ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗСІЮВАННЯ ВЕЛИЧИН ПОДАЧ ТОКАРНИХ ВЕРСТАТІВ В ІМОВІРНІСНОМУ АСПЕКТІ
DOI:
https://doi.org/10.35546/kntu2078-4481.2022.4.2Ключові слова:
дисперсія розсіювання, кінематичний ланцюг, усічений нормальний закон розподілу, крива розподілу, точність переміщенняАнотація
В роботі проаналізовано праці з тематики дослідження розсіювання подач на верстатах. Встановлено значну кількість окремих досліджень з даної тематики, як по токарних так і верстатах іншого технологічного призначення, зокрема свердлильних і фрезерних. Більшість з цих робіт базуються на вивченні розсіювання величини подачі лише одного окремого верстата. Однією із тенденцій публікацій в даній області є застосування ймовірнісно-статистичних методів. Проведено аналіз причин виникнення розсіювання величини подачі токарних верстатів. Запропоновано методику провеення експериментальних досліджень, на основі якої проведено вимірювання величин подач більше 20 токарних верстатів різного типорозміру від 16Б04П до 16К25, а також точності (нормальної та підвищеної). Проводили 100-120 вимірювань на різних кінематичних ланцюгах усіх верстатів. У роботі подано результати вимірювань дев’яти кінематичних ланцюгів чотирьох верстатів. Здійснено опрацювання результатів вимірювань на основі теорії ймовірностей та математичної статистики. Для цього знайдено характеристики розсіювання величини подачі – середнє значення, дисперсію та середнє квадратичне відхилення. За критерієм Гребса, відкидали значення, які різко виділялись (грубі похибки). Висловлено припущення та за критеріями Колмогорова і Пірсона доведено, що величина подач токарних верстатів на кожному із досліджуваних кінематичних ланцюгів підкоряється усіченому ліворуч нормальному закону розподілу із розсіюванням ±3σ. Подано гістограми, полігони розподілу, а також криві нормального розподілу величин подач. Дана робота може бути основою для дослідження впливу величини подачі (її стохастичності) на такі параметри процесу різання, як силові характеристики, як одним із розглядуваних причин виникнення вібрацій в процесі різання, а також для розроблення комп’ютерних програм з вивчення стохастичності процесу різання.
Посилання
Bohdanova, L.M., Vasilyeva, L.V., Guzenko, D.E., Kolodyazhny, V. M. A Software system to solve the multi-criteria optimization problem with stochastic constraints, Cybern Syst Anal 54, (2018) 1013-1018, doi:10.1007/s10559-018-0104-2
A. F. Torres, F. B. Rocha, F. A. Almeida, J. H. F. Gomes, A. P. Paiva and P. P. Balestrassi, Multivariate Stochastic Optimization Approach Applied in a Flux-Cored Arc Welding Process, in IEEE Access, 8 (2020) 61267-61276, doi: 10.1109/ACCESS.2020.2983566.
A.F. Torres, F.A. de Almeida, A.P. de Paiva, J.R. Ferreira, P.P. Balestrassi & P. Henrique da Silva Campos Impact of stochastic industrial variables on the cost optimization of AISI 52100 hardened-steel turning process. Int J Adv Manuf Technol 104 (2019) 4331–4340, doi:10.1007/s00170-019-04273-1
G. Fodor, H.T. Sykora, D. Bachrathy Stochastic modeling of the cutting force in turning processes. Int J Adv Manuf Technol 111, (2020) 213-226, doi:10.1007/s00170-020-05877-8
Xuewei Zhang, Tianbiao Yu, Ji Zhao An analytical approach on stochastic model for cutting force prediction in milling ceramic matrix composites, International Journal of Mechanical Sciences, 168 (2020) 105314, doi:10.1016/j.ijmecsci.2019.105314
Xuewei Zhang, Tianbiao Yu, Pengfei Xu, Ji Zhao In-process stochastic tool wear identification and its application to the improved cutting force modeling of micro milling, Mechanical Systems and Signal Processing, 164 (2022), 108233, doi:10.1016/j.ymssp.2021.108233
Зубрецька Н.А. Нейронечітке управління точністю та стабільністю технологічних процесів механічної обробки деталей / Н. А. Зубрецька // Східно-Європейський журнал передових технологій, 2013 – № 3(63). – С. 49-53
Громовий, О. А. Шляхи удосконалення процесу обробки плоских поверхонь деталей фрезеруванням / Громовий, О. А., Виговський, Г. М., Балицька, Н. О. // Технічна інженерія, 2(86), 2020, С. 48–53.
Залога В. О. Динамічне управління коливаннями при точінні / В.О. Залога, Д. В. Криворучко, Ю. В. Шаповал, К. А. Дрофа. // Mechanics and Advanced Technologies. – 2017. – № 79. – С. 100–107
Залога В. О. Підвищення стабільності процесу різання шляхом зміни швидкості різання в процесі обробки / В. О. Залога, Р. М. Зінченко, Ю. В. Шаповал // Високі технології в машинобудуванні : збірник наукових праць. – Х. : НТУ «ХПІ», 2014. – Вип. 1 (24). – С. 59-70.
Шаповал Ю.В. Підвищення ефективності оброблення деталей на токарних верстатах шляхом керування динамікою процесу з високими частотами обертання шпинделя: автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.03.01. Житомир, 2018. 24 с.
Маслов А.Р. Диагностирование и контроль технологических систем в машиностроении: сб. материалов / сост. и ред. А.Р. Маслов. М.: Издательство «ИТО», 2008. 240 с.
Гордєєв О. Ф. Вібродіагностика верстата з використанням мереж Байєса / О. Ф. Гордєєв, Р. М. Полінкевич, Н. Т. Зубовецька, Т. І. Четвержук // Наукові нотатки. – 2013. – Вип. 40. – С. 62-69.
Шевченко В. В. Система діагностики працездатності різального інструменту на верстатах із ЧПК / Шевченко В.В,, Заєць С.С., Богачов Є.В., Коробцов Є.І. // Вчені записки Таврійського національного університету імені ВІ Вернадського. Серія: Технічні науки. – 2018. – №. 29 (68), № 2. – С. 198-202.
Гордєєв О. Ф. Безразборная диагностика стыков металлорежущих станков на основе самоподобия деформаций/ Гордєєв О. Ф., Четвержук Т. І. //Прогресивні технології і системи машинобудування. – 2014. – №. 1. – С. 99-105.
Перетяка Н. О. Аналіз даних теплового контролю шпиндельних опор настільного токарно-гвинторізного верстата/ Перетяка Н. О., Перетяка Н. А. //Вісник Вінницького політехнічного інституту– 2019 – № 2: С. 91-98.
Шевченко, О. В. Підвищення точності обробки на токарних автоматизованих верстатах шляхом мікрорегулювання положення різця / О. В. Шевченко, Т. Г. Гримуд // Вісник НТУУ «КПІ». Машинобудування : збірник наукових праць. – 2010. – № 59. – С. 59–64.
Кривий П.Д. Метод оцінювання статичної точності кінематичних ланцюгів подач консольних фрезерних верстатів / П. Д. Кривий, В. Р. Кобельник, В. В. Крупа, Н. М. Тимошенко // Прогресивні технології в машинобудуванні : збірник наукових праць, Львів-Плай. – Львів, 2020. – С. 103–105.
Кривий П. Вплив випадковості подачі на висоту мікронерівностей поверхні при її точінні або розточуванні / П. Кривий, Н. Тимошенко, М. Шарик, В. Крупа // Львів : Машинознавство. – 2013. – № 9-10 (195-196). – С. 76-83.
Крупа В. В. Металорізальні інструменти з асиметричним розміщенням лез для оброблення глибоких отворів циліндрів : дис. канд. техн. наук, спец. 05.03.01 / Крупа Володимир Васильович – Тернопіль, 2015. – 185 с.
Кобельник В.Р. Методика дослідження кінематичної точності механізму подач вертикально-свердлильних верстатів, на прикладі моделі 2Н118 / Кобельник В.Р. Кривий П.Д. // Процеси механічної обробки в машинобудуванні : зб. наукових праць. Житомир : ЖДТУ, 2010 . – Вип. 8. С. 99-108.
Кобельник В. Р. Підвищення ефективності процесу свердління наскрізних отворів регулюванням подачі: дис….. канд. техн. наук, спец. 05.03.01 / Кобельник Володимир Романович – Тернопіль, 2013. – 168 с.
Дубина С. Я. Дослідження точності кінематичних ланцюгів подач фрезерних верстатів загального призначення : кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю «133 – галузеве машинобудування» / С. Я. Дубина. – Тернопіль : ТНТУ, 2020. – 82 с.
Кобельник В.Р. Використання методу ітерацій для дослідження точності подач металорізальних верстатів/Кобельник В.Р, Крупа В.В., Тимошенко Н.М. // Машинобудування очима молодих: прогресивні ідеї – наука – виробництво: тези допов. – Краматорськ: ДДМА, 2018. С. 78-80.
Кривий П. Д. Уточнений метод апріорно-емпіричних функцій визначення закону розподілу та його характеристик на основі малої вибірки / П. Д. Кривий, Н. М. Тимошенко, В. О. Дзюра, В. Р. Кобельник // Фундаментальні та прикладні проблеми сучасних технологій: тези допов. 14-15 травня 2020 року. – Тернопіль, ТНТУ – 2020. – С. 132–133.
Кривий П.Д. Методика визначення впливу подачі на силу різання при розточуванні та зенкеруванні з використанням теорії малої вибірки / Кривий П.Д., Крупа В.В. // Матеріали Всеукраїнської науково-технічної конфе-
ренції «Прогресивні технології у машинобудуванні». Львів : В-во Львівської політехніки, 2016. С. 35-36.
Лоєв В. Ю. Вплив нерівномірності подач та обертів шпинделя на процеси лезової обробки деталі / Лоєв В. Ю., Отаманський В. В. // Всеукраїнська науково-практична on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів : тези допов. Житомир, ЖДТУ – 2014. – С. 157-158.
Stepchyn Y. Decrease of surfaces roughness for parts processed with edge tool by improvement of the lathe working components uniform feed / Yaroslav Stepchyn, Valentyn Otamanskyi // Scientific Journal of TNTU. – Tern. : TNTU, 2017. – Vol 88. – No 4. – P. 119–128.
Отаманський, В. В. Покращення шорсткості поверхонь деталей, оброблених лезовим інструментом шляхом підвищення рівномірності подачі супорту (столу) / Отаманський, В. В., Ковальчук В. С. // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2017. С. 10-11.
Отаманський, В. В. Математичні моделі впливу нерівномірності подачі на шорсткість поверхонь деталей, оброблених лезовим інструментом // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2016. С. 26-27.
Kryvyi, P., Dzyura, V., Tymoshenko, N., Maruschak, P., Nugaras, J., & Prentkovskis, O. (2018). Probabilitystatistical estimation method of feed influence on as-turned finish of steels and non-ferrous metals. Metals, 8(11), 965. https://doi.org/10.3390/met8110965
V. Krupa, N. Tymoshenko, V. Kobelnyk, I. Petrechko, Probability-statistical estimation method of feed influence on the tangential cutting force under turning, Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 114/1 (2022) 22-31. DOI: https://doi.org/10.5604/01.3001.0016.1480
Кривий П. Д. Конструкторсько-технологічні передумови підвищення якості оброблення глибоких отворів тонкостінних циліндрів / Кривий П. Д., Крупа В. В., Продан В. І. // Вісник ТДТУ. – 2010. – Том 15. – № 1. – С. 147-156.
Крупа В. В. Визначення конструкторсько-технологічних параметрів багаторізцевих розточних головок з поділом припуску та подачі / Крупа В. // Вісник ТНТУ. – 2011. – Том 16. – № 1. – С. 105-117. – (машинобудування, автоматизація виробництва та процеси механічної обробки).
Кривий П. Д. Конструкторсько-технологічні параметри багаторізцевих розточних головок з радіусними вершинами різців / П. Д. Кривий, В. В. Крупа // Міжвузівський збірник «Наукові нотатки». Луцьк, 2011. – Вип. 33– С. 92-99.
Кривий П. Д. Інструментальне забезпечення процесу розточування глибоких отворів тонкостінних циліндрів / П. Д. Кривий, В. В. Крупа // Машинобудування України очима молодих. Прогресивні ідеї – наука – виробництво : тези допов. ЖДТУ. – 2011. С. 22
Кривий П. Д. Розточувальні інструменти з попарно-асиметричним розміщенням лез для оброблення глибоких циліндричних отворів / П. Д. Кривий, В. Р. Кобельник, В. В. Крупа, В. Г. Яковлєв // Технічні науки та технології. – 2016. – № 2 (4). – С. 28-35.
Кривий П. Д. Підвищення продуктивності процесу і якості плоскої поверхні сформованої комбінаційним торцевим фрезеруванням / Кривий П.Д., Кобельник В.Р., Крупа В.В., Мимрик Н.П. // Вісник Донбаської державної машинобудівної академії : збірник наукових праць. Краматорськ : ДДМА, 2019, – № 3 (47). – С. 199-206.
Лоєв В. Ю. Підвищення ресурсу точності прецизійних металорізальних верстатів шляхом поновлення вихідних нормативних параметрів/ Лоєв, В. Ю.,. Соловйов А. В. // Всеукраїнська науково-практичної on-line конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої дню науки: тези допов. Житомир ЖДТУ, 2016. С. 21.
Вентцель Е. С. Теория вероятностей. / Е. С. Вентцель, Л. А. Овчаров. – М. : Наука, 1969. – 432 c.
Колкер Я. Д. Математический анализ точности механической обработки деталей. / Я. Д. Колкер // Киев : Техника – 1979. – 200 с.
Літнарович Р.М. Побудова і дослідження математичної моделі за джерелами експериментальних даних методами регресійного аналізу: навчальний посібник, МЕГУ, Рівне, 2011. – 140 с.
