НАПРАВЛЕНИЙ ВИБІР ТЕХНОЛОГІЇ ТА ВСТАНОВЛЕННЯ КРИТЕРІЇВ ОЦІНКИ НАЙБІЛЬШ РАЦІОНАЛЬНОГО МЕТОДУ ЗМІЦНЕННЯ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ІНСТРУМЕНТІВ

Артем Олексійович Доценко

doi:10.32782/msnau.2024.4.4

Артем Олексійович Доценко Сумський національний аграрний університет https://orcid.org/0009-0000-7230-9435

DOI: https://doi.org/10.32782/msnau.2024.4.4

Ключові слова: металорізальний інструмент, знос, поверхневий шар, система спрямованого вибору, математична модель, критерії вибору

Анотація

Представлені результати аналізу літературних джерел і виробничого досвіду з вибору матеріалів металорізальних інструментів (МІ) і основних вимог до їх виготовлення і експлуатації. Враховуючи те, що не всі матеріали можуть використовуватися для поверхонь МІ, їх вибір має вирішальне значення. У літературі відсутні комплексні дослідження, спрямовані на розробку технології вибору необхідного матеріалу МІ та їх елементів, використання якої забезпечить максимальний ресурс їх роботи. Не одна з наявних у літературних джерелах рекомендацій щодо вибору матеріалів МІ не є універсальною. Метою цієї роботи є розробка системи та критеріїв спрямованого вибору технології забезпечення необхідної якості робочих поверхонь МІ шляхом аналізу та синтезу існуючих аналогів, досвіду промисловості та рекомендацій у вітчизняній та іноземній літературі. Запропоновано систему спрямованого вибору технології забезпечення необхідної якості робочих поверхонь МІ на різних етапах їх життєвого циклу. Проведені дослідження дозволили розробити загальні положення щодо підвищення якості робочих поверхонь металорізального інструменту (МІ) в залежності від вимог експлуатації. Вживаючи запропоновану методику вирішення задачі спрямованого вибору технології підвищення якості робочих поверхонь МІ, можна вирішувати як пряму, та і зворотну задачу – визначати знос, виражений реальною шорсткістю поверхні, по відомій роботі тертя, і навпаки – по відомому зносу, вираженого існуючою шорсткістю поверхні, передбачати потрібну для цього роботу тертя, тобто час потрібний для виконання цієї роботи. В свою чергу, знаючи час досягнення певної величини зносу МІ, з’являється можливість для раціональної його експлуатації, вчасно призначати час для переточування і зміцнення не дозволяючи настання катастрофічного зносу. Використовуючи запропоновану математичну модель (1-6), з'являється можливість достовірно прогнозувати величину зносу робочих поверхонь МІ сформованих тим чи іншим способом. При цьому константи рівняння зношування (енергія активації процесу зношування (ЕА) і максимально допустимий знос, (ΔRamax) є критерії для вибору найбільш раціональної технології підвищення якості інструменту. Знаючи величину зношування за певний час, а також величину витрат на виконання тієї чи іншої технології, ми вибираємо необхідну технологію підвищення якості МІ.

Посилання

1. Carlson, T.E., Strand F. (1992). A statistical model for prediction of tool life as a basis for economical optimization of the cutting process, Annals of CIRP 41/1, pp. 79-82.
2. Ding, F., He., Z. (2011) Cutting tool wear monitoring for reliability analysis using proportional hazards model, International Journal of Advanced Manufacturing Technology 57, pp. 565-574.
3. Ivanov, V., Dehtiarov, I., Denysenko, Y., Malovana, N., and Martynova, N. (2018). Experimental diagnostic research of fixture. Diagnostyka, 19(3), pp.3-9. https://doi.org/10.29354/diag/92293.
4. Ivanov, V., Dehtiarov, I., Pavlenko, I., Kosov, M., Hatala, M. (2020). Technological Assurance and Features of Fork-Type Parts Machining. In: Ivanov, V., et al. Advances in Design, Simulation and Manufacturing II. DSMIE 2019. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-22365-6_12
5. Klim, Z., Ennajimi, E., Balazinski, M., Fortin, C. (1996). Cutting tool reliability analysis for variable feed milling of 17-4PH stainless steel, Wear 195, pp. 206-213.
6. Korobov Yu.M., Preis H. A. (1976). Elektromekhanichnyi znos pry terti i rizanni metaliv [Electromechanical wear during friction and cutting of metals]. – Kyiv: Tekhnika. – 200 s. [in Ukrainian]
7. Kotliar, Y. Basova, V. Ivanov, O. Murzabulatova, S. Vasyltsova, M. Litvynenko, and O. Zinchenko (2020). Ensuring the economic efficiency of enterprises by multi-criteria selection of the optimal manufacturingprocess. Managementand Production Engineering Review, 11, No. 1: 52.
8. Pylypaka, S., Volina, T., Mukvich, M., Efremova, G., Kozlova, O. (2020). Gravitational Relief with Spiral Gutters, Formed by the Screw Movement of the Sinusoid. In: Ivanov, V., Pavlenko, I., Liaposhchenko, O., Machado, J., Edl, M. (eds) Advances in Design, Simulation and Manufacturing III. DSMIE 2020. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-50491-5_7.
9. Sakharov, G.N., Ilinykh, V., Konyukhov, Yu, V. (1990). Improvement of fastening elements in an assembled cutting tool, Soviet engineering research, 10/11, pp. 102-103.
10. Tarelnyk V.B., Konoplianchenko Ye. V., Martsynkovskyi V.S. ta in. (2011). Pidvyshchennia stiikosti rizalnoho instrumentu tekhnolohichnymy metodamy: navch. posibnyk [Increasing the durability of cutting tools using technological methods: a training manual] Pid redaktsiieiu profesora Tarelnyka V.B. – Sumy: Universytetska knyha. – 189 s.
11. Wang, K.-S., Lin, W.-S., Hsu, F.-S. (2001). A New Approach for Determining the Reliability of a Cutting Tool, International Journal of Advanced Manufacturing Technology 17, pp. 705-709.
12. Zatulenko A. S., Zaiets S.S. (2018). Vplyv protsesu znoshuvannia rizalnoho instrumentu na tochnist mekhanichnoi obrobky [The impact of the cutting tool wear process on machining accuracy]. – XI vseukrainska naukovo-praktychna konferentsiia studentiv ta aspirantiv «POHLIaD U MAIBUTNIe PRYLADOBUDUVANNIa», 15-16 travnia 2018 roku, KPI im. Ihoria Sikorskoho, m. Kyiv, Ukraina. [in Ukrainian].