РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ ОЗО
2. 1. Параметричне представлення технологічного процесу ОЗО
Підвищити ефективність поліграфічного виробництва можливо не тільки за рахунок застосування нових матеріалів (фарб, паперу, лаків і т. п.), розробки і удосконалення конструкцій друкарських машин, окремих їх пристроїв і вузлів, але й розробляючи чи удосконалюючи нові технологічні рішення щодо виготовлення деталей поліграфічного обладнання та продовжуючи термін їх експлуатації, зокрема, за рахунок відновлення параметрів. Важлива роль в цьому відводиться фінішним процесам обробки поверхні, таким як ОЗО.
Автором розроблено параметричну технологічну систему, в якій встановлюється взаємний зв'язок між технологічними факторами ОЗО, характеристиками якості поверхні й поверхневого шару деталей, їх експлуатаційними властивостями та експлуатаційними характеристиками обладнання, а також виділено та систематизовано фактори та параметри названих об'єктів (рис. 2. 1).
До технологічних факторів ОЗО належать зусилля деформуючого вдавлювання інструменту (Р), радіус деформуючого інструменту (Rg), кількість обертів шпинделя верстата (nш), кількість обертів автономного електроприводу (nа.е.), ексцентриситет деформуючого інструменту (е), подача заготовки або деформуючого інструменту (S), кількість деформуючих інструментів (K), кількість подвійних ходів інструменту (n п.х.).
Якість поверхонь деталей з регулярним мікрорельєфом характеризується такими параметрами: відносна площа, що її займають регулярні нерівності (Fн), глибина (h), ширина (b) і висота напливів (hH) регулярної нерівності, питомий об'єм нерівності (Vк), кут сітки (?), кут напрямку (?) нерівностей, крок по вісі (So) та по колу (Sк) нерівностей, амплітуда безперервної регулярної нерівності (А), висота елемента (R), кількість елементів на 1 мм2 площі (N), відносна площа опирання (Тр), де р - значення рівня перетину поверхні, кути напрямку
Рис. 2. 1. Параметричне зображення технологічного процесу ОЗО.
розташування нерівності (?, ?), радіус закруглення заглибин (r) та виступів (r1), залишкові напруги (?), мікротвердість (H?), глибина наклепу (Ннакл.), фазово-структурний стан (Фс), коефіцієнт перекриття (Kn).
Вказані технологічні фактори впливають на якість поверхні та поверхневого шару деталей поліграфічного обладнання, цим самим визначаючи їх експлуатаційні властивості: зносостійкість (Zзн), маслоємність (Zм), герметичність (Zгерм.), довговічність (Zд), надійність (Zн), термін служби (Zт.с.), корозійну стійкість (Zк.с.), коефіцієнт тертя (Zт), час припрацювання (Zпр.) та ін.
В залежності від технологічних факторів ОЗО, параметрів якості поверхні й поверхневого шару деталей, експлуатаційних властивостей кожної окремої деталі поліграфічне обладнання характеризується такими параметрами: точністю позиціювання (Sт.п.), герметичністю вузлів (Sгерм.), міцністю нерухомих з'єднань (Sміцн.), терміном служби (Sтерм.), довговічністю (Sд), контактною жорсткістю (Sк.ж), надійністю роботи без відмов (Sн), а також продуктивністю (Sпрод.).
Таким чином, технологічні процеси ОЗО деталей поліграфічного обладнання представлено у вигляді технологічної системи, де технологічні фактори ОЗО виступають у якості вхідних параметрів, характеристики якості поверхні і поверхневого шару деталей та експлуатаційні властивості деталей - проміжних параметрів, а експлуатаційні характеристики поліграфічного обладнання - вихідних параметрів.
2. 2. Об'єкти дослідження математичними моделями
Базуючись на статистичному підході, параметри якості поверхні й поверхневого шару, експлуатаційні властивості деталей обладнання, а також експлуатаційні характеристики обладнання можуть бути визначені за рахунок реалізації технологічної системи, яка передбачає побудову математичних моделей, що пов'язують технологічні фактори, параметри якості деталей, їх експлуатаційні властивості та експлуатаційні характеристики обладнання.
Автором запропоновано розподілити математичні моделі на шість класів (рис. 2. 2).
Рис. 2. 2. Шість класів математичних моделей
відповідно до вхідних і вихідних параметрів.
Розглянемо шість класів математичних моделей, які необхідні для комплексного дослідження технологічних процесів ОЗО, і котрі відрізняються наборами вхідних і вихідних даних.
Перший клас математичних моделей (рис. 2. 2) може бути представлений у вигляді математичної моделі, в якій в якості вхідних параметрів слугують параметри технологічного процесу обробки (зусилля деформуючого вдавлювання інструменту (Р), радіус деформуючого інструменту (Rg), кількість обертів шпинделя верстата (nш), кількість обертів автономного електроприводу (nа.е.), ексцентриситет деформуючого інструменту (е), подача заготовки або деформуючого інструменту (S), кількість деформуючих інструментів (K), кількість подвійних ходів інструменту (n п.х.) і т.ін.).
Вихідними параметрами математичних моделей даного класу є параметри якості поверхні і поверхневого шару поверхонь після ОЗО: відносна площа, що її займають регулярні нерівності (Fн), глибина (h), ширина (b) і висота напливів (hH) регулярної нерівності, питомий об'єм нерівності (Vк), кут сітки (?), кут напрямку (?) нерівностей, крок по вісі (So) та по колу (Sк) нерівностей, амплітуда безперервної регулярної нерівності (А), висота елемента (R), кількість елементів на 1 мм2 площі (N), відносна площа опирання (Тр), де р - значення рівня перетину поверхні, кути напрямку розташування нерівності (?, ?), радіус закруглення заглибин (r) та виступів (r1), залишкові напруги (?), мікротвердість (H?), глибина наклепу (Ннакл.), фазово-структурний стан (Фс), коефіцієнт перекриття (Kn).
Для другого класу математичних моделей при тих же вхідних параметрах, що і для першого класу, вихідними характеристиками є експлуатаційні властивості деталей поліграфічного обладнання (зносостійкість (Zзн), маслоємність (Zм), герметичність (Zгерм.), довговічність (Zд), надійність (Zн), термін служби (Zт.с.