CC BY
27
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
References:
1. Reznikov A.N. Teplofizika protsessov mekhanicheskoi obrabotki materialov [Thermal physics processes of machining materials]. Moscow, Engineering Publ., 1981. 279 p. (Rus.)
2. Yakimov A.V. Optimizatsiia protsessa shlifovaniia [Optimization of the grinding process]. Moscow, Engineering Publ., 1975. 175 p. (Rus.)
3. Silin S.S. Metod podobiia pri rezanii materialov [Similarity method in cutting materials]. Moscow, Engineering Publ., 1979. 152 p. (Rus.)
4. Evseev D.G. Formirovanie svoistv poverkhnostnykh sloev pri abrazivnoi obrabotke [Formation properties of the surface layers with abrasion]. Saratov, Saratov University Publ., 1975. 127 p. (Rus.)
5. Novikov F.V. Povyshenie effektivnosti tekhnologii finishnoi obrabotki detalei par treniia porshne-vykh nasosov. Anotatsii dopovidei Mezh. nauk.-prakt. konf. «Fizicheskie i komp'iuternye tekhnologii» [Improved technology finishing details of pairs a friction piston pumps. Abstracts of Int. Sci.-Pract. Conf. «Physical and computer technology»]. Kharkov, HNPK «FED» Publ., 2007, pp. 8-20. (Rus.)
6. Novikov F.V., Iakimov A.V. Fiziko-matematicheskaia teoriia protsessov obrabotki materialov i tekhnologii mashinostroeniia. T.1. «Mekhanika rezaniia materialov» [Physical and mathematical theory of materials processing and engineering technology. T. 1. «Mecutting mechanics of materials»]. Odessa, ONPU Publ., 2002. 580 p. (Rus.)
7. Novikov F.V., Iakimov A.V. Fiziko-matematicheskaia teoriia protsessov obrabotki materialov i tekhnologii mashinostroeniia. T.2. «Teplofizika rezaniia materialov» [Physical and mathematical theory of materials processing and engineering technology. T. 2. «Thermophysics cutting materials»]. Odessa, ONPU Publ., 2003. 625 p. (Rus.)
8. Bobrov V.F. Osnovy teorii rezaniia metallov [Fundamentals of the theory of cutting metal]. Moscow, Engineering Publ., 1975. 343 p. (Rus.)
Рецензент: В.В. Суглобов
д-р техн. наук, проф. ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 13.09.2016
УДК 621.923
© Кленов О.С.1, Новиков Ф.В.2, Андилахай А.А.3
КОНЦЕПЦИИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И СНИЖЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СЕБЕСТОИМОСТИ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ МАШИН
Приведены результаты исследований производительности и технологической себестоимости обработки сборными твердосплавными лезвийными инструментами с износостойкими покрытиями фирмы «Iscar», позволяющими более чем в два раза уменьшить трудоемкость обработки и суммарные затраты по сравнению с применяемыми отечественными инструментами. Эффект достигается увеличением скорости резания и подачи вследствие повышения износостойкости и теплостойкости инструментов фирмы «Iscar».
Ключевые слова: механическая обработка, режущий инструмент, производительность обработки, технологическая себестоимость обработки, суммарные затраты, трудоемкость обработки, режимы резания.
1 канд. техн. наук, директор, фирма «ДиМерус Инженеринг», г. Харьков
2 д-р техн. наук, профессор, Харьковский национальный экономический университет им. Семена Кузнеца, г. Харьков
3 д-р техн. наук, профессор, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, AndПahay@,mail т
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
Кленов О.С., HoeiKoe Ф.В., Андыахай О.О. Концепци тдвищення продуктивности та зниження технoлoгiчнoi co6ieapmocmi мехашчноИ обробки деталей машин. Наведено результати досл1джень продуктивност1 та технолог1чног co6iea-pmocmi обробки 36ipHUMU твердосплавними лезовими тструментами 3i зносостт-кими покриттями фiрми «Iscar», що дозволяють бшьш шж в два рази зменшити трудомiсткiсть обробки i сумарш витрати порiвняно iз застосовуваними втчиз-няними тструментами. Ефект досягаеться збшьшенням швидкостi рiзання i по-дачi вна^док тдвищення зносостiйкостi та теплостiйкостi iнструментiв фiрми «Iscar».
Ключoвi слова: мехатчна обробка, рiзальний тструмент, продуктивтсть обробки, технологiчна собiвартiсть обробки, сумарш витрати, трудомiсткiсть обробки, режими рiзання.
O.S. Klenov, F.V. Novikov, О.О. Andilahay. Concepts of increasing productivity and reducing the processing cost of machine parts. The basic conditions to reduce the cost of processing technology and improve productivity through the use of modern cutting tools produced by leading foreign firms producing tools have been appraised from theory in the work. Theoretically, it has been found that an increase in the cost of processing varies according to extremum dependence, passing the minimum point. It is possible to reduce the minimum processing cost due to the increase of productivity using cutting edge tools, characterized by a high capacity for work in high cutting temperatures. The criterion showing the technological price cost minimum is the ratio of the expenditures on workers ' wages to the expenditures on the cutting tools, it being quite specific for various processing conditions. To analyze the possibilities of practical use of the proposed criterion, a complex of experimental researches of the technological prime cost and productivity of the processing with hard alloy cutting tools with wear-resistant coatings produced by the company «Iscar» has been carried out. It has been established that their use makes it possible by more than one half to reduce the labour consumption and overall costs as compared to the hard alloy cutting tools traditionally used in home industry. It has been shown that this effect is achieved by increasing the cutting speed and feed due to increased wear resistance and heat resistance of the «Iscar» company tools. It was established that it is much more possible to achieve low processing cost at milling than at turning. It was stated with regard to all major expenditures including the workers' wages, the cost of the cutting tools, equipment and other costs, allowing more correctly estimate the cost-effectiveness of mechanical processing. Experiments confirmed that the main condition for reducing the processing cost to its minimum value is to increase the processing performance through the use of a heat-resistant and wear-resistant cutting tools. Practical recommendations for improving the machining of machine parts have been made.
Keywords: machining, cutting tools, machining performance, the technological cost of processing, the total cost, the complexity of processing, cutting conditions.
Постановка проблемы. Широкое применение на промышленных предприятиях Украины современных высокоэффективных технологий механической обработки и сборных конструкций режущих твердосплавных инструментов с износостойкими покрытиями производства ведущих зарубежных инструментальных фирм открыли новые возможности создания конкурентоспособной машиностроительной продукции. В особой мере это относится к изготовлению наукоемких изделий авиационного и энергетического комплекса, где требуется обеспечить высокие показатели точности, качества и производительности обработки и одновременно снизить технологическую себестоимость обработки до экономически приемлемого уровня.
Необходимо отметить, что фактор уменьшения технологической себестоимости обработки играет исключительно важную роль в связи с высокой стоимостью зарубежных технологий, станков и режущих инструментов. Традиционно считается, что уменьшить технологическую себестоимость обработки можно двумя путями: во-первых, увеличением производительности обработки в условиях высокоскоростного резания и снижением затрат на заработную плату ра-
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
бочих, во-вторых, увеличением стойкости режущих инструментов и уменьшением количества их потребления. Поэтому в настоящей работе поставлена задача теоретического и экспериментального обоснования основных условий уменьшения технологической себестоимости обработки и их практической реализации для конкретных случаев производства машиностроительной продукции.
Анализ последних исследований и публикаций. Вопросы эффективного применения современных технологий и режущих твердосплавных инструментов с износостойкими покрытиями зарубежного производства отражены в работах [1-4], в которых приведены примеры перехода от традиционно применяемых отечественных инструментов к современным зарубежным режущим твердосплавным инструментам с износостойкими покрытиями с технико-экономическим обоснованием эффективности такого перехода. Установлено, что производительность обработки при этом может быть увеличена до 10 раз и более при одновременном уменьшении технологической себестоимости обработки. Однако решить проблему обеспечения требуемого срока окупаемости приобретенного дорогостоящего зарубежного оборудования (металлорежущих станков с ЧПУ типа «обрабатывающий центр») весьма сложно. В связи с этим возникает необходимость проведения теоретического анализа условий уменьшения технологической себестоимости обработки на основе разработанных математических моделей [2, 5].
Цель работы - обоснование условий уменьшения технологической себестоимости и повышения производительности обработки при использовании дорогостоящих современных технологий механической обработки, оборудования и режущих инструментов зарубежного производства.
Изложение основного материала. В работах [2, 5] теоретически установлено, что при продольном точении с увеличением производительности обработки Q технологическая себестоимость С (определяемая двумя статьями затрат: заработной платой рабочего и стоимостью режущих инструментов) изменяется по экстремальной зависимости, проходя точку минимума (рис. 1). Значения Cmin, Qэкстр и экстремальной стойкости инструмента Тэкстр в точке минимума технологической себестоимости обработки выражаются зависимостями:
N■$■S ■k
С _ IV V Чцас л
а
' к ■k■С.
а
экстр
1 + 1
От -1).
'экстр
Кчас 'k - С4_ Кт1-Р т
^■^ас-Тс + Ц )-(т1 -1)
^с^час^ + Ц )-(т1 - 1)
С
^4 кт\-Р ^1-?
Т
1 экстр
(1)
(2)
Т _ Ус "час -—г / ут1 у (3)
1 экстр ~ г, , ' V-3/
кчас - с
где а _ V ^ ■ Б - производительность обработки, м3/мин; V - скорость резания, м/мин; t - глубина резания, м; Б - подача, м/об;
N - количество обрабатываемых деталей; 3 - объем металла, снимаемого с одной детали, м3; Ккчас - часовая тарифная ставка рабочего, грн/час;
С - коэффициент, учитывающий всевозможные начисления на тарифную ставку рабочего;
tc - время, затрачиваемое на снятие затупившегося инструмента, мин; Ц - цена инструмента, грн;
ГТ1 С4 ^
Т —д Р - стойкость режущего инструмента, мин;
С4,т1 ,д,р - постоянные для определенных условий обработки (т1 > р > д ; т1 > 1).
т
т
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХН1ЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2016р. Серiя: Техшчш науки Вип. 33
ISSN 2225-6733
Рис. 1 - Зависимость технологической себестоимости обработки С от производительности обработки Q
Как видно, уменьшить технологическую себестоимость обработки СтШ можно главным образом увеличением экстремального значения производительности обработки Qэкстр, что достигается различными путями:
1) уменьшением экстремального значения стойкости инструмента Тэкстр за счет уменьшения цены инструмента Ц и параметра т1, который тем меньше, чем выше работоспособность инструмента в условиях повышенной температуры резания;
2) увеличением параметра С4 , который противоположно параметру т1 увеличивается с увеличением работоспособности инструмента в условиях повышенной температуры резания;
3) увеличением подачи £ за счет увеличения прочности и твердости режущей кромки инструмента [6]. В этом случае экстремальное значение скорости резания может быть уменьшено или увеличено, или оставаться постоянным в зависимости от степени уменьшения пара-
метра т1 и увеличения отношения С4 /(Тс • 8час • к + Ц):
V
Q
экстр
экстр
S ■ t
S ■ k ■ С л
час
1
______(4)
{(с ■ 8Час ■ к + Ц).(т1 -1) 8р ■ ? '
Из зависимости (1) вытекает важный вывод: в точке минимума технологической себестоимости обработки СтЫ первое слагаемое, определяемое затратами на заработную плату рабочего, в (тг -1) раз больше второго слагаемого, определяемого затратами на режущий инструмент.
С целью оценки достоверности этого вывода в табл. 1 приведены суммарные затраты з = Зинстр + Зоборуд+Зз/п + Прасх на обработку 1 детали (где ЗиЖтр - затраты на инструмент;
Зоборус - затраты на оборудование; Зз/п - затраты на заработную плату; Прасх - прочие расходы), полученные при выполнении токарной операции отрезки (пруток из стали 45 диаметром D = 50 мм) традиционным инструментом - твердосплавным резцом (применяемым на предприятии) и сборным твердосплавным резцом с износостойким покрытием фирмы «Ьсаг». Режим резания традиционным инструментом (предприятие): скорость резания V = 62,8 м/мин; обороты шпинделя п = 400 об/мин; подача на оборот ^ = 0,15 мм/об.; подача Бмин = 60 мм/мин; глубина резания t = 5 мм; количество проходов - 1; суммарное линейное перемещение инструмента -25 мм.
Режим резания инструментом фирмы «Ьсаг»: скорость резания V = 117,8 м/мин; обороты шпинделя п = 750 об/мин; подача на оборот = 0,15 мм/об.; подача Бмин = 112,5 мм/мин; глубина резания t = 5 мм; количество проходов - 1; суммарное линейное перемещение инструмента - 25 мм.
Как следует из табл. 1, применение инструментов фирмы «ксаг» позволяет более чем в 2 раза уменьшить трудоемкость обработки Т и суммарные затраты З. При этом отношение затрат на заработную плату и затрат на инструмент Зз/п / Зинстр при обработке традиционными
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
инструментами равно 2,65, а при обработке инструментами фирмы «Ьсаг» равно 13. Как показано выше, в точке минимума технологической себестоимости обработки Стп это отношение,
равное (т1 — 1) , при обработке традиционными инструментами (т1 « 5) принимает значение 4, а при обработке инструментами фирмы «Ьсаг» (т1 « 3) - значение 2. Следовательно, для данных условий обработки традиционными инструментами и инструментами фирмы «Ьсаг» минимум технологической себестоимости обработки Стп не достигается, т. к. реализуется левая ветвь зависимости С — а (рис. 1). Согласно зависимости (1), уменьшить технологическую себестоимость обработки до минимального значения Стп можно главным образом за счет увеличения производительности обработки а.
Таблица 1
Расчет суммарных затрат З на выполнение токарной опе рации отрезки
Статьи расходов (показатели) на 1 деталь Ед. Вариант 1 (базовый) Вариант 2 (внедряемый) Доля статей расходов,%
изм. Предприятие «Ьсаг» Предприятие «Ьсаг»
Трудоемкость обработки Т час. 0,090 0,037
Затраты на инструмент З иинстр грн. 0,72 0,08 8,65 1,97
Затраты на оборудование Зоборуд грн. 1,73 0,70 20,74 17,52
Затраты на заработную плату Зз/п грн. 1,91 1,04 22,89 26,1
Прочие расходы П расх грн. 3,97 2,18 47,72 54,42
Суммарные затраты З грн. 8,33 4,00 100 100
Экономия затрат на 1 деталь грн. 4,33 или 51,94
В табл. 2 приведены суммарные затраты З _ Зинстр+Зоборуд+Зз/п + Прасх на обработку
одной детали, полученные при выполнении операции точения вала из стали 20Х2Н4А диаметром Dmax = 180 мм, Dmin = 150 мм твердосплавным резцом (применяемым на предприятии) и сборным твердосплавным резцом с износостойким покрытием фирмы «Ьсаг». Режим резания традиционным инструментом (предприятие): скорость резания V = 56,5 м/мин; обороты шпинделя п = 100 об/мин; подача на оборот Б0 = 0,6 мм/об.; подача Кмин = 60 мм/мин; глубина резания t = 5 мм; количество проходов - 3; суммарное линейное перемещение инструмента - 6103 мм.
Режим резания инструментом фирмы «Ьсаг»: скорость резания V = 113,0 м/мин; обороты шпинделя п = 200 об/мин; подача на оборот Б0 = 0,8 мм/об.; подача Кмин = 160,0 мм/мин; глубина резания t = 5 мм; количество проходов - 3; суммарное линейное перемещение инструмента -6103 мм.
Следуя табл. 2, как и в предыдущем случае, при обработке инструментами фирмы «Ьсаг» трудоемкость обработки Т и суммарные затраты З уменьшаются более чем в 2 раза. При этом отношение Зз/п / Зинстр = 0,93 при обработке традиционными инструментами (предприятие) и
Зз/п / Зинстр = 0,73 при обработке инструментами фирмы «Ьсаг». Это означает, что и в данном случае технологическая себестоимость обработки превышает минимальное значение Стп, однако реализуется правая ветвь зависимости С — а (рис. 1), т. е. производительность обработки
а > аэкстр .
В табл. 3 приведены суммарные затраты З _ Зинстр+Зоборуд+Зз/п + Прасх на обработку
одной детали, полученные при выполнении операции точения вала из стали 12Х18Н10Т диаметром D = 75 мм твердосплавным резцом (применяемым на предприятии) и сборным твердо-
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
сплавным резцом с износостойким покрытием фирмы «Ьсаг». Режим резания традиционным инструментом (предприятие): скорость резания V = 47,1 м/мин; обороты шпинделя п = 200 об/мин; подача на оборот £0 = 0,2 мм/об.; подача £мин = 40 мм/мин; глубина резания t = 2 мм; количество проходов - 1; суммарное линейное перемещение инструмента - 180 мм.
Таблица 2
Расчет суммарных затрат З на выполнение операции точения вала
Статьи расходов (показатели) на 1 деталь Ед. изм. Вариант 1 (базовый) Вариант 2 (внедряемый) Доля статей расходов, %
Предприятие «Ьсаг» Предприятие «Ьсаг»
Трудоемкость обработки Т час. 2,112 0,986
Затраты на инструмент З иинстр грн. 47,68 38,36 22,96 29,62
Затраты на оборудование Зоборуд грн. 59,25 27,65 28,53 21,36
Затраты на заработную плату Зз/п грн. 44,56 28,08 21,46 21,7
Прочие расходы Прасх грн. 56,17 35,40 27,05 27,34
Суммарные затраты З грн. 207,66 129,48 100 100
Экономия затрат на 1 деталь грн. 78,18 или 37,65
Таблица 3
Расчет суммарных затрат З на выполнение операции точения вала
Статьи расходов (показатели) на 1 деталь Ед. Вариант 1 (базовый) Вариант 2 (внедряемый) Доля статей расходов, %
изм. Предприятие «Ьсаг» Предприятие «Ьсаг»
Трудоемкость обработки Т час. 0,158 0,058
Затраты на инструмент Зинстр грн. 0,49 0,19 3,57 2,94
Затраты на оборудование Зоборуд грн. 3,03 1,10 21,89 17,34
Затраты на заработную плату Зз/п грн. 3,34 1,64 24,16 25,8
Прочие расходы П расх грн. 6,97 3,42 50,38 53,88
Суммарные затраты З грн. 13,83 6,34 100 100
Экономия затрат на 1 деталь грн. 7,49 или 54,14
Режим резания инструментом фирмы «Ьсаг»: скорость резания V = 146,0 м/мин; обороты шпинделя п = 620 об/мин; подача на оборот £0 = 0,2 мм/об.; подача Бмин = 124,0 мм/мин; глубина резания t = 2 мм; количество проходов - 1; суммарное линейное перемещение инструмента -180 мм.
Следуя табл. 3, как и в двух предыдущих случаях (табл. 1, табл. 2), применение инструментов фирмы «^саг» позволяет уменьшить трудоемкость обработки Т и суммарные затраты З более чем в 2 раза. Отношение Зз/п/Зинстр = 69,38 при обработке традиционными инструментами (предприятие) и Зз/п / Зинстр = 8,63 при обработке инструментами фирмы «Ьсаг». В
этом случае применение инструментов фирмы «^саг» приближает технологическую себестоимость обработки к минимальному значению Стп, что и предопределяет эффективность обработки.
Для сравнения в табл. 4 приведены суммарные затраты З = Зинстр + Зоборуд + Зз/п + Прасх
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
на обработку одной детали, полученные при выполнении операции фрезерования детали «корпус» из стали 3Л традиционным инструментом - твердосплавной фрезой D = 100 мм (предприятие) и сборной твердосплавной фрезой D = 100 мм с износостойким покрытием фирмы «Ьсаг».
Таблица 4
Расчет суммарных затрат З на выполнение операции фрезерования детали «корпус»
Статьи расходов (показатели) на 1 деталь Ед. изм. Вариант 1 (базовый) Вариант 2 (внедряемый) Доля статей расходов, %
Предприятие «Ьсаг» Предприятие «Ьсаг»
Трудоемкость обработки Т час. 0,45 0,10
Затраты на инструмент Зинстр грн. 4,63 6,14 14,94 46,87
Затраты на оборудование Зоборуд грн. 11,85 2,57 38,27 19,59
Затраты на заработную плату Зз/п грн. 6,06 1,84 19,59 14,04
Прочие расходы П расх грн. 8,42 2,55 27,20 19,50
Суммарные затраты З грн. 30,96 13,10 100 100
Экономия затрат на 1 деталь грн. 17,86 или 57,69
Режим резания традиционным инструментом (предприятие): скорость резания V = 39,9722 м/мин; обороты шпинделя п = 127,2 об/мин; количество зубьев фрезы z = 5; подача на зуб Sz = 0,06 мм/зуб; подача на оборот S0 = 0,3 мм/об.; подача Sмин = 38,19 мм/мин; глубина резания t = 4 мм; ширина резания В = 40 мм; количество проходов - 2; суммарное линейное перемещение инструмента - 800 мм.
Режим резания сборной твердосплавной фрезой с износостойким покрытием фирмы «Ьсаг»: скорость резания V = 149,9978 м/мин; обороты шпинделя п = 477,7 об/мин; количество зубьев фрезы z = 5; подача на зуб Sz = 0,2 мм/зуб; подача на оборот S0 =1 мм/об.; подача Sмuн = 477,7 мм/мин; глубина резания t = 4 мм; ширина резания В = 40 мм; количество проходов - 1; суммарное линейное перемещение инструмента - 400 мм.
При фрезеровании инструментами фирмы «Ьсаг» трудоемкость обработки Т и суммарные затраты З уменьшаются еще значительнее, чем при точении. При этом отношение Зз/п/Зинстр = 1,31 при обработке традиционными инструментами (предприятие) и
Зз/п/Зинстр = 0,3 при обработке инструментами фирмы «Ьсаг». Следовательно, производительность обработки а > аэкстр и реализуется правая ветвь зависимости С — а (рис. 1).
Если в расчетной зависимости (1) для определения технологической себестоимости обработки учесть третью составляющую, статью затрат на оборудование Зоборуд, то она примет
вид:
1
С = N $час* + Сс—ч ) min р.
аэ
1+
(т — 1)
(5)
экстр
где Сс—ч - стоимость станко-часа, грн/час.
В этом случае вместо отношения Зз/п / Зинстр необходимо рассматривать отношение (Зз/п + Зоборуд)/ Зинстр . Тогда, согласно табл. 4, при обработке традиционными инструментами отношение (Зз/п + Зоб д)/ Зинс = 3,87, а при обработке инструментами фирмы «Ьсаг» отношение (Зз/п + Зоборуд ) / Зинс = 0,82. Это приближает значения технологической себестоимости обработки к минимальным значениям Стп и указывает на то, что применяемые режимы реза-
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
ния близки к оптимальным. При обработке инструментами фирмы «Iscar» значение Cmin меньше, а экстремальное значение производительности обработки Q3Kcmp, наоборот, больше, что
согласуется с теоретическими результатами, вытекающими из зависимостей (1) и (2).
Аналогично можно учесть в зависимости (5) для определения технологической себестоимости обработки четвертую составляющую - прочие расходы Прасх . Тогда вместо отношения
/ п + Зоборуд)/ Зинстр необходимо рассматривать °тн°шение
/ п + Зоборуд + Прасх )/ Зинстр .
Согласно табл. 4, в случае обработки традиционными инструментами отношение ^Зз/п + Зоб0руд + Прасх) / Зинстр = 5,69, а при обработке инструментами фирмы «Iscar» отношение
(Зз/п + Зоборуд + Прасх )/ Зинстр = 1,13.
Как видно, применяемые режимы резания традиционными инструментами и инструментами фирмы «Iscar» в первом приближении можно рассматривать оптимальными, т.к. значения технологической себестоимости обработки становятся приблизительно равными минимальным значениям. Этим показано, что при фрезеровании по сравнению с точением больше возможностей осуществления оптимального режима резания, хотя и при точении, исходя из табл. 2, может быть реализован режим резания, при котором выполняется условие обработки Q > Qэкстр и
реализуется правая ветвь зависимости С — Q (рис. 1). В этом случае при обработке традиционными инструментами (З3/п + Зоборуд)/ Зинстр = 2,18 и (Зз/п + Зоборуд + Прасх)/Зинстр = 3,36 а при
обработке инструментами фирмы «Iscar» отношение (Зз/п + Зоборуд) / Зинстр = 1,45 и (З3/п + Зоб0руд + Прасх)/ Зинстр = 2,37. Это указывает на то, что реализуется режим резания,
близкий к оптимальному режиму резания, при котором достигается минимум технологической себестоимости обработки Cmin при учете 4 статей затрат (табл. 2).
Необходимо отметить, что отношение (Зз/п + Зоборуд + Прасх)/ Зинстр позволяет в большей
степени оценить экономическую эффективность механической обработки, т.к. учитывает наибольшее количество статей затрат.
Если в точке минимума технологической себестоимости обработки Cmin выполняется условие Q < Qэкстр, то необходимо увеличивать производительность обработки за счет увеличения скорости резания и подачи путем применения режущих инструментов, характеризующихся большими значениями С4 и меньшими значениями mb т. е. применением инструментов, обладающих большей износостойкостью в условиях повышенной температуры резания, что вытекает из зависимостей (1) и (2).
Выводы
Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований производительности и технологической себестоимости обработки сборными твердосплавными лезвийными режущими инструментами с износостойкими покрытиями фирмы «Iscar», позволяющими более чем в 2 раза уменьшить трудоемкость обработки и суммарные затраты по сравнению с традиционно применяемыми отечественными лезвийными инструментами. Показано, что эффект обработки достигается за счет увеличения скорости резания и подачи вследствие повышенных значений износостойкости и теплостойкости инструментов фирмы «Iscar». Установлено, что при фрезеровании больше возможностей реализации минимума технологической себестоимости обработки, чем при точении, причем с учетом всех основных статей затрат, включая затраты на заработную плату рабочих, режущий инструмент, оборудование и прочие затраты. Доказано, что основным условием уменьшения технологической себестоимости обработки до ее минимального значения является увеличение производительности обработки.
Список использованных источников:
1. Обработка резанием деталей с покрытиями : монография / С.А. Клименко [и др.]. - К. : ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2011. - 353 с.
2. Жовтобрюх В.О. Щцвищення ефективносп мехашчно! обробки деталей гiдравлiчних сис-
Серiя: TexHÍ4HÍ науки ISSN 2225-6733
тем шляхом вибору ращональних napaMeTpiB операцiй за KpOTepieM co6ÍBapTOCTÍ : автореф. дис. ...канд. техн. наук : 05.02.08 / В.О. Жовтобрюх; ДВНЗ «Приазов. держ. техн. ун-т». -Марiуполь, 2012. - 23 с.
3. Жовтобрюх В.А. Разработка и внедрение эффективных технологических процессов механической обработки / В.А. Жовтобрюх // Сучаст системи технологш у машинобудуванш. Збiрник наукових праць, присвячений 90^ччю з дня народження професора Одеського на-щонального полггехшчного унiверситету (ОНПУ) Якимова О.В. - Одеса : ОНПУ. - 2015. -С. 92-105.
4. Линчевский П.А. Обработка деталей на отделочно-расточных станках / П.А. Линчевский, Т.Г. Джугурян, А.А. Оргиян. - К. : Техшка, 2001. - 300 с.
5. Новиков Ф.В. Теоретическое обоснование условий повышения эффективности высокоскоростной обработки / Ф.В. Новиков, О.С. Кленов // Вюник НТУ «ХП1». Серiя : Технологи в машинобудуванш : Зб. наук. пр. - Х. : НТУ «ХП1». - 2014. - № 42 (1085). - С. 106-111.
6. Кленов О.С. Повышение производительности и качества механической обработки на основе применения прогрессивных режущих инструментов / О.С. Кленов, Ф.В. Новиков, А.Г. Крюк // Вюник НТУ «ХП1». Серiя : Новi ршення в сучасних технолопях : Зб. наук. пр. - Х. : НТУ «ХП1». - 2013. - № 42 (1015). - С. 90-95.
References:
1. Klimenko S.A., Kolomiets V.V., Kheifets M.L. Obrabotka rezaniem detalei spokrytiiami: monografía [Machining of parts with coatings: monograph]. Kyiv, 2011. 353 p. (Rus.)
2. Zhovtobryuh V^. Pidvishchennia efektivnosti mekhanichnoi obrobki detalei gidravlichnikh sistem shliakhom viboru ratsional'nikh parametriv operatsii po kriteriiu sobivartosti. Avtoref. diss. kand. techn. nauk [Improving the efficiency of the machining of parts of hydraulic systems by selecting rational parameters of operations on the criterion of cost. Thesis of cand. tech. sci. diss.]. Mariupol, 2012. 23 p. (Ukr.)
3. Zhovtobryuh V.A. Razrabotka i vnedrenie effektivnykh tekhnologicheskikh protsessov mekhanicheskoi obrabotki [Development and implementation of effective technological processes of machining]. Suchasni sistemi tekhnologii u mashinobuduvanni. Zbirnik naukovikh prats', prisviachenii 90-richchiu z dnia narodzhennia profesora Odes'kogo natsional'nogo politekhnichnogo universitetu (ONPU) Iakimova O.V. - Modern technologies in engineering systems. Scientific papers dedicated to the 90th anniversary of the birth of Professor of Odessa National Polytechnic University (ONPU) Yakimova A.V., 2015, pp. 92-105. (Rus.)
4. Linchevskiy P.A. Obrabotka detalei na otdelochno-rastochnykh stankakh [Processing of parts on the boring machine]. Kyiv, Machinery Publ., 2001. 300 p. (Rus.)
5. Novikov F.V. Teoreticheskoe obosnovanie uslovii povysheniia effektivnosti vysokoskorostnoi obrabotki [The theoretical justification of conditions for increasing the efficiency of highspeed processing]. Visnik NTU «KhPI». Seriia: Tekhnologii v mashinobuduvanni - Bulletin of the National Technical University «KhPI». Series: Techniques in a machine industry, 2014, no. 42 (1085), pp. 106-111. (Rus.)
6. Klenov O.S. Povyshenie proizvoditel'nosti i kachestva mekhanicheskoi obrabotki na osnove primeneniia progressivnykh rezhushchikh instrumentov [Increase productivity and quality of machining on the basis of advanced cutting tools]. Visnik NTU «KhPI». Zbirnik naukovikh prats'. Seriia: Novi rishennia v suchasnikh tekhnologiiakh - Bulletin of the National Technical University «KhPI» Series: New solutions in modern technologies, 2013, no. 42 (1015), pp. 90-95. (Rus.)
Рецензент: В.В. Суглобов
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 10.10.2016
