что для устранения исходной погрешности формы до требуемых значений круглостп необходимо меньшее число проходов по сравнению с традиционной технологией (рнс. 17). Анализ состояния современной элементной базы показал, что использование акселерометра в качестве датчика параметров вибраций позволяет создать эффективный прибор для контроля вибраций в технологической системе. А конструкция акселерометра, тражающая проекцию силы тяжести на одну из осей, позволяет измерять угол изгиба дершоки резца. На основе акселерометра был разработан прибор для регистрации вибраций в технологической системе, структурная схема которого изображена на рнс. 18, а. Особенностью этого прибора является использование в качестве вычислительного и регистрирующего элемента карманного персонального компьютера, что позволяет значительно уменьшить габариты контрольно-регистрирующего комплекса и уменьшить затраты на его практическую реализацию. На рис. 18,6 приведено изображение КПК с загруженной программой регистрации вибраций.

/

1

Рис. 16. Ржчемая схема дляшичранки положения инструмента

Прибор был использован для определения влияния назначаемых технологических параметров обработки на величину вибраций. При проведении измерений и регистрации виброускорений данные были сохранены в соответствующих файлах для последующей обработки. Отклонение среднего значения виброускорения в одну из сторон означает изменение угла прогиба державки резца. Увеличение среднего отклонения в отрицательную сторону означает увеличение прогиба державки резца под действием сил резания.

12 -, 10

я .

«> 4 а.

и. О

с 2

IV

Ль

—сущестиуюи.ри технология

-с корректировкой глубины резания

Сч

ч

з

Рис.. 17. Изменение погрешности формы при многопроходной обработке

и

' I

Рис. 18. Структурная схема контрольно-регистрирующего прибора (а) и его реализация в КПК (б)

Подробное описание прибора для контроля и регистрации параметров вибраций в технологической системе, а также методики обработки полученных результатов, приведено в монографии автора [1].

Реализация технологии с использованием активного контроля представлена следующим образом:

1. Установка, наладка и подключение технологических модулей.

2. Выполнение измерений параметров формы (модуль контроля).

3. Определение припуска и параметров обработки.

4. Обработка с активным контролем (одновременная работа модуля контроля и модуля обработки):

4.1. Выполнение одного прохода восстановительной обработки.

4.2. Измерение получаемых после прохода параметров формы.

5. Корректировка параметров обработки и выполнение обработки по п. 4.

6. Окончание обработки при обеспечении заданной точности.

В шестой главе дана оценка методики восстановительной обработки крупногабаритной детали с использованием рекомендаций, полученных по результатам теоретических и экспериментальных исследований.

Для реализации автоматической или автоматизированной системы управления обработкой крупногабаритных деталей технологического оборудования без их демонтажа следует предварительно определить режимы обработки согласно предлагаемой методике:

1. Производится замер поверхности обрабатываемой детали и определяется слои снимаемого припуска, мм. по формуле

А = (Отм-Рпт)/2+1, (20)

где /)тах- максимальный диаметр отверстая детали, мм; Д„га - минимальный диаметр детали, мм.

2. Определяется частота вращения обрабатываемой детали, а затем согласно замеренному диаметру вычисляется скорость резания при механической обработке.

3. По данным производителя оборудования для мощности, затрачиваемой на перемещения суппорта и преодоления сил трения, и паспортной мощности электродвигателя механизма подачи станка определяется максимально допустимая мощность резания.

4. № полученных в ходе исследования номограмм выбираются наиболее подходящие по мощности резания, и в зависимости от выбранной скорости резания н требуемой глубины выбирается соответствующая подача и производится обработка поверхности.

5. Учитывая, что при производстве оптимизационных расчетов в качестве одного из условий ограничения принимался период стойкости, то при обработке детали в несколько проходов требуется использовать по одному инструменту на каждый проход.

6. Для получения требуемой чистоты поверхности детали последний проход выполняется как чистовой с максимально возмохшой подачей при относительно небольшой глубине резания.

7. По окончании обработки производится замер обработанной поверхности детали, дается заключение о пригодности к эксплуатации.

Экономические расчёты дают возможность сделать заключение о достижении поставленной цели исследований - повышения эффективности обработки крупногабаритных деталей путём идентификации технологических параметров. В табл. 1 и 2 дан сравнительный анализ замены детали на новую и её восстановления с использованием предлагаемых технологий

Таблица 1

Оценка себестоимости вариантов ремонта корпуса эксцентрика

Вариант

Восстановление Монтаж новой дета-

№ в/п. Наименование затрат детали ли

1 Стоимость детали 0 125000

2 Транспортные расходы 0 1050

3 Стоимость ремонта 78 694 17 441

Итого 78 694 143 491

Таблица 2

Оценка себестоимости вариантов ремонта ролика шуще-пряввлшй шааты

Вариант

Кз п/и. Наименование затрат Восстановление детали Монтаж новой детали

1 Стоимость детали 0 135000

2 Транспортные расходы 0 1100

3 Стоимость (ремонта) установки 93 193 28 485

Итого 93 193 164 585

Экономия средств при восстановлении одного корпуса подшипника эксцентрика составляет - 64 797 руб. (в 2005 г.); одного ролика тянуще-правильной машины - 71 392 руб. (в 2007 г.).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе представлены теоретические н практические результаты исследования, являющиеся основой технических и технологически решении, позволяющих повысить эффективность автоматизированной восстановительной обработки крупногабаритных деталей и вносящие значительный вклад в развитие экономики страны и повышение сё обороноспособности.

2. Установлены связи в технологической системе, отражающие влияние неоднородности и неравномерности припуска обрабатываемой поверхности на мощность, потребляемую приводом оборудования, и уровень вибраций, позволяющие реализовать подсистему идентификации основных технологических параметров обработки и контроль формы детали в поперечном сечении, а также прогнозировать состояние технологической системы восстановительно?! механической обработки.

3. Автоматизированная восстановительная обработка крупногабаритных деталей с неоднородным л неравномерным припуском, ударно-ограничивающим резанием, выполняется по модели, учитывающей стохастическое изменение мощности резання, и выявленные закономерности износа режущего инструмента, что позволяет повысить эффективность технологического процесса.

4. Алгоритм управления технологическим процессом восстановительной механической обработкой крупногабаритных деталек реализует метод идентификации параметров обработки, учитывающий потребление мощности приводами оборудования, глубину резания, неоднородность и неравномерность припуска обрабатываемой поверхности. В алгоритме реализуется методика оценки износа режущего инструмента, основанная на автоматическом контроле мощности и глубины резания с возможностью прогнозирования его величины.

5. Подсистема идентификации технологических параметров восстановительной обработки крупногабаритных деталей учитывает правило, требующее для идентификации параметра не менее двух входных неременных. При управлении технологическим модулем обработки подсистема позволяет прогнозировать состояние технологической системы н оценивать эффективность обработки.

6. Программное обеспечение для контроля и идентификации технологических параметров обработки, разработанное в ходе практической реализации результатов научных исследований, основывается на полученных моделях и алгоритмах управления технологическим процессом. Алгоритмы реализованы в виде специального программного обеспечения для компьютеров

управления технологической системой и контроллеров управления устройствами регистрации технологических параметров и управления колебаниями режущего инструмента.

7. По результатам теоретических и практических исследований разработаны и запатентованы устройства и приборы, япляющиеся частью подсистемы идентификации технологических параметров обработки и предназначенные для контроля мощности резания, уровня и частоты вибраций в технологической системе, глубины резания, формы детали в поперечном сечении. Алгоритмы управления оборудованием реализованы в запатентованных автономном нестационарном станочном модуле и устройствах для виброрезания.

8. Внедрение разработанных методик идентификации параметров технологических процессов обработки крупногабаритных деталей позволило снизить себестоимость механической обработки на ОАО «ОЭМК» на 15% и энергопотребление фрезерования титановых сплавов фрезами ОАО «СКИФ - М» на 14%. Опытная обработка заготовок крупногабаритных деталей металлургического оборудования показала возможность использования методик, основанных иа автоматизированном контроле параметров технологического процесса, не только при восстановлении, но и при получении крупногабаритных деталей технологического оборудования. Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс и используются в курсах: «Управление системами и процессами в машиностроении» и «Системы автоматизированною проектирования технологических процессов».

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монография

1. Чепчуров, М.С. Контроль и регистрация параметров механической обработки крупногабаритных деталей [Текст]:моногр. /М.С. Чепчуров. - Белгород: БГТУ, 2008. —232 с.

Публикации в центральных изданиях, включенных к перечень периодических нздлний ВАК РФ

2. Чепчуров, М.С. Контроль и регистрация мощности резания при обработке крупногабаритных деталей [Текст] / М.С. Чепчуров // Технология машиностроения. -2008. - № 3. - С. 13-15.

3. Погоним, A.A. Моделирование параметров технологического процесса обработай с использованием метода Монте-Карло [Текст] / М. С. Чепчуров, A.A. Пого-нин // Горный информационно-аналитический бюллетень; Московский государственный горный университет. - 2003. - № 2. - С. 17 — 18.

4. Погонт, A.A. О спецификации на нестационарный станочный модуль [Текст] / А. А. Погоннн, М.С. Чепчуров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2004. - № 3. - С. 83 - 86.

5. Четуров, М.С. Использование АЦП для регистрации и обработки аналогового сигнала в ПК [Текст] // М.С. Чеичуров // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2008. - №5. - С.8 - 10.

6. Четуров, М.С. Модернизация токарного автомата на базе персонального компьютера [Текст] / М. С. Чепчуров, А. Г. Схиргладзе, A.B. Жила // Ремонт, восстановление и модернизация - 2007. -№11.- С. 7-9.

7. Погонин, A.A. Автономный нестационарный станочный модуль. [Текст] / A.A. Погоннн, М.С. Чепчуров // СТИН. - 2002. - №10. - С. 26 - 28.

8. Четуров, М.С. Технология ремонта крупногабаритных корпусных деталей металлургического оборудования [Текст] / М.С.Чепчуров, A.A. Погонин, С. В. Старостин, А. Г. Схнртладзе // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2005. - № 2. - С.20 - 22.

9. Погонин, A.A. Снятие характеристик процесса механической обработки крупногабаритных деталей [Текст] / A.A. Погонин, М.С. Чепчуров, С. В. Старостин //Тяжелое машиностроение.-2005,- № 3 — С. 15-16.

10. Четуров, М.С. Измерение и регистрация тока в.цепи привода оборудования [Текст] / М.С. Чепчуров // Ремонт, восстановление, модернизация. -2008. - № 9. - С.46 - 48

11. Погонин, A.A. Выбор параметров управления технологическим процессом при обработке нестационарным станочным модулем [Текст]/ A.A. Погонин, М.С. Чепчуров // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2003. - № 2. - С. 21 - 23.

12. Четуров. М.С. Модернизация управления приводом фрезерного станка с ЧПУ при использовании ПК [Текст]/ М.С. Чепчуров// Ремонт, восстановление, модернизация. - 2008. -№ 7. - С. 13 - 15.

13. Четуров, М.С. Обработка деталей с неравномерным по структуре материалом припуска [Текст]/ М.С. Чепчуров // Технология машиностроения. -2.008.-№10.-С. 12-14.

14. Погонин A.A. Нестационарный станочный модуль с адаптивной системой управления /A.A. Погоннн, М.С. Чепчуров, A.B. Хуртасенко// Известия ВУЗов, серия «Строительство». -2008. -№ 2. -С.23-28.

15. Чепчуров М. С. Способ контроля вибраций в технологических системах [Текст]/ М.С. Чепчуров, А. Н. Феофанов // Автоматизация в промышленности. - 2009. - № 4. - С. 13-14.

Авторские свидетельства и патенты

16. Свидетельство на полезную модель № 35265. Автономный нестационарный станочный модуль для обработки крупногабаритных изделий [Текст]/ A.A. Погонин, М.С. Чеичуров, A.B. Хуртасенко: Бюл. № 6,2004. - 7 с.

17. Пат. № 40234 РФ. Устройство для вибрационной обработки крупно-

габаритных деталей/ А .А Погоннн., М.С. Чепчуров, С.В.Старостин. Опубл. Бюл. № 22,2005. - 5 с.

18. Пат. № 66511 РФ. Устройство для измерения геометрических пар-метров формы крупногабаритных детален вращения [Текст] / A.A. Погоняй, М.С. Чепчуров, A.B. Хуртасенко. Бюл. № 25,2007. - 7 с.

19. Пат. Ks 49981 РФ. Устройство для контроля шероховатости отверстий малого диаметра [Текст] / А.А.Погонин, М,С.Чепчуров, Д.В. Челя-динов. Бюл. № 22, 2005. - 5 с.

20. Пат. № 61173 РФ.Устройство для вибрационной обработки на токарных станках [Текст] / А.А.Погогнин, М.С Чепчуров., A.A. Глуховченко. Бюл. №21, 2007.-7 с.

21. Пат. № 71423 РФ. Датчик положения рабочих органов [Текст] / А.А, Погонин, М.С. Чепчуров, А.Д. Короп. Бюл. Аг° 7, 200S. - 8с.

22. Пат. № 71431 РФ. Устройство измерения мощности резания [Текст] / Т.А. Дуюн, М.С. Чепчуров, A.B. Грннёк. Бюл. № 7, 2008. - 9 с.

Публикации в других изданиях, материалы коифсреиций

23. Чепчуров, М.С. АСУ контроля качества деталей автооборудования [Текст] / М.С. Чепчуров, Д.В. Челядинов // Вестник Тамбовского государственного университета. - 2007. -№ 1 - С. 234 -236.

24. Чепчуров, М. С. Анализ и задачи оптимизации параметров конструкций мобильных станков [Текст] / М.С. Чепчуров, A.B. Хуртасенко, A.A. Максимов// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2005. -№11. -с. 349-352.

25. Чепчуров, М.С. Контроль технологического процесса механической обработки деталей в условиях ремонтного производства [Текст] / Техника и технология монтажа машин (ТТММ1 04): материалы междуиар. коиф., Польша, -2004. -С. 14-15.

26. Pogonin, A.A. Identyfikacja parametrow procesu technologicznego przy obrobce niestacjonarnymi modulami obrabiarkowymi / A.A. Pogonin, A.W.Churtasenko, M.S. Czepczurow // Modulowe techologie i konstrukcje w bu-dowie maszyn: materialy TV Miedzynarodowej Konferencji Naukowo-Techicznej. -Rzeszow; Oficyna wydawnicza Politechniki Rzeszowskej. -2004. - Z. 67-70.

27. Чепчуров MC. Моделирование процесса обработки нестационарными станочными модулями [Текст] /М.С. Чепчуров, A.A. Погонин. Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем, сб. докл. мевдунар. конф.-Таганрог: ТГРУ, - 2002. -С. 59 - 60.

28. Погонин, A.A. Автоматизация расчетов при определении предельно допустимого сечения державки резца в процессе обработки крупногабаритных изделий нестационарными станочными модулями [Текст] /А. А. Погонин, М,С. Чепчуров. Экспресс-обзор. Промышленность строительных материалов. Сер. 1. Цементная промышленность. - 2002. - Вып.4. -С. 21-25. ISSN - 02341638.

29. Погонин, А. А. Исследование процесса точения крупногабаритных изделий при нестационарной обработке [Текст] / А. А. Погонин, М.С. Чепчуров //

Экспресс-обзор. Промышленность строительных материалов. Сер.1. Цементная промышленность. - 2002,- Вып.4. -С. 14-21. ISSN-0234-1638.

30. Погонин, A.A. Автономный нестационарный модуль на базе УВС - 01 [Текст] / A.A. Погонин, М.С, Чепчуров. A.B. Хуртасенко н др. // Энергосберегающие технологические комплексы и оборудование для производства строительных материалов:, материалы межвузовского сборника статей. - Белгород: Изд-во БГТУ им. В.Г. Шухова, -2003.

31. Погонин, A.A. Гибкая мобильная технология восстановления геометрической точности крупногабаритных деталей [Текст] / A.A. Погонин, М.С. Ченчуров, A.B. Хуртасенко и др. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова»: материалы Международного конгресса «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрни», посвященного 150-летию В.Г. Шухова. - Белгород. -2003. - Кч7. -С. 73-72.

32. Погонин, A.A. О формате данных САПР ТП обработки крупногабаритных деталей [Текст] / A.A. Погонин, М.С. Чепчуров, Е.Ю. Кудриков // Прогрессивные направления развития машино-прнборо-строительных отраслей и транспорта:, материалы международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Севастополь: 17-20 мая. -Севастополь: Изд-воСевНТУ.-2004.2004.-Tl. -С.40-42.

33. Чепчуров, М.С. Анализ и задачи оптимизации параметров конструкций мобильных станков [Текст] / М.С. Чепчуров, A.B. Хуртасенко, A.A. Максимов. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2005. - № 11. -С. 349-352.

34. Чепчуров, М.С. Вопросы расчета параметров базовых элементов мобильных станочных модулей/ М.С. Чепчуров, A.A. Погонин, A.B. Хуртасенко // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, - 2005. - № 11. - С. 380 -382.

35. Чепчуров, М.С. Определение величины контактных напряжений при ударном взаимодействии детали режущей части инструмента [Текст] / М.С. Чепчуров, A.A. Погонин, C.B. Старостин // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - 2005. -№ 11. - С. 385-338.

36. Чепчуров, М.С. О деформациях бандажей цементных печей при их механической обработке [Текст] / М.С. Чепчуров, В.Я. Дуганов, В.В. Серов// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2005. - № 11. - С. 309-313.

37. Дуюн, Т.А. Условия отсутствия автоколебаний при обработке коллекторов машин постоянного тока [Текст] / Т.А. Дуюн, М.С. Чепчуров, A.B. Гринек// Сб. докл. междунар. науч.-практич. конф. -Белгород: Изд-во БГТУ им. В,Г. Шухова-2007. -Ч9.-С.112-115.

38. Чепчуров, М.С. Бесконтактный метод контроля качества поверхности детали и его реализация [Текст] / М.С. Чепчуров, Д.А. {Соломин.// сб.докл. 7-й междунар. конф. Авиация и космонавтика, - М.: Изд-во МАИ, 2008. -С.31-27.

Чеичуров Михаил Сергеевич

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ДЕТАЛЕЙ ПУТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Автореферат

Подписано в печать /е. ср Формат 60x84/16

Усл. п. л. 2,0. Тираж 150 экз. Заказ

Отпечатано в Белгородском государственном технологическом университете имени В .Г. Шухова 308012, г. Белгород, ул. Костюкова, 46

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования.

1.1. Крупногабаритные детали и их характеристики.

1.2. Технологии и оборудование обработки крупногабаритных деталей.

1.3. Факторы в технологической системе, оказывающие влияние на качество поверхности и параметры технологического процесса.

1.3.1. Ударная нагрузка и ее характеристики.

1.3.2. Вибрации в технологической системе.

1.3.3. Влияние размерного износа на точность получаемого размера.

1.3.4. Тепловые деформации технологической системы.

1.4. Управление процессами механической обработки.

1.5. Оптимизация технологических процессов механической обработки деталей

1.6. Постановка задачи исследований.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Подсистема идентификации технологических параметров механической обработки крупногабаритных деталей. Получение информации об объекте обработки.

2.1. Подсистема идентификации при обработке крупногабаритных деталей.

2.2. Получение информации о геометрических характеристиках объекта обработки.

2.3. Контроль формы крупногабаритных деталей типа тел вращения.

2.4. Модульная технология обработки крупногабаритных деталей.

2.5. Использование Simulink- моделей для определения параметров технологических систем.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Обработка заготовок крупногабаритных деталей с ударной нагрузкой и неоднородным припуском.

3.1. Моделирование ударного взаимодействия инструмента и детали.

3.2. Анализ микроструктуры наплавленного слоя крупногабаритной детали.

3.3. Определение допустимых усилий и контактных напряжений в зоне резания при обработке деталей с неоднородным припуском.

3.4. Аналоговая модель процесса механической обработки деталей, имеющих неравномерный по структуре припуск материала.

3.5. Модель управления вибрационным процессом.

3.6. Нечеткая логика в управлении технологическими системами.

3.7. Идентификация стойкости инструмента.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Экспериментальное исследование параметров механической обработки заготовок с ударной нагрузкой и неоднородным припуском.

4.1. Эксперимент по обработке заготовок с ударной нагрузкой.

4.1.1. Методика и оборудование для определения значений мощности резания.

4.1.2. Образцы и инструмент для проведения эксперимента.

4.1.3. Эксперимент по определению параметров технологического процесса обработки крупногабаритных деталей.

4.2. Определение параметров обработки наплавленных деталей.

4.3. Параметры, идентифицирующие удар.

4.4. Идентификация мощности в цепи привода главного движения оборудования и вибраций в технологической системе при обработке деталей с неоднородным припуском.

4.5. Устройство для вибрационной обработки на токарных станках.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Технологии и приборы контроля для обработки крупногабаритных деталей.

5.1. Прибор для контроля погрешности формы детали в поперечном сечении и использование его в адаптивной технологии.

5.2. Методика восстановления корпуса подшипника эксцентрика.

5.3. Технология обработки ролика тянуще-правильной машины.

5.4. Контроль вибраций в технологической системе.

5.4.1. Датчик для измерения вибраций и его особенности.

5.4.2. Регистрация вибраций и обработка результатов измерений.

5.5. Особенности технологии обработки крупногабаритных деталей при управляемом процессе резания.

5.6. Оптимизация параметров технологического процесса обработки с использованием метода Монте-Карло.

5.7. Контроль прогиба державки токарного резца.

Выводы по главе 5.

Глава 6. Совершенствование технологии восстановительной обработки и модернизация оборудования и контрольных приборов.

6.1. Методика определения режимов обработки.

6.2. Автономный нестационарный станочный модуль для обработки крупногабаритных деталей без их демонтажа.

6.3. Использование персонального компьютера для контроля и регистрации аналоговых сигналов.

6.4. Использование карманных персональных компьютеров для чтения и обработки данных с датчиков.

6.5. Измерение и регистрация тока в цепи привода оборудования.

6.6. Оценка методики восстановления деталей металлургического оборудования и оценка ее экономической эффективности.

6.7. Спецификация нестационарного станочного модуля.

6.8. Совершенствование модели технологического процесса обработки крупногабаритных деталей.

Выводы по главе 6.

Машиностроение — отрасль промышленности, определяющая развитие экономики на любой социальной формации современного общества. Интенсификация машиностроения, перевод его на инновационный путь развития позволит значительно увеличить темпы развития других отраслей промышленности и экономики в целом.

Актуальностьпроблемы. Повсеместность использования крупногабаритных деталей, высокая себестоимость их обработки при слабой изученности явлений, обусловленных состоянием детали и условиями обработки, делает проблему повышения эффективности технологических процессов их обработки актуальной в масштабах экономики всей страны.

Изделия машиностроительного производства составляют основу любого оборудования - от электроники до производства строительных материалов. В любой машине, установке, технологическом комплексе присутствуют крупногабаритные детали, как правило, составляющие основу конструкции. Изготовление таких деталей, их восстановление и ремонт требуют использования специального оборудования и технологий. Подобное оборудование в настоящее время нашло применение как на машиностроительных предприятиях, так и в ремонтных службах предприятий различных отраслей промышленности, например, горнорудных, цементных заводах, химических предприятиях. Оборудование представляет собой либо уникальные крупногабаритные станочные комплексы, либо специальные станочные модули для нестационарной обработки.

Конструкции подобного оборудования к настоящему времени тщательно проработаны, а технологии обработки отлажены. Таким образом, добиться повышения производительности изготовления и восстановления крупногабаритных деталей с использованием применяемых станочных комплексов в составе технологических систем, за счет совершенствования применяемых технологий или оптимизации конструкции практически невозможно. Многие современные работы посвящены автоматизации самого процесса обработки крупногабаритных деталей, но идеи, высказанные в них, прошли слабую промышленную апробацию, это связано, прежде всего, с высокой стоимостью экспериментальных исследований. Автоматизация процессов обработки крупногабаритных изделий позволяет значительно уменьшить стоимость механической обработки за счет снижения трудозатрат.

Крупногабаритные детали являются уникальными, их стоимость составляет миллионы рублей, например, стоимость бандажа цементной печи диаметром 5 метров на предприятии ОАО «Волгацеммаш» составляет 2 900 ООО рублей, поэтому при обработке неисправимый брак исключён. Сама обработка из-за состояния припуска может вестись с вибрациями или ударными нагрузками, да и сам припуск может быть неоднородным. В начале 1970-х годов Б.С. Балакшиным, Ю.М. Соломенцевым, В. А. Тимирязевым и другими была предложена и реализована идея адаптивных станочных модулей. Подобные станочные модули позволяют реализовать эффективную обработку деталей с неравномерным припуском, при условии наличия быстродействующих исполнительных механизмов, но в условиях вибраций, ударной нагрузки, неравномерного по структуре материала припуска они малоэффективны. Для управления исполнительными механизмами оборудования требуются устройства, идентифицирующие, как можно более полно, всю технологическую систему, только в этом случае можно добиться снижения стоимости самой обработки при неизменных качественных характеристиках получаемого изделия. Отсутствие результатов теоретических и экспериментальных исследований, учитывающих особенности условий получения крупногабаритных деталей, особенности восстановительной механической обработки, влияние на технологические параметры ударной нагрузки и вибраций, вызванных неоднородностью припуска, не позволяет создать высокоэффективные технологии восстановительной обработки. Разработка технических и технологических решений, учитывающих влияние состояние припуска обрабатываемой заготовки и условий обработки на параметры, определяющие эффективность технологического процесса, создание устройств, идентифицирующих параметры технологической системы, внесёт значительный вклад в развитие экономики страны и повышение её обороноспособности.

Цель работы. Повышение эффективности автоматизированной механической обработки крупногабаритных деталей путём идентификации технологических параметров на основе научно обоснованных методик, алгоритмов и решений.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Определить наиболее значимые параметры технологической системы механической обработки крупногабаритных деталей.

2. Разработать методики и алгоритмы идентификации параметров технологической системы восстановительной обработки крупногабаритных деталей.

3. Разработать подсистему контроля и регистрации параметров восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей.

4. Разработать методики и алгоритмы автоматического активного контроля погрешности формы в поперечном сечении обрабатываемых крупногабаритных деталей.

5. Разработать алгоритмы управления оборудованием для обработки крупногабаритных деталей с учетом подсистемы идентификации технологических параметров.

6. Разработать структуры технологических процессов восстановительной обработки крупногабаритных деталей, использующих подсистемы идентификации технологических параметров.

Рабочая гипотеза. Повышение эффективности восстановительной механической обработки крупногабаритных деталей может быть достигнуто за счёт внедрения в технологическую систему подсистемы идентификации параметров при автоматизированной или автоматической обработке.

Методология и методы исследований. В процессе теоретических и экспериментальных исследований автором изучены, проверены и обобщены результаты существующих научных разработок в области управления технологическими системами и комплексами, технологий восстановительной обработки крупногабаритных деталей, методов контроля и регистрации параметров технологических систем.

При разработке структур технологических модулей автором использован системный подход к изучению и описанию их технологических и конструктивных параметров, определено влияние основных параметров процесса восстановительной обработки крупногабаритных деталей на качество рабочих поверхностей. С этой целью использовались методы системно-структурного анализа, теории размерностей и нечеткой логики, аппарат булевой алгебры.

Исследования проводились с использованием виртуальных и физических моделей, стендовых испытаний и в условиях реального производства, на основе чего определялись состав и структура систем управления производственными модулями , а также конструктивные параметры специального оборудования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена принятыми в основу объективно существующими математическими и физическими законами и закономерностями, и подтверждается использованием методов планирования экспериментальных исследований и статистических методов обработки результатов, применением современных измерительных средств и комплексов на основе вычислительной и микропроцессорной техники, допустимым интервалом сходимости результатов теоретических и практических исследований, положительным опытом внедрения результатов.

Научная новизна работы включает в себя: связи в технологической системе, отражающие влияние неоднородности и неравномерности припуска на технологические параметры обработки и геометрические характеристики восстанавливаемой детали; модель, учитывающую стохастическое изменение мощности резания, и выявленные закономерности износа режущего инструмента; алгоритм автоматизированного управления технологическим процессом восстановительной механической обработкой крупногабаритных деталей на основе метода идентификации параметров обработки, учитывающий потребление мощности приводами оборудования, глубину резания, неоднородность и неравномерность припуска обрабатываемой поверхности; структуру подсистемы идентификации параметров механической обработки, созданной на основе правила, требующего не менее двух входных переменных для идентификации параметра; алгоритмы регистрации параметров обработки, формы детали в поперечном сечении с оценкой коэффициента круглости, позволяющие разрабатывать специальное программное обеспечение для управления оборудованием и устройствами для виброрезания; модели контроля технологических параметров и формы детали в поперечном сечении, являющейся основой для разработки приборов контроля и регистрации параметров обработки, устройств виброрезания и специальных станочных модулей.

Основные положения, выносимые на защиту; впервые разработанная подсистема идентификации параметров механической обработки крупногабаритных заготовок, основанная на разработанных моделях, алгоритмах и методиках идентификации; результаты проведенных ' теоретических и экспериментальных исследований по установлению закономерностей влияния ударной нагрузки, неравномерного по структуре материла припуска, а также дефекты после наплавки на глубину и мощность резания при токарной обработке крупногабаритных заготовок; разработанная методика моделирования технологических процессов токарной обработки крупногабаритных деталей, учитывающая неравномерность и неоднородность материала припуска; правила идентификации параметров токарной обработки: глубины резания, мощности резания, скорости резания, усилия резания, амплитуды и частоты вибраций, требующие для идентификации параметра не менее двух входных переменных; предложенная и реализованная модульная технология восстановительной обработки крупногабаритных деталей без их демонтажа, отличающаяся разделением технологической системы на подсистему механической обработки, и устройства контроля и управления; разработанная методика проектирования технологических процессов автоматизированной обработки крупногабаритных заготовок, учитывающая подсистему идентификации мощности резания, глубины резания, геометрическую форму детали в поперечном сечении, параметры вибраций в технологической системе.

Практическая значимость результатов проведенных исследований. Результаты теоретических исследований позволяют разрабатывать новые технологии обработки крупногабаритных деталей, в том числе и без их демонтажа. Получены практические рекомендации по использованию адаптивной модульной технологии и созданию новых образцов оборудования. Особо следует отметить, что результаты работы внедрены на производственных предприятиях, и согласно расчетам планово-экономической службы, позволяют снизить себестоимость восстановления крупногабаритных деталей металлургического оборудования на 15%.

Внедрение результатов: результаты внедрены на ОАО «Оскольский электрометаллургический комбинат» в ремонтно-механическом цехе и используются для восстановления корпуса подшипника эксцентрика механизма качания кристаллизатора машины непрерывного литья, роликов машин непрерывной разливки стали, ОАО «Стойленский горно-обогатительный комбинат». Методика контроля и регистрации мощности резания внедрена в ОАО «СКИФ-М» и используется для оценки энергетических показателей сборных фрез. Результаты исследований использованы при чтении лекций, выполнении лабораторных работ по дисциплине «САПР ТП», «Управление системами и процессами в машиностроении» и «А1111 в машиностроении» для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 151001 «Технология машиностроения». Изданы учебные пособия с грифом УМО AM, подготовлены учебники.

Публикации: по теме диссертации опубликованы: монография, 30 работ в периодических изданиях, в том числе 14 работ в изданиях, рекомендованных ВАК, получено 7 патентов на полезные модели.

Апробация работы: основные положения диссертационной работы представлены: на Всесоюзной научной конференции «Энергоресурсосберегающие технологии», БТИСМ (Белгород, 1991 г.); Международной конференции «Ресурсосберегающие технологии строительных материалов, моделей, конструкций. Системотехнические принципы управления ТП» (Белгород, 1993 г.); Общероссийской конференции «Современные наукоемкие технологии» (Сочи, 2002 г.); Международной конференции «Моделирование как инструмент решения технических и гуманитарных проблем» (Таганрог, 2002 г.); Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Прогрессивные направления развития машино-приборостроительных отраслей и транспорта» (Севастополь, 2004 г.); Международной конференции «Техника и технология монтажа машин (ТТММ1 04)» (Польша, Ржешов, 2004 г.); Научно-технической конференции «Металлургия» (Старый Оскол, 2006 г.); Конференции «Научные исследования, наносистемы и ресурсосберегающие технологии в стройиндустрии» (Белгород,

2006 г.); International Scientific Conference (V; 2006; Rzeszow, Poland rok: 2006 г.); Международной научно-технической конференции «Автоматизация: проблемы, идеи, решения» (Севастополь, 2003 г.).

Струшура диссертации: диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, списка литературы, приложений. Объем диссертации 290 страниц, в том числе 144 рисунка и 18 таблиц, список литературы состоит из 191 наименования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Теоретические и практические результаты исследования, являющиеся основой технических и технологических решений, позволяющих повысить эффективность автоматизированной восстановительной обработки крупногабаритных деталей, позволяют внести значительный вклад в развитие экономики страны и повышение её обороноспособности.

2. Установлены связи в технологической системе, отражающие влияние неоднородности и неравномерности припуска обрабатываемой поверхности на мощность, потребляемую приводом оборудования, и уровень вибраций, позволяющие реализовать подсистему идентификации основных технологических параметров обработки и контроль формы детали в поперечном сечении, а также прогнозировать состояние технологической системы восстановительной механической обработки.

3. Автоматизированная восстановительная обработка крупногабаритных деталей с неоднородным и неравномерным припуском, ударно-ограничивающим резанием, выполняется по модели, учитывающей стохастическое изменение мощности резания и выявленные закономерности износа режущего инструмента, что позволяет повысить эффективность технологического процесса.

4. Алгоритм управления технологическим процессом восстановительной механической обработкой крупногабаритных деталей реализует метод идентификации параметров обработки, учитывающий потребление мощности приводами оборудования, глубину резания, неоднородность и неравномерность припуска обрабатываемой поверхности. В алгоритме реализуется методика оценки износа режущего инструмента, основанная на автоматическом контроле мощности и глубины резания с возможностью прогнозирования его величины.

5. Подсистема идентификации технологических параметров восстановительной обработки крупногабаритных деталей учитывает правило, требующее для идентификации параметра не менее двух входных переменных. При управлении технологическим модулем обработки подсистема позволяет прогнозировать состояние технологической системы и оценивать эффективность обработки.

6. Программное обеспечение для контроля и идентификации технологических параметров обработки, разработанное в ходе практической реализации результатов научных исследований, основывается на полученных моделях и алгоритмах управления технологическим процессом. Алгоритмы реализованы в виде специального программного обеспечения для компьютеров управления технологической системой и контроллеров управления устройствами регистрации технологических параметров и управления колебаниями режущего инструмента.

7. По результатам теоретических и практических исследований разработаны и запатентованы устройства и приборы, являющиеся частью подсистемы идентификации технологических параметров обработки и предназначенные для контроля мощности резания, уровня и частоты вибраций в технологической системе, глубины резания, формы детали в поперечном сечении. Алгоритмы управления оборудованием реализованы в запатентованных автономном нестационарном станочном модуле и устройствах для виброрезания.

8. Внедрение разработанных методик идентификации параметров технологических процессов обработки крупногабаритных деталей позволило снизить себестоимость механической обработки на ОАО «ОЭМК» на 15% и энергопотребление фрезерования титановых сплавов фрезами ОАО «СКИФ - М» на 14%. Опытная обработка заготовок крупногабаритных деталей металлургического оборудования показала возможность использования методик, основанных на автоматизированном контроле параметров технологического процесса, эффективна не только при восстановлении, но и при получении крупногабаритных деталей технологического оборудования. Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс и используются в курсах: «Управление системами и процессами в машиностроении» и «Системы автоматизированного проектирования технологических процессов».

1.ADC0801/ADC0802/ADC0803/ADC0804/ADC0805 8-Bit juP Compatible A/D Converters/.National Semiconductor Corporation —1995.

2. CNC is based on PC Platform//Mod. Mack Shop -1996-69 №3. c. 234.

3. Datasheet. General Sensor Systems/Philips. Discrete semiconductors. 1997jan09.

4. Durchgesehene und korrigierte Auflage Mit 1015 Bildern und 135 Tabellen R. Oldenbourg Verlag Munchen Wien 1994.

5. Handbuch der industriellen Mefitechnik herausgegeben von Professor em. Dr Paul Profos ETH Zurich und Professor Dr.-Ing. Dr. h. c. Tilo Pfeifer RWTH Aachen.

6. ISO 2954/DIN 45666 Standard.

7. Phanikrishna Thota. PATTERN EVALUATION FOR IN-PLANE DISPLACEMENT MEASUREMENT OF THIN FILMS Lexington, Kentucky 2003, 94p.

8. Pogonin, A.A. Identyfikacja parametrow procesu technologicznego przy obrobce niestacjonarnymi modulami obrabiarkowymi Text./ A.A. Pogonin,

9. A.W.Churtasenko, M.S. Czepczurow // Modulowe techologie i konstrukcje w budowie maszyn: materialy IV Miedzynarodowej Konferencji Naukowo-Techicznej. Rzeszow: Oficyna wydawnicza Politechniki Rzeszowskej. -2004. — Z. 67-70.

10. TL062. Low power J-FET dual operational amplifiers/ ST. March 2001.

11. Werkzeugiiberwachung Sicher Qualitat / Kalaos Gerharrd, Overzier Dirk// Ind. -1996 118 № 20. -S. 59 - 60.

12. Аверин, A.H. Нечеткие множества в моделях управления и искусственного интеллекта Текст./ под ред. Д. А. Поспелова. — М.: Наука, 1986. —312 с.

13. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий Текст. / Ю. П. Адлер, Е. А. Маркова, Ю. В. Грановский. — М.: Наука, 1971.-284 с.

14. Алексеев, В.Н. Многоцелевые системы ЧПУ гибкой мехобработки Текст./ В.Н. Алексеев, В.Г. Воршев, Г.П. Гырдымом и др.; под общ. ред.

15. B. Л. Колосова. -Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. —224с., ил.

16. Анисимов, Ю.А. Дифференциальная геометрия и топология кривых Текст./ Ю. А. Анисимов. М.: Наука, 1987. -159 е., ил.

17. Арабящ, З.А. Справочник начальника цеха промышленного предприятия Текст. / З.А. Арабянц, И.М. Благодарев, В.И. Канцидал и др.; под ред. И.М. Благодарева. -М. Машиностроение, 1987.—497 с.

18. Арефьев, Б.А. Оптимизация инерционных процессов. Экстремальное регулирование производственных процессов Текст./ Б. А. Арефьев. -JL: Машиностроение, 1969. —150 е., ил.

19. Аршинов, В.А. Резание металлов и режущие инструменты Текст./ В.А. Аршинов, Г. А. Алексеев. М.: Машиностроение, 1975. -436 с.

20. Базаров, Б.М. Технологические основы проектирования самонастраивающихся станков Текст. / Б. М. Базаров. -М.: Машиностроение, 1978.-216 е.; ил.

21. Балакшин, Б. С. Адаптивное управление станками Текст./ Б. С. Балакшин. —М.: Машиностроение, 1973. — 688 с.

22. Балакшин, Б.С. Основы технологии машиностроения Текст./ Б. С. Балакшин. -М.: Машиностроение, 1969. -559 с.

23. Балакшин, Б.С. Самоподнастраиваюгциеся станки/ Б. С. Балакшин. —М.: Машиностроение, 1967. — 381 с.

24. Басакор, Р.И. Конечные графы и сети Текст. / Р.И. Басакор, Т. Саати; пер. с англ. В. Н. Буркова и др.; под ред. Теймана. -М.: Наука, 1994. 336 с.

25. Басов, К. ANSYS в примерах и задачах Текст. / К. Басов. -М.:КомпьютерПресс, 2002.-224 с.

26. Бахтияров, К.И. Стили мышления в логике Текст. / К. И. Бахтияров// Вестник Московского университета. Сер. 7. Философия. —2000. —№ 1. -С. 56 — 67.

27. Берестнев, О.В. Аналитические методы механики в динамике приводов Текст. / О.В. Берестнев, A.M. Гоков, Н.Н. Инин, А.П. Беларуни; Ин-т проблем надёжности и долговечности. -Минск: Наука и тэхшка, 1992. — 231 е.; ил.

28. Бобров, В.Ф. Основы теории резания металлов Текст./ В.Ф. Бобров. -М.: Машиностроение, 1975. 344 с.

29. Борцов; Ю.А. Автоматические системы с разрывным управлением Текст. / Ю.А. Борцов, И.Б. Юнгер. -JL: Энергоатомиздат, Ленининг. отд-ние, 1986. -167 е., ил.

30. Брюханов В.Н. Теория автоматического управления Текст. : учебник для вузов / Н. Брюханов, М.Г. Косов, С. А. Протопопов; под ред. Ю.М. Соломенцева. —Изд. 2-е, испр. —М.: Высшая школа, 2003. —268 с.

31. Будырин, Г Д. Технологическое обеспечение качества продукции в машиностроении Текст./ Г.Д. Будырин, М.М. Волков. -М.: Машиностроение, 1975.-280 с.

32. Васильев, Д.Т. Силы на режущих поверхностях инструмента Текст./ Д. Т. Васильев// Станки и инструмент. -1954. № 4. - С.54 -56.

33. Васин, С. А. Резание материалов. Термомеханический подход к системе взаимосвязей при резании Текст./ С. А. Васин, А. С. Верещака, В. С. Кушнер. -М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2007 448 е., ил.

34. Васин, С. А. Прогнозирование виброустойчивости инструмента при точении и фрезеровании Текст. / С. А. Васин. -М.: Машиностроение, 2006. —382 с.

35. Вещ, В.JI. Динамика и моделирование электромеханических приводов Текст. / B.JI. Вейц, Г.В. Царёв. Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 1990. -226 е.; ил.

36. Веников, В.А. Теория подобия и моделирования Текст./ В. А. Веников. М.: Высшая школа, 1976. - 479 с.

37. Виноградов, A.M. Введение в геометрию нелинейных дифференциальных уравнений Текст. / A.M. Виноградов, И.О. Красильников, Б.В. Лычагин. — М.: Наука, 1986. — 334 е., ил.

38. Вороненко, В. П. Автоматизация производства Текст./ В. П. Вороненко,

39. A. Г. Схиртладзе, В. Н. Брюханов. -М.: Высшая школа, 2005. -368 с.

40. Вороненко, В. П. Проектирование автоматизированных участков и цехов Текст.: учеб. для машиностроит. спец. вузов/ В.П. Вороненко, М.Г. Косов,

41. B.А. Егоров. -3-е изд.,стер. -М.: Высшая школа, 2003. 272 с. (Сер. "Технология, оборудование и автоматизация машиностроительных производств")

42. Воронцов, Н.Н. Приборы автоматического контроля размеров в машиностроении Текст.: учеб. пособие для втузов / Н.Н. Воронцов, С.Ф. Корподф. -М.: Машиностроение, 1988. -277 е.; ил.

43. Глушко, В.В. Системный подход к проектированию станков и роботов Текст./ В. В. Глушко. -Киев: Техшка, 1981. 133 с. ил.

44. Горский, В.Г. Планирование промышленных экспериментов Текст. / В.Г. Горский, Ю.П. Адлер. М.: Металлургия, 1974. - 264 с.

45. ГОСТ 14273—69. Опоры роликовые вращающихся печей Текст.-М.: Изд-во стандартов, 1969. — 4 с.

46. ГОСТ 8.207-76. Государственная система обеспечения единства измерений. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения Текст. —М.: Стандартинформ, 2006.

47. ГОСТ ИСО 5347-99. Вибрация. Калибровка датчиков вибрации и удара. Часть 2. Первичная калибровка акселерометров ударом с использованием баллистического метода измерений Текст. -Минск: ИПК Изд-во стандартов, 2000.

48. ГОСТ ИСО 5348-2002. Вибрация и удар. Механическое крепление акселерометров Текст. -М.: Стандартинформ, 2007.

49. Грановский, Г.И. О методике измерения и критерии износа режущих инструментов Текст./ Г. И. Грановский// Вестник машиностроения. —1963. — №9. -С.51-95.

50. Данилов, Ф.А. Адаптивное управление точностью прокатки труб Текст./ Ф.А. Данилов, В. Р. Шледадзе, Е.Д. Клементьев и др.; под. ред. Ф. А. Данилова, Н. К. Роцбмана. —2-е изд., перераб. М.: Машиностроение, 1980.-229 е.; ил.

51. Дольский, А.М. Технологическое обеспечение надёжности высокоточных деталей Текст./А. М. Дальский. — М.: Машиностроение, 1975. — 224 с.

52. Джонс, М.Т. Программирование искусственного интеллекта в приложениях Текст. / М. Тим Джонс; пер. с анг. А.И. Осипова. М.: ДМК Пресс, 2006. - 312 е.; ил.

53. Донской, И.В. Комплектные системы управления электроприводом тяжёлых металлорежущих станков Текст./ И.В. Донской, А.А. Киримов, Я.М. Килигин и др.; под ред. А.Д. Поздеева. -М.: Машиностроение, 1980. -287 е.; ил.

54. Дружинин, Г.В. Надёжность автоматизированных систем Текст./ Г.В. Дружинин. -3-е изд. перераб. и доп. -М.: Энергия, 1977. — 536 е.; ил.

55. Дунин-Барковский, И.В. Измерение и анализ волнистости, шероховатости и некруглости поверхности Текст./ И.В. Дунин-Барковский, А.Н. Карташов. -М.: Машиностроение, 1978. 231 с.

56. Душинский, В.В. Оптимизация технологических процессов в машиностроении Текст./ В.В. Душинский, Е.С. Духовский, Е.С. Радченко. — Киев:Техшка, 1977. 176 с.

57. Дуюн, Т.А. Условия отсутствия автоколебаний при обработке коллекторов машин постоянного тока Текст./ Т.А. Дуюн, М.С. Чепчуров,

58. A.В. Гринёк// Сб. докл. междунар. науч.-практич. конф. Белгород: Изд-во БГТУ им. В. Г. Шухова—4.9.— С.112-115.

59. Егоров, М.Е. Технология машиностроения Текст. /М.Е. Егоров,

60. B.И. Деменьтьев, B.JT. Дмитриев. -М.: Высшая школа, 1975. 534 с.

61. Единая система стандартов автоматизированной системы управления Текст.; -изд. офиц. -М., 1986. 119 с.

62. Замрий, А.А. Практический курс. CAD/CAE Система АРМ WINMACHINE Текст.: учебно-методическое пособие/ А.А. Замрий. — М.: АПМ, 2008. -144 с.

63. Захарбеков, Р.В. Исследование износа роликовых опор Текст./ Р.В. Захарбеков // Строительные и дорожные машины. — 1969. 79 с.

64. Зюбин, В.Е. Проблемы классификации в машиностроении. Текст./ В.Е. Зюбин, С .А Кузнецов //Автоматизация и современные технологии-1999.-№ 12. -С. 8-10.

65. Игумнов, Б.Н. Расчёт оптимальных режимов обработки для станков и автоматических линий Текст. / Б. Н. Игумнов. — М.: Машиностроение, 1975. 200 с.

66. Каплун, А. Б. ANSYS в руках инженера Текст.: практическое руководство / А. Б. Каплун. —М.: Едиториал УРСС, 2003. — 272 с.

67. Кацман, М. М. Расчет и конструирование электрических машин Текст./ М. М. Кацман. М.: Энергоатомиздат, 1984. - 360 е., ил.

68. Кияшев, А. И. Методы адаптации при управлении автоматизированными станочными системами Текст./ А.И. Кияшев, В.Г. Митрофанов, А.Г. Схиртладзе. -М.: Машиностроение, 1995. -239 е.: ил.

69. Кобоям, Ш. Основы дифференциальной геометрии Текст.: в 2 т./ Ш. Кобоям, К. Номидзу: пер. с англ.Л. В. Саблина. М.: Наука, 1981.

70. Ковалъчук, Е.Р. Основы автоматизации машиностроительного производства Текст./ Е. Р. Ковальчук , М. Г. Косов , В. Г. Митрофанов и др. М.: Машиностроение, 2006. — 423 с.

71. Козугин, В.Б. Способ адаптивного управления токарным станком Текст./ В.Б. Козугин, Г.А. Ищенко, А.Я. Зихно: пат 2050247 Рос. Федерация: МКИ6 В 230. 15/15: Урал, политех. ин-т-№ 4864809108; заяв. 06.09.90; опубл. 20.12.95, Бюл.№ 35.

72. Колее, КС. Технология машиностроения Текст./ К. С. Колев. — М.: Высшая школа, 1977. — 256 с.

73. Колесов, И.М. Основы технологии машиностроения Текст.: учеб. для машностроит. спец. вузов. / Колесов И. М. —2-е изд., испр. -М.: Высшая школа, 1999. -591 е.; ил.

74. Копылов, И. П. Проектирование электрических машин Текст./ И. П. Копылов. -М.: Высшая школа, 2005. -767с., ил.

75. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров Текст. / Г. Корн, Т. Корн. М., 1970. — 720 е., ил.

76. Королёв, Э.П. Эффективность применения высокомоментных двигателей в машиностроении Текст. / Э.П. Королёв, И.А. Волкомирский, A.M. Лебедев и др.; редкол. И.В. Харизоменов и др. -М.: Машиностроение, 1981.-144 е., ил.

77. Корсаков, B.C. Основы технологии машиностроения Текст./ B.C. Корсаков. М.: Высшая школа, 1974. - 379 с.

78. Корсаков, B.C. Точность механической обработки Текст./ B.C. Корсаков. -М.: Машгиз, 1961. -379 с.

79. Косшова, А.Г. Точность обработки, заготовки и припуски в машиностроении Текст. / А.Г. Косилова, Р.К. Мещереков, М.А. Калинин. — М.: Машиностроение, 1976. — 288 с.

80. Кочергин, В.В. Следящие системы с двигателями постоянного тока Текст./В. В. Кочергин. — JL: Энергоатомизда. Ленингр. отд-ние, 1988. — 165 е.; ил.

81. Крайнев, А.Ф. Словарь-справочник по механизмам Текст./ А. Ф. Крайнев. -М.: Машиностроение, 1981. 438 е., ил.

82. Курицкий, Б.Я. Оптимизация вокруг нас Текст./ Курицкий Б. Я. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1989. — 144 е., ил.

83. Лазарев, Ю. Моделирование процессов и систем в MATLAB Текст.: учеб. курс / Ю. Лазарев. -СПб.: Питер; Киев: Издательская группа BHV, 2005. -512 е., ил.

84. Леви-Строс, К. Структурная антропология Текст./ К. Леви-Строс; пер. с фр. Вяч. Вс. Иванова. — М.: ЭКСМО-Пресс, 2001. 512 с.

85. Лескин, А.А. Сети Петри в моделировании и управлении Текст./ А.А. Лескин, ПА. Мальцев, A.M. Сперидонов; отв. ред. В.М. Понамарёв; Ленингр. ин-т информатики и автоматики. Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1989. -138 с. ил.

86. Магазинник, Г.Г. Локальные системы автоматического управления процессами обработки металла резанием и прокаткой Текст.: учеб. пособие / Г. Г. Магазинник; Нижегородский политех, институт. — Нижний Новгород: НПИ, 1990.-86 е.; ил.

87. Маталин, А.А. Технология машиностроения Текст./ А. А. Маталин. — Л.: Машиностроение, 1985. -496 с.

88. Маталин, А.А. Точность механической обработки и проектирование технологических процессов Текст. / А. А. Маталин. М. - Л.: Машиностроение, 1985. — 320 с.

89. Методы исследования нестационарных и адаптивных систем Текст.: меж. вуз сб. науч. тр. Воронеж, гос. университета: редкол. С.В. Бухарин (отв. ред.). — Воронеж: Изд-во Воронежского ун-та, 1989. -176 е., ил.

90. Михайлов, О.П. Динамика электромеханического привода металлорежущих станков Текст. / О. П. Михайлов. М.: Машиностроение, 1989. -228 е., ил.

91. Невелъюн, М.С. Автоматическое управление точностью обработки на металлорежущем станке Текст. / М. С. Невельюн. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1982, -184 е.; ил.

92. Некрасов, С. С. Технология машиностроения. Обработка конструкционных материалов резанием Текст./ С.С. Некрасов, Г.М. Зильберман. — М.: Машиностроение, 1974.-288 с.

93. Новик, Ф.С. Математические методы планирования эксперимента в металловедении. Раздел I. Общие представления о планировании экспериментов. Планы первого порядка Текст. / Ф. С. Новик. -М.: МИСиС, 1971. — 106 с.

94. Новик, Ф.С. Математические методы планирования эксперимента в металловедении. Раздел II. Планы второго порядка. Исследование области экстремума Текст./ Ф. С. Новик. М.: МИСиС, 1971. - 125 с.

95. Новик, Ф.С. Математические методы планирования эксперимента в металловедении. Раздел III. Выбор параметра оптимизации и факторов Текст./ Ф. С. Новик. -М.: МИСиС, 1971. 117 с.

96. Новик, Ф.С. Математические методы планирования эксперимента в металловедении. Раздел V. Планирование промышленных экспериментов. Симплекс-планирование Текст./ Ф. С. Новик. -М.: МИСиС, 1971. 117 с.

97. Овсянников, А.Ш. Уровень технологической обработки материалов Текст. / А. Ш. Овсянников; АН СССР. Сиб. отд-ние. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. - 262 е., ил.

98. Ожегов, С.И. Толковый словарь русского языка: 80000 слов и фразеологических выражений Текст. / С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова; Российская АН.; Российский фонд культуры. — 3-е изд. — М.: АЗЪ, 1996. -928 с.

99. Основы технологии машиностроения Текст./ под ред. B.C. Корсакова. -М.: Машиностроение, 1976. -416 с.

100. ОСТ 22-170-87. Бандажи вращающихся печей Текст. -М.: Министерство строительного, дорожного и коммунального машиностроения СССР, 1987.-26 с.

101. Остафъев, В.А. Диагностика процесса металлообработки Текст./ В.А. Остафьев, B.C. Антонюк, Г.С. Тысячник. Киев: Техшка, 1991. — 151 е.; ил.

102. Очков, В.Ф. Mathcad 7 Pro для студентов и инженеров Текст./ В. Ф. Очков. -М.: КомпьютерПресс, 1998. -384 с. — ил.

103. Пат. 49981. Российская Федерация, МПК7 G01B2/30. Устройство для контроля шероховатости отверстий малого диаметра Текст./ А.А. Погонин,

104. М,С.Чепчуров, Д.В. Чепядинов. -№ 2004115593/22; заявл. 01.06. 2004; опубл. 10.12. 2005, Бюл. № 22, 2005. 5 е.; ил.

105. Пат. 71423. Российская Федерация, МПК7 G01B11/00. Датчик положения рабочих органов Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, А.Д. Короп. -№2007135076/22; заявл. 20.09.2007; опубл. 10.03.2008, Бюл. № 7,2008.-2 с.

106. Пат. 40234. Российская федерация, МПК7 В23В25/00. Устройство для вибрационной обработки крупногабаритных деталей Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, С.В. Старостин. -№2004109003/22; заявл. 29. 03. 2004; опубл. 10. 09.2004, Бюл. № 22, 2005. 3 с.

107. Пат. 61173. Российская Федерация, МПК7 В23В25/00. Устройство для вибрационной обработки на токарных станках Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, А.А. Глуховченко. -№2006115850/22; заявл. 11.05. 2006; опубл. 27. 02. 2007, Бюл. № 21, 2007. 3 с.

108. Пат. 71431. Российская Федерация, МПК G01L5/16. Устройство для измерения мощности резания Текст./ Т.А. Дуюн, М.С. Чепчуров, А.В. Гринёк. №2007137992; заявл. 11.09.2009; опубл. 10.03.2008; Бюл. № 7, 2008. - 2 с.

109. Педъ, Е.К Активный контроль в машиностроении Текст.: справочник/ Е.И. Педь, А.В. Высоцкий, В.М. Масленников и др.; под ред. Е.И. Педя. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1978. - 352 е., ил.

110. Пелипенко, Н.А. Станок для обработки бандажей Текст.: ас. 1266660 СССР, МКИ3 В23./ НА. Пелипенко, В.И. Рязанов. №3901133/25-08; опубл. 27.05.1985; Бюл. № 40//0гкрытия. Изобретения. -1986. -№ 40 - С.37.

111. Пелипенко, Н.А. Метод восстановления опорных поверхностей бандажей вращающихся печей. Механизация технологических процессов в промышленности строительных материалов Текст./ НА. Пелипенко, ИЕ. Ефросимов, Ю.Е. Соболев//

112. Сб. научн. тр./ Моск.инж.-строит. ин-т им. В.В.Куйбышева; Белгород, технол. ин-т строит, мат-лов им. И.А. Гришманова. —М., 1980. — С. 150-156.

113. Платонов, B.C. Скоростные методы ремонта вращающихся цементных печей Текст./ B.C. Платонов, И.Д. Буренков, В.В. Дмитриев. -М.: Литература по строительству, 1970. 127 с.

114. Погонин, А. А. Технология машиностроения Текст.: учебник для студентов высших учебных заведений/ А.А. Погонин, В.У. Мнацаканян, А.Г. Схиртладзе, Л.В. Лебедев. — 2-е изд.,стер.— М.: Academia, 2008. — 584 с.

115. Погонин, А.А. Автономный нестационарный станочный модуль Текст./А.А. Погонин, М.С. Чепчуров// СТИН.-№ 10. -2002.

116. Погоним, А.А. Выбор параметров управления технологическим процессом при обработке нестационарным станочным модулем Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров// Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2003. — № 2. — С. 21— 23.

117. Погонин, А.А. Инженерные расчеты в MathCAD 7.0 prof. Текст.: учеб. пособие для студентов технических вузов / А.А. Погонин, М.С. Чепчуров. -Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2000. 96 с.

118. Погонин, АА Моделирование параметров технологического процесса обработки с использованием метода Монте-Карло Текст./ АА Погонин, МС. Чепчуров// Горный информационно-аналитический бюллетень. 2003. - № 2. -С. 17-18.

119. Погонин, А.А. Модернизация машин для литья термопластов на базе персональных компьютеров Текст. / А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, А.Г. Схиртладзе// Ремонт, восстановление, модернизация. -2007. -№ 5. С. 14 -16.

120. Погонин, А.А. О спецификации на нестационарный станочный модуль Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров// Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. - № 3. - С. 83 - 86.

121. Погонин, А.А. Снятие характеристик процесса механической обработки крупногабаритных деталей Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, С.В. Старостин// Тяжелое машиностроение. 2005. - № 3. - С. 15-16.

122. Подураев, В.Н. Автоматически регулируемые комбинированные процессы резания Текст./ В. Н. Подураев. — М.: Машиностроение, 1977. — 304 с.

123. Подураев, В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов Текст.: учеб. пособие для машиностроительных и приборостроительных специальностей вузов/ В. Н. Подураев. -М.: Машиностроение, 1977. —304 с.

124. Подураев, В.Н. Обработка резанием с вибрациями Текст./ В. Н. Подураев. -М.: Высшая школа, 1974. 590 с.

125. Подураев, В.Н. Технология диагностики резания методом акустической эмиссии Текст./ В.Н. Подураев, А.А. Борзов, В.Н. Парнов. М.: Машиностроение, 1988. - 53 е.; ил.

126. Полетика, М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента Текст./ М. Ф. Полетика. -М.: Машиностроение, 1969. 152 с.

127. Полетика, М.Ф. Приборы для измерения сил резания и крутящих моментов Текст./ М. Ф. Полетика. -М.: Машгиз, 1969. — 194 с.

128. Полянин, АД. Краткий справочник для инженеров и студентов: Высшая математика. Физика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов Текст./ А.Д. Полянин, В.Д. Полянин, В.А. Попов и др. М.: Международная программа образования, 1996. — 432 е., ил.

129. Пономарёв, К.К. Составление и решение дифференциальных уравнений инженерно-технических задач Текст.: пособие для физ.- мех. фак. пед. институтов / К. К. Понамарёв. -М.: Учпедгиз, 1968. 184 с.

130. Попов, Д.Ю. Справочник по численному решению дифференциальных уравнений в частных производных Текст./ Д. Ю. Попов. — Изд. 5-е — М. — JL: Гостехиздат, 1951.-183 с.

131. Поспелов, ДА. Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов Текст./ Д. А. Поспелов. -М.: Радио и связь, 1989 — 184 е.; ил.

132. Потапов, А.А. Исследование микрорельефа обработанных поверхностей с помощью методов фрактальных сигнатур Текст./ А.А. Потапов, В.В. Булавкин, В.А. Герман и др.// Журнал технической физики, -2005. —Т. 75, вып. 5. — С. 28 45.

133. Рассел, С. Искусственный интеллект: современный подход {Artificial Intelligence: A Modern Approach) Текст./ Стюарт Рассел, Питер Норвиг. —2-е изд. М.: Вильяме, 2006. - 142 с.

134. Режимы резания металлов Текст. / под ред. Ю.В. Барановского. М.: Машиностроение, 1974. — 408 с.

135. Резание конструкционных материалов, режущие инструменты и станки Текст./ под ред. П.Г. Петрухи. -М.: Машиностроение, 1974. 576 с.

136. Родин, П.Г. Основы формообразования поверхностей резанием Текст./ П. Г. Родин. Киев: Вища школа, 1977. - 192 с.

137. Розман, Я. Б. Устройство, наладка и эксплуатация электроприводов металлорежущих станков Текст. / Я.Б. Розман, Б.З. Брейтер. М.: Машиностроение, 1985.-201 е., ил.

138. Рубашкин, КБ. Микропроцессорное управление режимами металлообработки Текст. / И.Б. Рубашкин, А.А. Анинин. JL: Машиностроение. Ленинг. отд-ние, 1989, - 158 е., ил.

139. Рыжиков, Ю. И. Решение научно-технических задач на персональном компьютере Текст. / Ю. И. Рыжиков. СПб.: КОРОНА принт, 2001. - 272 с.

140. Сабанин, Ю.А. Частотно-регулируемые электрические приводы Текст./ Ю.А. Сабанин, В.Л. Грузов. Л.: Энергоатомиздат. Ленинг. отд-ние, 1985. -126 е., ил.

141. Санкин, М.С. Динамика несущих систем металлорежущих станков Текст./ М. С. Санкин. -М.: Машиностроение, 1986. 98 е.; ил.

142. Свидетельство на полезную модель № 35265. Автономный нестационарный станочный модуль для обработки крупногабаритных изделий Текст./ А.А. Погонин, М.С. Чепчуров, А.В. Хуртасенко. опубл. 10.01.2004. Бюл. № 6. -3 с.

143. Серебренников, Г.В. Оптимизация технологии изготовления тяжелогружёных деталей с помощью ЭВМ Текст./ Г. В. Серебренников. -М.: Машиностроение, 1981. 200 е., ил.

144. Синопальников, В. А. Надежность и диагностика технологических систем Текст./ В. А. Синопальников, С. Н. Григорьев. —М.: Высшая школа, 2005.-344 е., ил.

145. Соломенцев, Ю. М. Адаптивное управление технологическими процессами Текст. / Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, С.П. Протопов и др. —М.: Машиностроение, 1980. —536 с.

146. Соломенцев, Ю.М. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении Текст./ Ю.М. Соломенцев, В.Г. Митрофанов, А. А. Прохоров и др.; под ред. Ю.М. Соломенцева. — М.: Машиностроение, 1986. — 256 е., ил.

147. Соломин, И.С. Математическая статистика в технологии машиностроения Текст./ И. С. Соломин. —. 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1971. 256 е., ил.

148. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента исследования технологических процессов Текст./ А. А. Спиридонов. — М.: Машиностроение, 1981. 184 е., ил.

149. Справочник инструментальщика Текст./Г. В. Боровской, С. Н. Григорьев,

150. A.Р.Маслов. — М.:Машиностроение, 2007 —464е.,ил.

151. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1 Текст./ под ред.

152. B.И. Анурьева. -М.: Машиностроение, 1978. 728 с.

153. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 Текст./ под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1972. - 694 с.

154. Справочник технолога-машиностроителя. Т.1 Текст./ под ред. А.Н. Малова. -М.: Машиностроение, 1972. 568 с.

155. Стронгин, Р.Г. Поиск глобального оптимума Текст./ Р. Г. Стронгин. М.: Знание, 1990. - 48 с. (Новое в жизни, науке, технике. Сер «Математика, кибернетика»; № 2)

156. Суслов, А.Г. Научные основы технологии машиностроения Текст.: учеб. пособие / А.Г. Суслов, А.М. Дальский. -М.: Машиностроение, 2002 684 с.

157. Схиртладзе, А. Г. Проектирование машиностроительных производств Текст.: учебник для ВУЗов/ А.Г. Схиртладзе, В.П. Вороненко, Ю.М. Соломенцев. -М.: Дрофа, 2007. -384 с.

158. Тарасов, В.А. Методы анализа в технологии машиностроения. Аналитическое моделирование динамических процессов обработки материалов Текст.: учеб. пособие для студентов ВУЗОВ / В. А. Тарасов. М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 1996. -188 с.

159. Тевлиев, З.В. Надёжность электрооборудования станков Текст./ З.В. Тевлиев, М.А. Боенун, Б.З. Брестер и др.; редкол. И.В. Харизмоменов. -М.: Машиностроение, 1980. — 168 е., ил.

160. Тейдзиро, Андо. Токарный станок для обработки роторов турбин фирмы «Карацу Тэнносе» (Япония), оснащённый ЧПУ Текст. /Андо Тейдзиро, Кикай Гидзюцу// Mechanicdl Engineerin, —1986 № 9. — p. 43—49.

161. Технологическая надёжность станков Текст./ под ред. А.С. Пронникова. — М.: Машиностроение, 1971. 342 с.

162. Управление технологическими процессами в машиностроении Текст.: сб. научн. тр. Иркутск, политех, ин-та. — Иркутск, ИПМ, 1989. — 131 е., ил.

163. Цветков, В.Д. Системно-структурное моделирование и автоматизация технологических процессов Текст./ В. Д. Цветков; под ред. П.И. Ящерицина. -Минск: Наука и тэхника, 1979. 261 е., ил.

164. Чапка, A.M. Расчётно-проектировочные работы на программируемых микрокалькуляторах Текст.: учеб. пособие для вузов/ А. М. Чапка. М.: Машиностроение, 1988. -144 е., ил.

165. Чепчуров, М.С. Анализ и задачи оптимизации параметров конструкций мобильных станков Текст./ М.С. Чепчуров, А.В. Хуртасенко, А.А. Максимов// Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. -2005. -№11. -С. 349 352.

166. Чепчуров, М.С. АСУ контроля качества деталей автооборудования Текст. / М.С. Чепчуров, Д.В. Челядинов// Вестник Тамбовского государственного университета. — 2007. -№ 1. С. 234 — 236.

167. Чепчуров, М.С. Использование АЦП для регистрации и обработки аналогового сигнала в ПК Текст. / М.С. Чепчуров// Ремонт, восстановление, модернизация. 2008. - № 7. - С.8 - 10.

168. Чепчуров, М.С. Контроль и регистрация мощности резания при обработке крупногабаритных деталей Текст./ М.С. Чепчуров // Технология машиностроения. 2008. - № 3. - С. 13 — 15.

169. Чепчуров, М.С. Контроль и регистрация параметров обработки крупногабаритных деталей Текст.: монография/ М.С. Чепчуров. — Белгород: Изд-во БГТУ, 2008.-232 с.

170. Чепчуров, М.С. Контроль технологического процесса механической обработки деталей в условиях ремонтного производства. Техника и технология монтажа машин (ТТММ1 04) Текст.: материалы международной конференции/ М.С. Чепчуров. Польша, 2004. -С. 14 - 15.

171. Чепчуров, М.С. Модернизация токарного автомата на базе персонального компьютера Текст./ М.С. Чепчуров, А.Г. Схиртладзе,

172. A.В. Жила//Ремонт, восстановление и модернизация. -2007. —№ 11. С. 7 - 9.

173. Чепчуров, М. С. О деформациях бандажей цементных печей при их механической обработке Текст./ М. С. Чепчуров, В. Я. Дуганов, В. В. Серов// Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. -2005. -№ 11. -С. 309-313.

174. Чепчуров, М.С. Проблемы обработки деталей с неравномерной по структуре материалом припуска Текст. / М.С. Чепчуров // Технология машиностроения. 2008. - № 7. - С. 11 - 14.

175. Чепчуров, М.С. Технология ремонта крупногабаритных корпусных деталей металлургического оборудования Текст./ М.С. Чепчуров, А.А. Погонин, С.В. Старостин, А.Г. Схиртладзе// Ремонт, восстановление, модернизация. 2005. -№ 2. - С.20 - 22.

176. Шемелин, В.К. Проектирование систем управления в машиностроении Текст.: учебник для студентов технических вузов/ В. К. Шемелин. М.: Станкин, 1998.-254 е.: ил.

177. Шпур, Г. Автоматизированное проектирование в машиностроении Текст./ Г. Шпур, Ф.Л. Краузе; пер. с нем. Г.Д. Вожовой и др.; под ред. Ю.М. Соломенцева,

178. B. И. Диденко. М.: Машиностроение, 1988. - 647 е.; ил.

179. Шрубченко, И. В. О необходимости обработки поверхностей бандажей технологических барабанов при их сборке Текст./ И. В. Шрубченко// Тяжелое машиностроение. -2006. —№ 10. С. 21—24.

180. Якобе, Г.Ю. Оптимизация резания. Параметризация способов обработки резанием и использование технологии оптимизации Текст./ Г.Ю. Якобе, Э. Якобе, Д. Кохан; пер. с нем. В.Ф. Котельнева. М.: Машиностроение, 1981. - 279 е., ил.

181. Яковлев, А.В. Система обработки изображений шлифов металлов Текст./ А. В. Яковлев// Радиотехника, телевидение и связь: межвуз. сб. научн. тр.,посвященный 110-летию В.К. Зворыкина. Муром: Муром, инс-т (филиал) ВлГУ, 1999.-С. 150-153.

182. Ящерицын, П.И. Основы резания металлов и режущий инструмент Текст./ П.И. .Ящерицын, M.JI. Еременко, Н.И. Жигало. Минск: Вышэйшая школа, 1981. - 560 с.

183. Ящерицын, П.И. Основы теории механической обработки и сборки в машиностроении Текст./ П. И. Ящерицын. Минск: Вышэйшая школа, 1974. -608 с.

184. Ящерицын, П.И. Планирование эксперимента в машиностроении Текст./ П.И. Ящерицын, Е.И. Махаринский. Минск.: Вышэйшая школа, 1985.-286 е., ил.