НАДЕЖНОСТЬ РЕЗАНИЯ
Надежность является сложным свойством, обусловленным безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Для технологического процесса А.С. Проников ввел определение надежности как его свойство обеспечивать изготовление продукции в заданном объеме, сохраняя во времени установленные требования к ее качеству. С этой точки зрения надежность должна быть привязана к конкретному времени, в течение которого система функционирует нормально. В противном случае надежность как категория теряет свой смысл для анализа и управления процессом резания. Поэтому о надежности процесса резания следует говорить только в определенный, наперед заданный интервал времени.
Надежность процесса резания как технологической системы зависит от надежности составляющих ее элементов: станка, приспособления, инструмента и заготовки (технологической системы) в условиях их взаимодействия. Целесообразно говорить о технологической надежности обработки как надежности, зависящей от технологических управляемых и неуправляемых факторов системы резания: стабильности статической и динамической жесткости элементов технологической системы, физико-механических свойств инструментальных и обрабатываемых материалов, припуска, изнашивания и поломок режущего инструмента и т.д.
Физические основы технологической надежности резания заключаются в нестационарном и случайном характере явлений, протекающих в обрабатываемом и инструментальном материале в процессе резания.[1]
Следует различать два аспекта технологической надежности. Во-первых, надежность собственно процесса резания по стабильности результатов обработки производительности, экономичности, точности, шероховатости обработанной поверхности и физико-механическим свойствам поверхностного слоя детали в течение заданного времени. Во-вторых, надежность работы режущего инструмента как наиболее слабого элемента в технологической системе.
При работе в условиях автоматизированного производства необходимо обеспечить заданную производительность процесса резания с минимальными затратами и высоким уровнем его надежности. Указанные требования находятся в противоречии. Повышение уровня надежности процесса резания снижает экономические показатели: с увеличением вероятности выполнения технологических ограничений съем материала и производительность уменьшаются, а себестоимость обработки повышается до 30 %. Поэтому технологическая надежность тесно связана с экономичностью обработки, а выбор уровня надежности всегдa должен быть обоснован с экономических позиций.
Эффективное решение задачи повышения надежности обработки в условиях автоматизированного производства может быть получено на основе решения новых для теории резания вопросов.
1. Разработка теоретических основ процессов механообработки при работе инструмента с переменными режимами резания за период его стойкости (прогнозирование его работоспособности, динамика и тепло-физика процесса и др.).
2. Комплексная оптимизация конструктивно-геометрических параметров инструмента и режима резания, включая методы многокритериальной и стохастической оптимизации.
3. Разработка научных основ технологической надежности процесса резания для обеспечения стабильных и повышенных показателей производительности, экономичности и качества обработки.
4. Создание физических основ прогнозирования работоспособности и диагностики режущего инструмента в автоматизированном производстве; выявление и исследование информативных диагностических признаков для создания эффективных систем технической диагностики.
5. Внедрение методов повышения износостойкости, прочности и надежности режущего инструмента для автоматизированного производства.
8.1 Диагностика как средство повышения надежности[2]
Надежность любых технических средств, а тем более средств, работающих в автоматизированном или автоматическом режиме, является одним из основных свойств, по которому оценивается целесообразность применения этих средств в производстве. Надежность (по ГОСТ 27.002-83) – свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность состоит из сочетания свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Для количественной характеристики надежности технологического оборудования в настоящее время принято использовать среднюю наработку на отказ (характеризует безотказность) - отношение продолжительности работы восстанавливаемого оборудования к математическому ожиданию числа отказов в течение этой наработки, и коэффициент технического использования(комплексный показатель, характеризующий все свойства надежности) – отношение математического ожидания интервалов времени пребывания в работоспособном состоянии за некоторый период эксплуатации к сумме математических ожиданий интервалов времени пребывания в работоспособном состоянии, простоев, обусловленных техническим обслуживанием, и ремонтов за тот же период эксплуатации.
Функциональный контроль применяют в процессе эксплуатации оборудования, а текстовой контроль, как правило, после изготовления, а также при ремонте. Конечной целью диагностирования является коррекция - устранение дефекта или его последствий. Применительно к автоматизированному производству коррекция означает либо исключение из технологического процесса неисправного элемента (сломанного инструмента, вышедших из строя станка, робота и т.д.), либо в случае его параметрического отказа, когда элемент ГПС работоспособен, но его характеристики изменились, перестройку технологического процесса. Например, в случае зафиксированного размерного износа режущего инструмента должна быть изменена управляющая программа обработки детали с учетом изменения размеров. Парирование дефекта может производиться за счет введения структурной или информационной избыточности (в ГПС заранее вводится резервное, избыточное оборудование- транспортная система, магазины инструмента и т. д.).
С целью повышения работоспособности автоматизированного оборудования, обеспечение заданной размерной точности изготовляемых изделий с достаточно низкой шероховатостью поверхности обработки предусматривается введение устройства диагностирования процесса резания.
Дата добавления: 2015-05-21; просмотров: 1087;