XIV Міжнародна наукова інтернет-конференція ADVANCED TECHNOLOGIES OF SCIENCE AND EDUCATION (19-21.04.2018)

Русский English




Научные конференции Наукові конференції

Волошко О. В., Барандич К. С., к. т. н., Вислоух С. П. ВИЗНАЧЕННЯ ОБРОБЛЮВАНОСТІ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ЯК ОСНОВА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИСОКОЇ ЯКОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИЛАДІВ

Волошко О.В., Барандич К.С., к.т.н., Вислоух С.П.

Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут", м. Київ

ВИЗНАЧЕННЯ ОБРОБЛЮВАНОСТІ КОНСТРУКЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ЯК ОСНОВА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИСОКОЇ ЯКОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ПРИЛАДІВ

Приладобудування, як і багато інших галузей промисловості, мають потребу в матеріалах, що, володіючи добрими експлуатаційними якостями, у той же час забезпечили б найбільш високу продуктивність процесу виготовлення деталей та низьку собівартість готової продукції. Важко переоцінити важливість роботи зі створення таких матеріалів. Однак прискорення розвитку досліджень у цій області гальмується складністю визначення технологічних параметрів матеріалів, тобто здатністю їх піддаватися обробці.

Обробка матеріалів різанням, як основний метод виготовлення деталей, є надзвичайно складним фізичним процесом, що у різних напрямках впливає на технологічну оброблювальну систему: різальний інструмент, виріб і верстат. Тому оброблювані властивості матеріалів не можуть бути охарактеризовані яким-небудь одним параметром - вони містять у собі кілька характеристик. До таких основних характеристик можна віднести: оброблюваність матеріалу з погляду впливу процесу різання на інструмент; оброблюваність матеріалу з погляду величини зусиль різання; оброблюваність матеріалу з погляду якості виробу; оброблюваність з погляду характеру утворення та форми стружки тощо.

З точки зору визначення оброблюваності матеріалу, варто розрізняти абсолютну та відносну його оброблюваність.

Знання абсолютної оброблюваності матеріалу необхідно при розробці керуючих документів з призначення режимів різання та технічного нормування робіт. Воно припускає одержання для різних процесів обробки (точіння, свердління, фрезерування тощо) та умов різання (режими різання, параметри та геометрія різального інструменту, умови охолодження тощо) залежностей вихідних характеристик процесу різання від початкових даних.

Для одержання даних про відносну оброблюваності досить при обробці досліджуваного матеріалу у визначених умовах різання, що прийняті у якості стандартних, установити величину Vек (наприклад, V60 при точінні) або силу різання P. Відношення знайденої величини параметра порівняння досліджуваного матеріалу до відповідної характеристики матеріалу, що взятий за еталон, дає представлення про відносну оброблюваність матеріалу і може бути прийняте за основу при оцінці його оброблюваності . Аналогічно можна визначити відносні обробляючі характеристики інструментального матеріалу.

Визначення відносної оброблюваності вимагає створення однакових умов різання для порівнюваних матеріалів і проведення нових дослідів для кожної пари матеріалів. Цей процес займає досить багато часу притому, що в результаті ми одержуємо лише частковий показник властивості по окремому параметру порівняння.

Для визначення відносної оброблюваності застосування прискорених методів дослідження є особливо актуальним. Відома велика кількість прискорених методів дослідження, заснованих на всіляких принципах, але їхня практична застосовність не завжди є ефективною.

Прискореного методу, що в повній мірі задовольняє вимогам зручного і якісного визначення оброблюваності, дотепер не існує. Як альтернативне рішення зазначеної проблеми з визначення відносної й абсолютної оброблюваності пропонується відмовитися від „класичного " підходу і пропонується визначати оброблюваність конструкційного матеріалу не шляхом проведення експериментальних досліджень, що пов'язані з його деформуванням, наприклад різанням, а математичною обробкою інформації про склад та властивості досліджуваного матеріалу, тобто неруйнівними методами [1, 2].

Згідно з цією методикою спочатку всі конструкційні, а також інструментальні матеріали поділяються на окремі класифікаційні групи за сукупністю інформації про їх структуру, хімічний склад та фізико-механічні властивості. За основу такого поділу можна взяти наявну на сьогодні класифікацію матеріалів. Більш якісною і науково обґрунтованою є класифікація, що виконана шляхом застосування методів кластерного аналізу [3]. Для кожної класифікаційної групи матеріалів методами дискримінантного аналізу визначається класифікаційна функція, що дозволяє за сукупністю фізико-механічних характеристик та хімічним складом досліджуваного матеріалу однозначно та об'єктивно визначити групу, до якої він відноситься [4]. Це дає можливість отримати, в якості першого наближення, рекомендовані режими обробки конструкційного матеріалу, що відповідають даній класифікаційній групі. Але кожний оброблюваний та інструментальний матеріал має свої властивості, що відрізняють його від іншого, навіть в межах однієї класифікаційної групи. Тому пропонується методами факторного аналізу виконати обробку інформаційних масивів, що визначають характеристики оброблюваних та інструментальних матеріалів, з метою стиснення початкової інформації та отримання невеликої кількості латентних (неіснуючих) змінних без втрати початкової інформативності для кожного матеріалу класифікаційної групи [5]. Шляхом обробки отриманої інформації за спеціальними алгоритмами визначаються узагальнені коефіцієнти оброблюваності для кожного матеріалу даної групи. Шляхом корегування режимів різання, які рекомендовані нормативними матеріалами для класифікаційної групи, можна встановити раціональні режим, що є близькими до оптимальних завдяки тому, що враховують реальні значення фізико-механічних характеристик та хімічний склад матеріалу. Також отримані узагальнені коефіцієнти оброблюваності дозволяють визначити відносну оброблюваність будь-яких конструкційних матеріалів, що входять в дану класифікаційну групу, шляхом порівняння їх значень для досліджуваного матеріалу та матеріалу-еталону [6].

Розроблено алгоритми методів факторного, кластерного і дискримінантного аналізу, які складають наведену методику визначення оброблюваності конструкційних матеріалів, та програмно реалізовано на алгоритмічній мові С++. Виконано практичну перевірку запропонованої методики, яка показала, що її використання дозволяє значно зменшити витрати на проведення експериментальних досліджень, заощадити час та кошти.

Література:

1. Волошко О.В., Барандич К.С., Вислоух С.П. До питання визначення оброблюваності конструкційних матеріалів // «Прогресивні технології та прилади» м. Луцьк,  червень 2011р. - Луцьк: ЛНТУ, 2011. - 14-26с.

2. Вислоух С.П., Волошко О.В., Барандич К.С. Спосіб неруйнівного визначення оброблюваності конструкційних матеріалів та оброблювальних властивостей інструментальних матеріалів. Патент на корисну модель №6214 В23Q 15/00,. Бюл. №18, 2011 u201100718. 26.09.2011

3. Выслоух С.П. Применение методов кластерного анализа при проектировании технологических процессов. //Вестник Сев. ГТУ. Выпуск 36: Автоматизация процессов и управление. Сб. Научн. Трудов Севастоп. Нац. Техн. ун-т. -Севастополь, 2002. С. 103-108.

4. Выслоух С.П. Применение методов дискриминантного анализа при технологическом проектировании. //Резание и инструмент в технологических системах. Межвед. Научн.-техн. сборник. - Харьков: ХГПУ, 2001. -  Вып. 60. - С. 26-35.

5, Выслоух С.П. Факторный анализ технологической информации. //Вестник Харьковского государственного политехнического университета. Выпуск 100. Машиностроение. - Харьков, 2000. - С. 26-29.

6. Вислоух С.П. Інформаційні технології в задачах технологічної підготовки приладо- та машинобудівного виробництва: моногр. / С.П. Вислоух. - К.: НТУУ "КПІ", 2011. - 488 с.


Залиште коментар!

Дозволено використання тегів:
<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <code> <em> <i> <strike> <strong>