Дисертація присвячена питанням розробки інформаційної технології оцінювання якості підготовки операторів верстатів з числовим програмним керуванням (ЧПК), які є елементами системи «Оператор – Верстат з числовим програмним керуванням – Керуюча програма виготовлення деталі» (ОВКП). Система ОВКП складається з елементів та підсистем – соціальної (оператор верстата з ЧПК), технічної (верстат з ЧПК) та інформаційної підсистеми (керуюча програма виготовлення деталі на верстаті з ЧПК).Для оцінювання діяльності оператора верстата з ЧПК використовуються самооцінки, оцінки експертів, нормовані оцінки галузевого стандарту, які отримуються на основі списку індикаторів професійної компетентності оператора верстата з ЧПК.Ряди самооцінок та оцінок експертів, об'єднуються у Індекс професійної компетентності оператора верстата з ЧПК (ІПК), який стійко фіксує міру єдності/розбалансованості свідомості і соціально-практичної діяльності особистості.Оцінки експертів та нормовані оцінки, сформовані на основі змісту галузевого стандарту об'єднуються у Індекс якості підготовки оператора верстата з ЧПК (ІЯП), який фіксує міру направленої відповідності оцінок фактично створених ним продуктів діяльності та нормативних оцінок-вимог до них.Інформаційна технологія оцінювання якості підготовки операторів верстата з ЧПК та їх відбору згідно вимог Замовника щодо виготовлення деталей на верстаті з ЧПК базується на використанні обґрунтованого переліку діагностичних і математичних методів у взаємодії з формувальними методами, які входять у програмний комплекс. Доведено, що відбір операторів верстатів з ЧПК з використанням методу лінійної згортки значно точніший, якщо проводиться на основі індексних оцінок, при порівнянні з експертними оцінками. Точність відбору операторів верстатів з ЧПК методом лінійної згортки, які підвищили кваліфікаційний розряд формувальними методами державної атестації значно зростає.^UDissertation is concerned with the issues of developing information technology for quality assessment of preparation of computer numerically controlled (CNC) machine operators, who are the parts of the system "Operator – Computer numerically controlled machine – Control program of manufacturing assembly parts". The system mentioned consists of the following elements and subsystems – social (CNC machine operator), technical (CNC machine) and information subsystem (control program for manufacturing assembly parts at CNC machine).To evaluate the work of a CNC machine operator self-assessments, expert assessments, normalized industry standard estimates are used, which are obtained on the basis of a list of indicators applied to a CNC machine operator professional competence.The ranks of self-assessments and expert assessments are combined into the CNC machine operator's professional competency index, which firmly captures the measure of unity / imbalance of consciousness and social and practical activity of an individual.Expert assessments and normalized estimates formed on the basis of the content of the industry standard are combined into the CNC machine operator's quality score, which captures the degree of directional compliance of the assessments of the products actually produced by them and the regulatory assessments-requirements to them.Information technology for assessing the quality of training of CNC machine operators and their selection according to customer requirements for the production at CNC machines is based on the use of a reasonable list of diagnostic and mathematical methods in interaction with the forming methods included in the software complex.It has been proved that the selection of CNC machine operators using the linear convolution method is much more accurate, if carried out on the basis of index estimates, compared with expert estimates. The accuracy of the selection of CNC machine operators by the linear convolution method, who increased the qualification level by forming methods of state certification is significantly increasing.

Уперше запропоновано узагальнений критерій оптимізації технологічних процесів металообробки, який враховує продуктивність та собівартість обробки, а також питоме енергоспоживання верстата. Для технологічного процесу силового шліфування виявлено екстремальну залежність цього критерію від швидкості подачі верстата. Показано, що вплив збурень викликає невизначеність розташування екстремуму цієї залежності, що потребує пошуку оптимального режиму під час обробки. Розроблено метод автоматичного управління рухом подачі, який передбачає, базуючись на результатах випробувальних дій на технологічний процес силового шліфування, визначення поточних значень складових аналітичних залежностей періоду стійкості інструмента та потужності обробки від швидкості подачі і, з використанням одержаної математичної моделі процесу, розрахунок значення цієї швидкості, що відповідає екстремуму критерію оптимізації процесу обробки. Уперше встановлено закономірність в управлінні технологічним процесом фрезерування, яка полягає у тому, що стабілізація потужності різання за умов взаємозв'язаного управління швидкостями робочих рухів верстатів забезпечує більш високу продуктивність обробки, зменшує її собівартість і питоме енергоспоживання верстата у порівнянні з управлінням тільки швидкістю подачі. Здійснено структурний синтез автоматизованої системи управління швидкістю подачі та частотою обертання фрези і запропоновано метод узгодження цих швидкостей з урахуванням технічних і технологічних обмежень. Наведено принцип побудови автоматизованої системи управління швидкістю подачі фрезерних верстатів з числовим програмним керуванням для підтримки потужності обробки у заданих межах і визначено умови стійкості такої системи. Розвинуто методи обчислення коефіцієнта передачі об'єкта управління у процесі обробки для організації параметричного зворотного зв'язку в адаптивних системах стабілізації потужності різання. З'ясовано нову закономірність в управлінні технологічним процесом токарної обробки та доведено, що у разі стабілізації швидкості та потужності різання забезпечується більша продуктивність технологічного процесу обробки поверхонь за умов зміни діаметра та глибини різання, ніж у випадку стабілізації швидкості різання та подачі. Запропоновано принцип побудови автоматизованої системи взаємозв'язаного управління швидкістю подачі та частотою обертання заготовки, яка забезпечує стабілізацію швидкості та потужності різання. Розвинуто методи синтезу параметрів регуляторів у автоматизованих системах управління технологічними процесами металообробки, які стабілізують потужність і швидкість різання, і розрахунку статичних характеристик цих систем.

  Скачати повний текст

Визначено оптимальні місця розташування приладів контролю витрат і тиску бетонної суміші у процесі виготовлення буроін'єкційних паль (БІП). Розроблено нові датчики тиску з урахуванням агресивного та абразивного стану бетонної суміші, встановлено їх працездатність та надійність функціонування. Запропоновано математичні моделі дослідження процесів буріння та бетонування під час виготовлення БІП. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення даного процесу з урахуванням якісних показників БІП. Створено функціональну структуру автоматизованої системи контролю технологічних параметрів під час виготовлення БІП для бурового верстата з електроприводом механізмів. Запропоновано методику вибору технічних засобів автоматизованої системи контролю виготовлення БІП. Вперше застосовано методику багатофакторного планового експерименту для дослідження завадостійкості електронних пристроїв автоматизованої системи контролю до електромагнітних полів, що дозволило підвищити обсяг корисної інформації на базі варіювання всіх факторів.

  Скачати повний текст

Досліджено нові форми аналітичного представлення поверхонь: конгруенцію дотичних площин, двома сім'ями сфер, центри яких належать фокальним конікам. Запропоновано узагальнене аналітичне подання груп мебіусових перетворень та їх композицій, показано зручність подання афінних та ізометричних перетворень у барицентричних координатах. Введено поняття корелятивно-інцидентних перетворень, розглянуто їх застосування у складанні тангенціальних рівнянь поверхні, моделюванні подерних перетворень. Наведено схему Дарбу формоутворення поверхонь з двома сім'ями плоских ліній кривини. Доведено, що математичний апарат точкових перетворень співпадає з точністю до позначень з апаратом загальної аналітичної теорії прикладного формоутворення на базі глобальної параметризації. Розроблено рекомендації щодо впровадження результатів досліджень у галузях формоутворення та розрахунку оболонок, обробки на верстатах з ЧПК, навчальному процесі.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення ефективності виготовлення деталей тилу тіл обертання шляхом вибору найвигіднішого варіанта технологічного процесу з урахуванням конструктивно-технологічних характеристик деталей, величини виробничої партії, а також розширення технологічних можливостей і підвищення продуктивності верстатів. Розроблено систему критеріїв вибору найвигіднішого варіанта технологічного процесу з урахуванням критеріїв інтенсивності формоутворення, інтенсивності маржинального прибутку, постійних витрат, що припадають на виробничу партію деталей, електроємності прибутку й імовірності виконання завдання. Обгрунтовано вибір найбільш раціонального методу багатокритеріальної оптимізації технологічного процесу з урахуванням виробничих умов. Запропоновано спосіб автоматизованого визначення трудомісткості обробки деталей для конкуруючих варіантів технологічного процесу. Розроблено конструкторсько-технологічні методи інтенсифікації обробки, які дозволяють розширити технологічні можливості та підвищити продуктивність металорізальних верстатів. Проведено аналітичні й експериментальні дослідження точності багаторізцевої обробки на токарних верстатах з ЧПК з використанням запропонованого комбінованого різця та багаторізцевого тримача.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання підвищення якості та точності електроерозійної вирізної обробки (ЕЕВО) у водопровідній воді з використанням генераторів уніполярних імпульсів. Визначено закономірності утворення корозійних ушкоджень заготовок у процесі ЕЕВО та обгрунтовано вибір електрохімічного захисту для їх запобігання. Побудовано математичну модель та проведено розрахунки розподілу концентрацій реагуючих речовин поблизу заготовки в процесі обробки. Наведено рекомендації щодо технічного забезпечення катодного захисту, схем встановлення та вибору матеріалу додаткового електрода в робочій ванні верстата.

  Скачати повний текст

Удосконалено статичну діагностичну модель верстата-качалки, що дозволяє підвищити точність отримання динамограм у перерахунку з ватметрограм і тим самим збільшити вірогідність оцінки стану заглибленого насоса штангової глибинно-насосної установки (ШГНУ). Створено динамічну діагностичну модель верстата-качалки, яка враховує моменти інерції зрівноважуючих вантажів верстата-качалки та ротора її привідного електродвигуна, що дозволяє підвищити на 1-5 % точність оцінки стану заглибленого насоса ШГНУ під час її роботи в динамічному режимі. Встановлено взаємозв'язок зміни ковзання ротора електроприводу верстата-качалки від дії навантаження на штангову колону, зумовленого станом заглибленого насоса, на основі якого розроблено метод діагностування ШГНУ за швидкісними характеристиками. Запропоновано непрямий метод визначення маси зрівноважуючих вантажів верстата-качалки, використання якого дозволить підвищити точність перерахунку ватметрограми в динамограму та проводити операції зрівноваження верстата-качалки.

  Скачати повний текст

Здійснено комплексний аналіз процесів у динамічній системі верстата. Виявлено основні віброактивні системи приводу головного руху. Розроблено методологію удосконалення віброакустичних характеристик верстата, що базується на використанні сучасних інформаційних технологій аналізу стохастичних процесів. Обгрунтовано принципово нову методику математичного моделювання віброакустичних процесів у динамічній системі верстата, яка полягає у комплексному застосуванні двох різнорідних математичних моделей: емпіричної та теоретичної. Експериментально визначені спектри описано нелінійною залежністю, яка включає взаємозв'язаний масив коефіцієнтів, що визначаються за спеціальною методикою та є основою для побудови емпіричної математичної моделі верстата. Встановлено основні джерела вібраційних збурень. Запропоновано вдосконалену конструкцію приводу токарного верстата та комплекс рекомендацій щодо зниження віброакустичної активності.

  Скачати повний текст

Запропоновано систему багатокритеріальної оптимізації, яка здійснює вибір оптимальних компоновок верстатних пристроїв з урахуванням їх конструктивно-технологічних характеристик і виробничих умов на підставі множини сформованих конкуруючих варіантів. Вперше запропоновано й обгрунтовано доцільність створення системи універсально-збірних переналагоджувальних пристроїв. Розроблено та запатентовано систему функціональних елементів з високим ступенем гнучкості та надано спосіб беззазорного базування елементів верстатних пристроїв. Встановлено методологію визначення похибок базування заготовок валів в універсально-збірних переналагоджувальних пристроях з урахуванням їх конструктивних параметрів і граничних розмірів заготовок у партії.

  Скачати повний текст

Розроблено методологію оцінки показників динамічної якості верстата з лінійчатим спектром амплітуд розкладу Фур'є радіальної координати контуру обробленої поверхні та зіставлення його з неперервним спектром дисперсій віброприскорень характерних елементів динамічної системи верстата. На підставі розробленої методики створено випробувально - діагностичний комплекс, який здійснює об'єктивну атестацію (експрес-аналіз технічного стану) токарних верстатів за точністю.

  Скачати повний текст

Визначено оптимальні значення основних параметрів виробництва неперервних волокон і ниток з базальтових гірських порід, придатних для текстильної переробки на сучасних автоматичних ткацьких верстатах. Вивчено поводження цих ниток у киплячих розчинах неорганічних кислот і лугів. Показано, що температури полум'яного простору над розплавом і розплаву в зоні відбору впливають на кислотостійкість волокон. Установлено, що тип аніона лужного компонента впливає на інтенсивність травлення базальту.

  Скачати повний текст

Розглянуто теоретичні положення та розроблено методичні рекомендації щодо урахування чинника циклічності у процесі прийняття стратегічних рішень на промисловому підприємстві. Розкрито сутність зовнішнього середовища підприємства, яке формують слабоконтрольовані, динамічні та важкопрогнозовані чинники, що впливають на нього як на систему відкритого типу. Охарактеризовано основні фактори зовнішнього середовища, обгрунтовано необхідність вивчення сукупного впливу чинника циклічності економічної системи та її елементів. Проаналізовано концептуальні положення теорій економічних циклів. Описано економічні цикли різних періодів. У графічному вигляді представлено процес накладання економічних хвиль з різною амплітудою коливання, який утворює спектр етапів економічних і життєвих циклів фаз економічної системи та її елементів. З урахуванням даного процесу розроблено концепцію позиціонування підприємства у спектрі накладання хвиль різної довжини. На підставі вивчення динаміки окремих макроекономічних показників (валого суспільного продукту, темпів зростання продуктивності праці у промисловості, зростання виробництва металоріжучих верстатів) за тривалий період часу визначено фази великої економічної хвилі. З урахуванням розробленої періодизації фаз великої економічної хвилі й аналізу економічних показників хвиль меншої довжини складено підсумкову таблицю, яка відображає сукупний вплив циклічних процесів, що формують зовнішнє середовище підприємства. Виділено функціональні підсистеми підприємства (маркетингу, інновацій, інвестицій, персоналу), найбільш чутливі до впливу чинника циклічності розвитку економічної системи та її елементів. Для візуалізації хвилеподібного розвитку економічної системи та її елементів використано методику векторного аналізу, виявлено дисонансні та резонансні умови діяльності підприємства. На підставі вивчення циклічного руху усіх елементів економічної системи розроблено методику позиціонування підприємства у спектрі хвильових процесів економічної системи через визначені точки перетинання життєвого циклу підприємства, економічного циклу та життєвих циклів інших елементів економічної системи. Для урахування впливу чинника циклічності розвитку економічної системи та її елементів використано метод спектрального аналізу, а для порівняльного дослідження показників її розвитку - метод структурного оцінювання. Розроблено й апробовано методику спектрального аналізу виробничого підприємства.

  Скачати повний текст

Розроблено загальну геометричну модель профілювання зубців нарізного інструменту й аналітичного опису для виготовлення циліндричних зубчастих коліс та інтерактивного комп'ютерного аналізу геометро-кінематичних показників (ГКП) синтезованих передач. Запропоновано геометричну модель, яка дозволяє одержувати узагальнене аналітичне представлення вихідних контурів і поверхонь зубців коліс, нарізного інструменту, а також похідних від нього виразів ГКП циліндричних зубчастих передач на основі апроксимації профілів кривими Без'є третього порядку. На підставі геометричної моделі розроблено методику та програмний комплекс "СИНТЕЗ", який відрізняється мінімальністю стандартизованих вхідних даних про передачу, що проектується, у сукупності з координатами керуючих точок, від яких залежать вирази геометричних моделей і ГКП передачі. Запропоновано використовувати комплекс за двома напрямками - для дослідження передач зі стандартизованим профілем зубця та зберіганням існуючої технології виготовлення та для нових синтезованих передач з застосуванням нетрадиційних методів виготовлення, що базуються на високих інтегрованих технологіях. Результати наукового дослідження впроваджено в ХК "Луганськтепловоз", ДП ВО "Луганський верстатобудівний завод" для проектування циліндричних зубчастих передач приводів і трансмісій і зубонарізного інструменту, а також на кафедрі "Металорізальні верстати та інструменти" Східноукраїнського національного університету ім. В.Даля.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанням розробки дискових обкатних фрез для виготовлення відрізних пил з нерівномірним кроком заданого профілю стружкових канавок та з забезпеченням точності за кроком. На основі загальних положень теорії формоутворення поверхонь обкатними фрезами розроблена теорія проектування обкатних фрез для обробки відрізних пил з нерівномірним кроком у групі. На базі розробленої теорії їх проектування розроблена конструкція обкатної фрези. Досліджені геометричні параметрі різальної частини в процесі роботи обкатної фрези та вплив на них конструктивних параметрів відрізних пил.Викладені результати лабораторно-промислової перевірки результатів дослідження, які спрямовані на перевірку теоретичних залежностей для визначення конструктивних та установочних параметрів при нарізанні пил з нерівномірним кроком заданої точності на зубофрезерному верстаті. Вперше розроблена методика проектування обкатних фрез з нерівномірним кроком, яка знайшла відображення в запропонованій схемі САПР фрез. Лабораторно промислова перевірка результатів досліджень підтвердила результати теоретичних досліджень. Показано, що точність за кроком оброблених відрізних пил перевищує точність в порівнянні зі способами копіювання.^UThe dissertation is devoted to the issues of development the rolling disk shaped milling cutter for machining circular saw blades with variable pitch of a given profile of chip grooves and with a predetermined accuracy of pitch.Based on the general provisions of the theory of shaping surfaces by rolling disk shaped milling cutter, a theory of their design has been developed for machining cut-off saws with an uneven pitch in a group. Based on the developed theory the design of the rolling disk shaped milling cutter has been developed. The geometrical parameters of the cutting part have been investigated in the process of cutting and the influence on them of the design parameters of circular saw blades with variable pitch.The results of laboratory and industrial verification of the research results are presented and aimed at verifying theoretical dependencies to determine the design and installation parameters when cutting teeth with variable pitch of a given accuracy on a gear milling machine. For the first time, a technique of designing round cutters with uneven pitch was developed, which was reflected in the proposed CAD cutter scheme. Laboratory and industrial verification of research results confirmed the results of theoretical studies. It is shown that the accuracy of the machined circular saw blades with variable pitch significantly exceeds the accuracy compared to copying methods.

Розглянуто питання підвищення продуктивності та якості електроерозійного дротяного вирізання (ЕДВ) шляхом зміни гідравлічних і теплофізичних умов у міжелектродному проміжку за рахунок використання як робочої рідини водних розчинів поверхнево-активних речовин. Шляхом теоретичних та експериментальних досліджень виявлено закономірності протікання теплофізичних, газо- та гідродинамічних процесів ЕДВ у середовищі водних розчинів поверхнево-активних речовин, установлено рівень їх впливу на продуктивність та якість обробки. Наведено вимоги та науково-обгрунтовані рекомендації щодо типу та колоїдних властивостей водних розчинів даних речовин. Зазначено, що основні результати досліджень дозволили модернізувати технологічні інструкції до електроерозійних вирізних дротяних верстатів СЕЛД-02.

  Скачати повний текст

В дисертаційній роботі вирішена важлива науково-практична задача підвищення якості токарного оброблення шляхом удосконалення технології прогнозування і гасіння регенеративних коливань. Ця технологія базується на використанні результатів моделювання динамічної взаємодії ТОС з процесом різання з урахуванням обробки за слідом.На відміну від попередніх досліджень методів і засобів гасіння регенеративних коливань, для опису взаємодії пружної ТОС з процесом різання запропоновано застосувати модель відносних коливань інструмента в 3D просторі. В моделі враховано вплив природних зворотних зв'язків між пружною ТОС і процесом різання на зміну глибини, подачі і швидкості різання. Вперше вплив оброблення за слідом введено в модель за двома напрямками - глибиною різання і подачею, що дозволило отримати характеристики просторового руху інструмента відносно заготовки як функцію зміни припуску, безпосередньо пов'язану із керованими параметрами режимів різання.Для вибору форми представлення пружної ТОС, було проведене теоретичне і експериментальне дослідження впливу контактної взаємодії заготовки з інструментом при точінні на формування динамічних характеристик пружної ТОС із використанням динамічної моделі токарного верстата як складної механічної коливальної системи шпиндель-заготовка-супорт з урахуванням контактної взаємодії заготовки з інструментом і описом складових елементів розподіленими моделями. Результати дослідження довели адекватність представлення пружної ТОС в моделі динамічної взаємодії з процесом різання у вигляді одномасової системи із пружними і дисипативними характеристиками, визначеними експериментально.Порівняння результатів моделювання і експериментальних досліджень стосовно змінності значень частот власних коливань пружної ТОС при поздовжній подачі різця, відповідності спектральних характеристик профілограм оброблених поверхонь і вільних коливань елементів ТОС, а також суттєве зменшення шорсткості обробленої поверхні при застосуванні опції SSV на верстаті ST-30 фірми HAAS (USA) з теоретично визначеними параметрами амплітуди і періоду зміни частоти обертання шпинделя, свідчать про адекватність розроблених математичних моделей і ефективність їх застосування для визначення параметрів опції SSV на токарних верстатах з ЧПК.^UThe dissertation solves an important scientific and practical problem of increasing quality of turning by improving prediction and suppression technology of regenerative oscillations. This technology is based on the use of dynamic modeling results of interaction of the TMS with the cutting process, considering machining «by chatter marks».Unlike previous studies of methods and tools for regenerative oscillations suppression, to describe the interaction of elastic TMS and cutting process, it is proposed to apply the model of tool relative oscillations in 3D space. The model takes into account the influence of natural feedback between the elastic TMS and the cutting process on the depth, feed and cutting speed change. For the first time, the effect of machining «by chatter marks» was taken into account in the model in two directions - cutting depth and feed, which allowed obtaining the characteristics of the tool spatial movement relative to the workpiece as a function of stock change, directly related with controlled cutting data.To choose the form of elastic TMS representation, a theoretical and experimental study of workpiece and tool contact interaction during turning on the elastic TMS dynamic characteristics formation. Dynamic model of a lathe is considered as a complex mechanical oscillating system spindle unit-workpiece-carriage taking into account workpiece and tool contact interaction and components definition by distributed models. The results of the study proved the adequacy of the dynamic model of elastic TMS interaction with the cutting process, considered as single-mass system with elastic and dissipative characteristics determined experimentally.Comparison of simulation results and experimental studies on the variability of natural oscillation frequencies of elastic TMS during longitudinal feed of the cutter, correspondence of profile diagrams spectral characteristics of machined surfaces and free oscillations of TMS elements, as well as reduction of surface roughness when using SSV option on HAAS ST-30 (USA) with theoretically determined amplitudes and period spindle speed change period, confirms the adequacy of the developed mathematical models and the effectiveness of their application for SSV parameters determination on CNC lathes.

Висвітлено питання ефективного обгрунтування нововведень у промисловому виробництві за умов глобальних змін у світовій економіці. Розроблено новий напрямок - економічну безпеку території, який грунтується на концепції національної безпеки. Встановлено, що з'ясування протиріч та заканомірностей адаптації науково-технічного процесу та нововведень до умов сучасної технополітики сприятиме ефективній розробці та реалізації економічного механізму подолання технічного відставання регіону. Запропоновано систему інформаційних моделей оцінки інвестиційного проекту впровадження нововведень у верстатобудівному виробництві.

  Скачати повний текст

Зроблено внесок у розвиток векторної моделі формоутворювальної системи лезової обробки, структурні ланки якої складають замкнутий контур. Вперше вирішено способом точного розрахунку траєкторії переміщення інструменту за виконання всіх умов формоутворення, визначених рівнянням твірної складно-профільної поверхні та початковою інструментальною поверхнею, задачу підвищення точності обробки різцями з стандартними ріжучими пластинами циліндрової форми, для яких проекція ріжучої кромки на основну площину - еліпс. Розроблено метод кругової апроксимації траекторії переміщення інструменту. Науково обгрунтовано дослідження механізму формування висоти мікронерівностей поверхонь змінної кривизни в процесі лезової обробки високоміцного чавуну за однакових умов.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження - процес обробки карбон-карбонових заготовок абразивним інструментом на верстаті паралельної структури. Дисертація присвячена вирішенню науково-прикладної задачі підвищення якості розрізання карбон-карбонових композиційних виробів на основі встановлення закономірностей формування поверхневого шару при впливі абразивним інструментом за рахунок забезпечення раціональних умов різання маніпуляційною системою верстата паралельної структури. Розроблено фізичну модель взаємодії та запропоновано математичний опис теплових явищ, які викликають деформацію інструмента. Показано, що надлишок тепла викликатиме різке зростання температури на периферії інструменту та відповідно вестиме до його деформацій, внаслідок чого якість обробки поверхонь погіршується, а ширина різу зросте. Встановлено, що зі збільшенням часу роботи кругом щільність залипання продуктів різання на поверхні кругу зростає, а обсяг видалення речовини при різанні зменшується. Дане зменшення обумовлене пружними деформаціями у верстатній системі, які зростають при зростанні сил різання. Зміна профілю різального круга веде до зменшення продуктивності процесу, зростання пружних деформацій, погіршення якості оброблених заготовок. Доведено, що для підвищення якості обробки необхідно підвищувати жорсткість, забезпечуючи її раціональне значення при зміні стану інструменту. Запропоновано нове технічне рішення верстата на основі механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю, сформульовано його кінематичні залежності та визначено матрицю просторової жорсткості. Встановлено, що запропонованому механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю властива підвищена жорсткість у порівнянні з повнопаралельними механізмами, та показана доцільність його застосування у верстаті для абразивної обробки, що дозволяє не лише підвищити точність різання, а і зменшити пляму контакту і тепловиділення в зоні різання. Експериментальними вимірюванням на розробленій та виготовленій моделі верстата підтверджено, що жорсткість механізму паралельної структури з кінематичною надлишковістю на 16-28% більша у порівнянні з відомими. Показано, що використання запропонованих розробок та методик визначення режимів абразивного різання дозволяє скоротити витрати на обробку на 25-30%.^UThe object of the study is the process of machining of carbon-carbon pieces with abrasive tool on a parallel kinematic machine. The dissertation is dedicated to the solution of the scientific and applied task of improving the quality of cutting of carbon-carbon composite pieces on the basis of the establishment of regularities of the formation of the surface layer under the influence of an abrasive tool due to ensuring rational conditions of abrasive cutting by a manipulative system of a parallel kinematic machine. A physical model of the interaction was developed and a mathematical description of the thermal phenomena that caused deformation of the instrument was proposed. It is established that excess heat will cause a drastic temperature increase on the periphery of the instrument and, accordingly, will lead to its deformation, resulting in a deterioration in the quality of machined surface, and the width of the cutting will increase. It has been established that with increasing time of machining, the density of sticking of cutting products on the surface of the wheel is increasing, and the removal volume of material decreases. This reduction is due to elastic deformations in the technological system, which increases with the growth of cutting forces. Thus, changing the profile of the abrasive wheel leads to a decrease in the productivity of machining, growth of elastic deformations, changes in the quality of the machined surface. It has been proved that in order to overcome these negative phenomena it is necessary to increase the stiffness, ensuring its rational value when the state of the abrasive wheel is being changed. A new technical solution of parallel manipulator with kinematic redundancy was proposed, an analysis of its kinematics was carried out and the spatial stiffness matrix was established. It has been established that the proposed parallel manipulator possesses with increased stiffness as compared to fully parallel manipulators, and the utility of its application for abrasive machining was shown. The proposed machine essentially changes the stiffness characteristics of the technological system, which allows not only to improve the accuracy of cutting, but also reduce the contact spot and heat dissipation in the cutting zone. Measurements on the manufactured model of the machine experimentally confirmed that the stiffness of the proposed parallel manipulator is 16-28% higher as compared to pentapod manipulator. The economic validation has confirmed, that the use of the proposed technical decisions allows to reduce machining costs by 25–30%.

Розроблено математичні залежності для визначення похибки вимірювання, які залежать від впливу відхилень розмірів, форми та розташування шариків і співвісних з ними циліндричних отворів опорного кільця та фланця стакана головки дотику металорізального верстата з числовим програмним управлінням.

  Скачати повний текст