Приходько В.П., канд.техн.наук, Гурін Д.Г., магістрант
НТУ України "Київський політехнічний інститут", м. Київ
ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ТА ОЦІНКА СТАТИСТИЧНИХ ДАНИХ, ЩОДО ТОЧНОСТІ ОБРОБКИ

За останні 25- 30 років відбувся значний  розвиток конструкцій верстатів з ЧПУ, що безумовно привело до підвищення точності оброблення. У той же час за цей період джерела статистичних даних, зокрема довідникові дані по точності обробки оновлювались мало і в розрахунках прогнозної точності технологічних процесів, у тому числі при виконанні розмірного моделювання, продовжують використовуватись дані для технологічних оброблювальних систем (ТОС) сімдесятих - восьмидесятих років минулого сторіччя [1,2,3,4,5].  Використання застарілих довідкових даних без відповідного їх коригування та адаптації до сучасних умов оброблення може бути причиною суттєвих відхилень прогнозних показників від реальних значень.

У зв’язку з цим, проведення порівняльного аналізу статистичних даних, щодо точності оброблення,  різних часових періодів, для оцінки та обґрунтування можливості та умов їх використання є актуальним завданням для підвищення якості прогнозування точності обробки.

Для вирішення цієї проблеми та з метою кількісної оцінки зростання показників точності обробки було проведено порівняння відповідних статистичних даних з різних, у тому числі за часом їх публікації, джерел інформації [1,2,3,4,5,6], для різних видів обробки та для певних діапазонів розмірів. Це дає змогу показати наочно та визначити характер змін.

У більшості наукових видань, що стосуються виконання розмірного аналізу та прогнозування точності технологічних процесів приводяться дані з посиланням на довідник [2], що і розглядався як основне джерело. Для оцінки змін показників точності – величин полів розсіювання, що характеризують середню економічну точність методу оброблення розраховувались  коефіцієнти зростання точності для кожного інтервалу розмірів та методу обробки.

Розрахунок коефіцієнтів виконувався на основі  матриці значень  та ’, яка визначається множиною методів обробки О={Oi} та множиною інтервалів розмірів P={Pj}

О\P

P1

P2

…

Pj

О1

…

О2

…

…

…

…

…

…

Оi

…

 

Де  –величина поля розсіювання, що характеризує середню економічну точність методу обробки Оi для значення інтервалу лінійних розмірів Рj.

Коефіцієнт зростання точності для кожного інтервалу розмірів та методу обробки визначається як відношення відповідних величин.

-дані з довідника[2], - дані з довідника[6]

З отриманих даних були розраховані середні значення коефіцієнтів, дисперсії, середньо квадратичні відхилення та величини розсіювання коефіцієнтів для кожного методу обробки.

Середнє значення коефіцієнта визначалось:

Дисперсія і середньоквадратичне відхилення коефіцієнтів визначались:

де   - середнє арифметичне значення досліджуваної вибірки випадкових величин  ;   - оцінка теоретичної дисперсії;   об’єм вибірки або кількість значень. Графічне представлення результатів порівняння параметрів точності з різних джерел представлено на рис.1 для чорнового точіння.

Рис. 1. Оцінки точності обробки для  лінійних розмірів при чорновому точінні на основі довідкових даних за період від 1979 по 2013.

Значення коефіцієнтів зростання точності по приведених видах обробки

                                                                                                         Таблиця 1

Вид обробки

Середнє значення

зростання точності,

Середньоквадратичне

 відхилення коефіцієнта,

Величина розсіювання коефіцієнта, 6

Точіння чорнове

4,42

0,16

0,96

Точіння чистове

3,8

0,17

1,02

Точіння алмазне

2,16

0,12

0,72

Шліфування попереднє

2,78

0,07

0,42

Шліфування чистове

3,7

0,11

0,66

Притирка

2,01

0,22

1,32

Свердління попереднє

1,04

0,05

0,30

Свердління чистове

1,25

0,11

0,66

Розгортання попереднє

1,04

0,03

0,18

Розгортання чистове

1,33

0,05

0,30

Протягування

2,53

0,21

1,26

Фрезерування чорнове

4,97

0,18

1,08

Фрезерування чистове

3,51

0,19

1,14

Висновки.

1.                 Отримані результатами свідчать про те, що показники середньої економічної точності для різних видів обробки змінюються в різних межах. Найбільше зростання точності спостерігається при чорновому фрезеруванні та точінні, а найменше - при розгортанні та свердлінні.

2.                 Порівняльний аналіз статистичних даних свідчить про суттєве, в 3,5- 5 разів, зростання точності оброблення при фрезеруванні та точінні, за останні 25-30 років. Таке зростання є результатом підвищення жорсткості та кінематичної точності сучасних технологічних оброблювальних систем (ТОС) на основі верстатів з ЧПУ.

3.                 Відсутність значимої зміни точності оброблення при свердлінні та розгортанні є наслідком незначного впливу на точність властивостей ТОС.   

4.                 Значна відмінність в оцінках точності оброблення, що приводяться в старих і нових джерелах вказує на необхідність врахування стану ТОС і , при необхідності, відповідного коригування довідкових даних. 

Література:

1.     Erik Oberg, Franklin Jones, Machinery's Handbook 21th ,  Hardcover, 1979, 2704 p.

2.     Косиловоа А.Г., Мещерякова Р.П., Справочник технолога-машиностроителя Том 1,Москва, "Машиностроение", 1986, -912с.

3.     John P. Tanner, Marcel Dekker, Manufacturing Engineering, New York, 1991, 424 Pages.

4.     Drake, Paul J. Jr., Dimensioning and Tolerancing Handbook, McGraw-Hill, New York, 1999, 704 pages.

5.     А.А. Маталин, Технология машиностроения:Учебник для вузов, Ленинград, Изд-во "Машиностроение", 1985.

6.     K G Swift; J D Booker , Manufacturing process selection handbook, Oxford : Butterworth-Heinemann, 2013, 512 p.