Анализ данных при выборе оптимальной конструкции фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов

Решетневские чтения

УДК 621.9.2

А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов, Д. А. Рынков, К. Б. Тюменцев, А. С. Дудин Братский государственный университет, Россия, Братск

АНАЛИЗ ДАННЫХ ПРИ ВЫБОРЕ ОПТИМАЛЬНОЙ КОНСТРУКЦИИ ФРЕЗЕРНОГО ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Представлена методика сравнительного анализа сборных конструкций фрезерного инструмента для обработки композиционных материалов, позволяющая определять оптимальную конструкцию инструмента при задаваемых условиях производства.

Рациональный выбор конструкции режущего инструмента в зависимости от задаваемых производственных условий является актуальной проблемой в промышленности, особенно при обработке композиционных материалов, которые находят все большее применение в различных отраслях промышленности.

Использование эффективных конструкций фрезерных инструментов позволяет повысить производительность обработки, получить поверхности, которые невозможно выполнить другими режущими инструментами, а также снизить себестоимость обработанного изделия.

В современной промышленности широкое распространение получили сборные конструкции фрезерного инструмента. В них используются режущие элементы из быстрорежущих сталей, твердых сплавов и сверхтвердых материалов, что позволяет повысить работоспособность режущего инструмента, его износостойкость, а также рационально использовать инструментальные материалы.

В связи с этим выбор конструкции режущего инструмента, оптимальной для заданных параметров производства, является актуальной проблемой для современного производства.

Для определения оптимальной конструкции фрезерного сборного инструмента используются методы, основанные на выявлении критериев, наиболее значимых для производства в каждом конкретном случае. Обозначим эти критерии через Ка конструкции, которые оцениваются, через Х

Выделим множество критериев через К1, К2, К3, ..., Кк, где к - количество критериев, по которым производится анализ конструкции режущего инструмента.

Каждый из критериев имеет ряд параметров Х1, ?2, Ь, ..., т влияющих на его значение.

Влияние этих параметров выражается в виде математической зависимости

к = г

Множество сравниваемых конструктивных решений фрезерного инструмента представим в виде Х1, Х2, Х3, ..., Хп, где п - количество режущего инструмента, имеющегося в распоряжении предприятия.

Критерии, присущие каждой конструкции, выразим в виде матрицы смежности

М (а) =

К, К2 Кз . .. Кк

Х, а11 а12 а13 . .. а1к

Х 2 а21 а22 а23 . .. а2к

Х3 а31 а32 азз . .. азк

Х а, а 2

п п1 п 2

Элементы матрицы принимают количественные значения показателей, по которым оценивается соответствующий критерий, либо значение «0».

Далее, по матрицам смежности, рассчитывается итерированная значимость первого и второго порядка и весовой критериальный коэффициент для каждой конструкции [1].

Итерированная значимость первого порядка для каждой г-й конструкции определяется по формуле

Итерированная значимость второго порядка рассчитывается с учетом значимости первого порядка каждого рассматриваемого варианта

а:=±ч  а].

Весовой критериальный коэффициент рассчитывается для каждой фрезы по формуле:

Ч: =

п

Ъа:

1=1

Математические методы моделирования, управления и анализа данных

Наибольшее значение весового критериального коэффициента свидетельствует о большей рациональности применения конструкции при данных условиях производства.

Расчет по представленной методике производится в программе для определения оптимальной конструкции фрезерного инструмента, разработанной на кафедре «Технология машиностроения» Братского государственного университета. В программе реализована возможность создания базы данных режущих инструментов, имеющихся в распоряжении предприятия [2], и проведение сравнительного анализа конструкций при заданных условиях.

Преимуществом методики сравнительного анализа по представленным критериям является возможность выявления оптимальной конструкции сборного фрезерного инструмента, учитывая тип производства, экономический аспект при по-

лучении заданного качества обработки и зависимость конечного результата от того, какие параметры являются наиболее значимыми при производстве в каждом конкретном случае.

Библиографический список

1. Янюшкин, А. С. Совершенствование технологических процессов машиностроительных производств : моногр. / А. С. Янюшкин, Д. В. Лобанов, В. А.Торопов и др. Братск : Брат. гос. ун-т, 2006.

2. Янюшкин, А. С. Программные продукты для автоматизации подготовки инструментального производства на предприятиях / А. С. Янюш-кин, Д. В. Лобанов, Д. А. Рычков // Научно-техническое творчество молодых : Ползунов. альм. Вып. 4. Барнаул : Алтайс. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова, 2008.

A. S. Yanyushkin, D. V. Lobanov, D. A. Rychkov, K. B. Tyumencev, A. S. Dudin Bratsk State University, Russia, Bratsk

THE ANALYSIS OF THE DATUM AT A SELECTION OF AN OPTIMUM DESIGN OF THE MILLING TOOL FOR PROCESSING OF COMPOSITE MATERIALS

In the article the technique of the comparative analysis of modular designs of the milling tool for processing of the composite materials is presented, allowing to define an optimum design of the tool at set conditions ofpro-duction.

© Янюшкин А. С., Лобанов Д. В., Рычков Д. А., Тюменцев К. Б., Дудин А. С., 2009