Hybrid technological equipment: on the issue of a rational choice of objects of modernization when carrying out work related to retrofitting a standard machine tool system with an additional concentrated energy source

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 2 2023 55 EQUIPMENT. INSTRUMENTS метрического ряда со знаменателем 1, 26 ϕ = (ГОСТ 9726–89) [87] имеет место многократное перекрытие отдельных размерных диапазонов, достигающих в определенном интервале размеров девятикратной величины, что, безусловно, отражается на эффективности действующего станочного парка. Новый параметрический ряд имеет в два раза меньше членов, определяемых ГОСТ 9726–89, и состоит из станков со следующими значениями основного параметра В: 250; 400; 630(600); 800; 1000 мм. Если построить параметрический ряд на базе действующего, то переход на него может быть осуществлен с незначительными изменениями станкостроительного производства. Новыми являются лишь станки с B = 600 мм, созданные посредством минимальной модернизации существующего стандартного оборудования близких типоразмеров. Сократив, таким образом, номенклатуру выпускаемых и модернизируемых станков, получим возможность повышения серийности их производства и снижения текущих расходов на обслуживание и ремонтные работы, при этом сохраняется гибкость станочного парка. Для того чтобы сделать окончательные выводы об экономической целесообразности и эффективности применения предлагаемого параметрического ряда вместо традиционно используемого ранее, необходимо определить величины приведенных затрат для того и другого варианта. Ранее уже отмечалось, что наряду с основным параметром max i X необходимо оптимизировать и другие основные технические характеристики оборудования. К ним относятся предельные значения частот вращения шпинделя, допустимый на нем крутящий момент и границы использования эффективной мощности. Даже при незначительном изменении структуры параметрического ряда автоматически возникает необходимость изменения указанных выше характеристик. Обоснование технических характеристик на базе моделирования эксплуатационных параметров станочного оборудования с использованием предлагаемой методологии изложено авторами в работах [17, 19, 20, 71, 72, 75, 88]. В качестве эксплуатационных параметров рассматриваются характеристики приводов станка, значения которых зависят от режимов обработки, но при этом находятся в рамках диапазона технических характеристик. Поскольку диаметр режущего инструмента (например, диаметр торцевой фрезы) находится в жесткой взаимосвязи с шириной обрабатываемой заготовки, то подход к решению данной проблемы в своей основе имеет прогноз распределения системы указанных случайных величин. Значения распределений скоростей и сил резания при выполнении станком заданных функций являются исходными данными, которые получены статистическим путем при обработке соответствующей информации. В свою очередь, показатели распределения скоростей режущего инструмента, применяемого для обработки заготовки, и размер подвергаемого обработке изделия могут быть рассчитаны по следующим зависимостям: ln 2 i i a σ = ; max ln ln (ln 3 ) i i i X X = + δ − σ ; 2 exp ln 2 i i i X X ⎧ σ ⎫ ⎨ ⎬ = + ⎩ ⎭, где i σ – среднеквадратичное отклонение случайной величины X; ln i X – среднее значение логарифма случайной величины X; i X – среднее значение величины X. Достаточно наглядно моделируемая система приведена на рис. 9, где она изображена в виде картины распределений. Здесь значения характеристик показаны в логарифмических координатах: по горизонтали отложены частоты вращения шпинделя n, по вертикали – крутящего момента М, а по диагонали – эффективной мощности N. На рис. 9 отображаются линии равных вероятностей выполняемых на станке работ и наносятся оптимальные границы предельных значений моделируемых эксплуатационных характеристик. Они соответствуют крайним максимальным значениям второй производной дифференциальных функций ( ) f y итоговых (результирующих) распределений характеристик y станка: 1 ( ) ( ), q q q f y p f y ω = = ∑

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1