Анотація до роботи:

Фадєєв В.А. Наукові основи вибору структури та параметрів технологічних систем механічної обробки високоточних деталей. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – технологія машинобудування. – Національний технічний університет „Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2008.

В дисертації вирішена важлива та актуальна науково-технічна проблема підвищення ефективності механічної обробки високоточних деталей за рахунок спрямованого вибору структури і параметрів технологічного впливу при формоутворенні на підставі оцінок технологічних рішень, що приймаються, об’єктивними критеріями, які характеризують об’єкт обробки, технологічний процес та обладнання.

Для досягнення мети в роботі розробляються основи системного похода к проектуванню технологічних систем механічної обробки, які полягають в формулюванні системи технологічного приведення, що базується на теорії подібності та розмірностей. На основі цього розроблені методології синтезу структури та параметрів технологічних систем механічної обробки в точному машинобудуванні і аналізу, спрямованого на встановлення резервів підвищення технологічної ефективності підрозділів виробництва при співвідношенні діючого варіанта технологічної системи і еталонного. Розроблена також на цих засадах методологія технологічного прогнозування для підтримання на підприємствах точного машинобудування функціонування гарантованої технології.

Рекомендації дисертації прийняті при розробці програми розвитку Державного підприємства „Харківський машинобудівний завод „ФЕД”, а також при комплектуванні виробництва прогресивними технологічними системами обробки високоточних деталей.

1. Виконаний при проведенні дисертаційних досліджень комплекс теоретичних і прикладних розробок, висунуті наукові положення, прогнозовані і впроваджені в промислових умовах технології механічної обробки і реалізуюче їх металорізальне устаткування склали базу вперше сформульованих наукових основ створення високоефективних процесів формоутворення і формотворних систем (верстатів, інструментів, засобів технологічного оснащення і виміру), що забезпечує рішення важливої і актуальної науково-технічної проблеми - підвищення ефективності механічної обробки високоточних деталей за рахунок спрямованого вибору структури і параметрів технологічного впливу при формоутворенні на основі оцінок прийнятих технологічних рішень об'єктивними критеріями, що характеризують об'єкт обробки, технологічний процес і устаткування.

2. Запропонована і теоретично обґрунтована система об'єктивних критеріїв оцінки технологічних рішень, якими є приведені довжина обробки Lпр (обсяг роботи формоутворення), інтенсивність технологічного впливу при формоутворення Wпр (енергетична характеристика процесу) і час Тпр (продуктивність обробки), що характеризують об'єкт обробки, технологічний процес формоутворення і формотворне устаткування і що дозволяють здійснювати синтез і аналіз технологічних систем механічної обробки в точному машинобудуванні і технологічне прогнозування в металообробці.

3. У результаті виконаних теоретичних досліджень, створення розрахункових методик і алгоритмів, підготовки відповідної інформаційної бази розроблена перша складова методології технологічного приведення - параметричне приведення систем механічної обробки до єдиних порівнянних умов, що базується на теорії подібності і розмірностей, що враховує параметри процесу різання, геометрію ріжучого клина, кількість ріжучих клинів (зубів) інструмента або ймовірність зміни геометрії ріжучих клинів і нестаціонарність їхнього розподілу по поверхні інструмента (при шліфуванні), кінематику формоутворення, шорсткість обробленої поверхні, характеристики оброблюваного матеріалу і матеріалу інструмента.

4. Другою складовою методології технологічного приведення систем механічної обробки до єдиних порівнянних умов є структурне приведення, що базується на виявленні характеру взаємодії при формоутворенні елементарних поверхонь і відповідних різальних інструментів, що може бути паралельним, послідовним і паралельно-послідовним, що викликає, у свою чергу, зміну методики розрахунку приведених характеристик технологічних систем: довжини переміщення ріжучих крайок інструментів Lпр_S, інтенсивності (енергії) формоутворення Wпр_S і часу обробки Тпр_S.

5. Методологія синтезу структури і параметрів систем механічної обробки, розроблена на базі теорії технологічного приведення, пов'язана з необхідністю введення ряду обмежень, що накладаються послідовністю обробки кожної поверхні, питаннями технологічної спадковості, взаємозв'язками між поверхнями в групі, розмірами, просторовим розташуванням. Процес синтезу можна представити у вигляді алгоритму, у якому поетапно формулюється вихідне завдання в термінах теорії технологічного приведення, уводяться вихідні дані на проектування, виконуються розрахункові процедури, проектування елементів структури технологічного переходу, розрахунок припусків на обробку, параметрична оптимізація і т.д.

6. На основі теорії технологічного приведення розроблені методологія і розрахунковий апарат технологічного аналізу, що спрямований на встановлення резервів підвищення техніко-економічної ефективності підрозділів машинобудівного виробництва з метою їхньої реалізації при модернізації або реконструкції і базується на порівнянні структурно-параметричних характеристик діючих систем механічної обробки і синтезованих варіантів, які є еталонами.

7. Загальний напрямок установлення і реалізації резервів технологічних систем механічної обробки може бути виявлене при експрес-аналізі, що складається в порівнянні приведених структурно-параметричних характеристик підрозділів діючого виробництва та статистичної інформації, отриманої при аналізі аналогічних виробництв.

8. Розроблено прикладні основи автоматизованих систем синтезу і аналізу структурно-параметричних характеристик технологічних систем механічної обробки, що базуються на запропонованих алгоритмах комплексних і локальних САПР, методологічну і інформаційну основу яких склали результати виконаних досліджень і організована інформаційна база.

9. Створення принципів гарантованої технології механічної обробки, характерної при виготовленні високоточних деталей, базується на технологічному прогнозуванні, метою якого є визначення на перспективу змін структурно-параметричних характеристик технологічних процесів і реалізуючих їхніх устаткувань і засобів оснащення, які формуються на основі аналізу структури і параметрів об'єкта обробки, а також адекватних змін витрат на виробництво.

10. Розроблена методика технологічного прогнозування розвитку ДП ХМЗ «ФЕД» дозволила ефективно підійти до виробітку перспективного плану розвитку сложноструктурного промислового підприємства, до складання щорічних бізнес-планів модернізації виробництва і комплектації сучасним металорізальним устаткуванням, інструментом і вимірювальною технікою.

11. Підвищення техніко-економічної ефективності технологічних систем механічної обробки забезпечується, зокрема, при використанні в проектуванні технологічних маршрутів методики, розробленої на основі кластерного аналізу. Основним напрямком рішення завдання прийняте поступове наближення до параметра якості через коефіцієнт уточнення, що у реальному виробництві пов'язаний зі станом конкретної технологічної системи і може бути визначений статистичними методами кореляційного аналізу по зміні досліджуваного параметра якості.

12. Результати всіх складових комплексу виконаних теоретичних і експериментальних досліджень реалізовані в розроблених в роботі нових технологічних рішеннях, методиках проектування і організації технологічних процесів механічної обробки, у комплексі сучасного металорізального і вимірювального устаткування, скомплектованому відповідно до виконаного технологічного прогнозу, системі його експлуатації і кваліфікаційного забезпечення, регламентованої рекомендаціями дисертації. Більшість розробок впроваджена у виробництво, що забезпечило сумарний фактичний економічний ефект у розмірі 1,349 млн.грн.

Публікації автора:

1. Фадеев В.А. Механика резания материалов. Том 1. (монография) /Под.ред. Новикова Ф.В., Якимова А.В. – Одесса, 2002. – 579 с.

Здобувачем розроблені теоретичні положення по керуванню автоколебаниями й впливу їх на точність й якість обробки.

2. Фадеев В.А. Резание материалов лезвийным инструментом. Том 3. (монография) /Под ред. Новикова Ф.В., Якимова А.В. – Одесса, 2003. – 545 с.

Здобувачем розроблені питання зв'язку величини пружних переміщень із точністю й продуктивністю обробки.

3. Фадеев В.А. Синтез технологических систем механической обработки (Монография). – Харьков: НТУ «ХПИ». - 2007. – 192 с.

4. Фадеев В.А. Рельеф алмазного шлифовального круга //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: ХГПУ. – 1997. – Вып.51. – С.229-233.

5. Беззубенко Н.В., Фадеев В.А., Гуцаленко Ю.Г. О многоуровневом электроэнергетическом воздействии в зоне алмазно-искрового шлифования //Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье. Сборник научных трудов ХГПУ. - Харьков: ХГПУ, 1998. – Вып.6. – С.224-226.

Здобувач виконав теоретичний аналіз багаторівневого електроенергетичного впливу в зоні алмазно-іскрового шліфування.

6. Фадеев В.А., Набока Е.В. Комбинированное алмазно-искровое шлифование с наложением ультразвука //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: ХГПУ. – 1998. – С.288-291.

Здобувачем розроблена технологія комбінованого алмазно-іскрового шліфування з накладенням ультразвуку.

7. Фадеев В.А. Повышение эффективности внутреннего алмазно-искрового шлифования твердых сплавов //Вестник Инженерной Академии Украины. – Харьков. -2000. – С.25-28.

8. Фадеев В.А. Научный подход к выбору оптимальных способов и условий финишной обработки агрегатов авиационной техники //Авиационно-космическая техника и технология. Труды Государственного аэрокосмического университета им.Жуковского "ХАИ". – Харьков. - 2000 Вып.14. – С36-40.

9. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Теоретический анализ процесса стабилизации режущего рельефа алмазного круга //Вестник Инженерной Академии Украины. – Киев. – 2001. - №3. – С.562-568.

Здобувачем узагальнені результати дослідження.

10. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Режущая способность алмазных кругов при внутреннем шлифовании твердосплавных изделий //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2002. – С.277-281.

Здобувачем проведена обробка отриманих результатів експериментальних досліджень.

11. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Управление упругими перемещениями при финишной обработке //Вісник Національного техніческого університета «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2002. - №19. – С.153-159.

Здобувачем розроблена методологія керування пружними переміщеннями при фінішній обробці.

12. Фадеев В.А. Проблемы повышения эффективности механической обработки деталей авиационной техники на финишных операциях //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2002. – Вып.63. – С.180-183.

13. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Функциональные связи производительности обработки и величины упругого перемещения при шлифовании //Вестник Харьковского государственного технического университета сельского хозяйства. – Харьков: ХГТУСХ. – 2002. – Вып.10. – С.88-94.

Здобувачем сформульоване завдання досліджень, проведене теоретичне дослідження.

14. Фадеев В.А., Кучеренко Е.И. Прикладные аспекты интеллектуализации производств машиностроения //Автоматизированные системы управления и приборы автоматики – Харьков. – 2002. – Вып.120. – С.123-127.

Здобувачем розроблена методологія інтелектуалізації виробництв машинобудування.

15. Фадеев В.А. Повышение эффективности финишной механической обработки //Технологические системы – 2003. - №1(17). – С.25-27.

16. Фадеев В.А. Теоретическое обоснование взаимосвязи точности, шероховатости и производительности при механической обработке //Надійність інструменту та оптимізація технологічних систем. - Краматорськ: ДДМА. – Вип.14. – 2003. – С.134-140.

17. Фадеев В.А. Условия эффективного использования упругих свойств технологической системы при финишной механической обработке агрегатов авиационной техники //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2003. – Вып.1. - С.277-281.

18. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Математическая модель погрешности обработки при шлифовании по жесткой схеме //Вестник Харьковского государственного технического университета сельского хозяйства. – Харьков: ХГТУСХ. – 2003. – Вып.18. – С.15-21.

Здобувачем проведена експериментальна обробка отриманих результатів досліджень.

19. Фадеев В.А. О балансе перемещений в технологической системе при механической обработке //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2003. – Вып.65. – С.166-174.

20. Фадеев В.А. Математическое моделирование процесса формирования параметров точности и шероховатости при финишной обработке //Вестник Инженерной Академии Украины. – Киев. – 2004. - №4. – С.183-189.

21. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Упрощенный расчет и анализ параметров точности механической обработки //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2004. – Вып.67. – С.9-18.

Здобувачем сформульоване завдання дослідження, узагальнені результати.

22. Фадеев В.А., Кучеренко Е.И. Об автоматизации процессов принятия решений в производственных системах машиностроительного предприятия //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2004. – Вып.67. – С.187-195.

Здобувачем розроблена методологія прийняття технологічних рішень.

23. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Физическая сущность формирования шероховатости и точности поверхности при алмазно-абразивной обработке //Вестник Харьковского государственного технического университета сельского хозяйства. – Харьков: ХГТУСХ. – 2004. – Вып.26. – С.16-21.

Здобувачем виконане теоретичне обґрунтування процесу формування шорсткості й точності поверхні при алмазно-абразивній обробці.

24. Фадеев В.А., Кучеренко Е.И., Бодянский Е.В. Об интеллектуальных технологиях в задачах компьютерной диагностики высокоавтоматизированных производств // Вопросы проектирования и производства летательных аппаратов – Харьков: ХАИ. – 2004. - Вып.37. – С.49-59.

Здобувачем розроблена методологія комп'ютерної діагностики високоавтоматизованих виробництв.

25. Фадеев В.А., Кучеренко Е.И., Удовенко С.Г.. Принятие решений в задачах автоматизации проектирования сложных объектов // Вопросы проектирования и производства летательных аппаратов – Харьков: ХАИ. – 2004. - Вып.39. – С.11-20.

Здобувачем сформульовані загальні принципи прийняття рішень у завданнях автоматизації проектування складних об'єктів.

26. Фадеев В.А., Новиков Ф.В. Повышение эффективности финишной абразивной обработки //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2005. – Вып.1. - С.22-28.

Здобувачем узагальнені результати дослідження.

27. Фадеев В.А., Набока Е.В. Условия снижения температуры резания при глубинном алмазном шлифовании //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2006. – Вып.1. - С.513-517.

Здобувачем сформульоване завдання дослідження й узагальнені результати.

28. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Применение -теоремы для оценки энергетических параметров процесса обработки //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2006. – Вып.71. – С.129-132.

Здобувачем запропонована методологія кількісної оцінки енергетичних параметрів процесу обробки.

29. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Сравнительный анализ энергопотребления при механической обработке //Вісник Національного техніческого університета «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2006. - №11. – С.111-122.

Здобувачем розроблені теоретичні положення порівняльного аналізу енергоспоживання.

30. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Энергетические критерии процесса обработки //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2007. – Вып.72. – С.14-18.

Здобувачем виконана систематизація енергетичних критеріїв.

31. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Сравнительный анализ энергии резания при использовании различных схем шлифования //Вісник Національного техніческого університета «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2007. - №12. – С.81-86.

Здобувачем проведена експериментальна обробка отриманих результатів досліджень.

32. Фадеев В.А., Набока Е.В. Наследственность при управлении качеством технологических процессов //Вестник Харьковского государственного технического университета сельского хозяйства. – Харьков: ХГТУСХ. – 2007. – Вып.61. – С.217-221.

Здобувачем запропонована методологія керування якістю.

33. Фадеев В.А., Лосев А.В. Отделочно-зачистные технологии в производстве летательных аппаратов и в машиностроении //Авиационно-космическая техника и технология. Труды Государственного аэрокосмического университета им.Жуковского "ХАИ". – Харьков. – 2007. - Вып.4. – С.6-12.

Здобувачем виконаний аналіз технологічних особливостей отделочно-зачистных операцій.

34. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Оценка технологического процесса механической обработки при помощи критериев подобия //Высокие технологии в машиностроении. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2007. – Вып.2. - С.219-223.

Здобувачем запропонована методика кількісної оцінки технологічних процесів.

35. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Степанов М.С. Проблемы и тенденции развития современного точного машиностроения //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2007. – Вып.73. – С.311-316.

Здобувачем виявлені й систематизовані тенденції розвитку технологічних систем механообработки.

36. Фадеев В.А., Тимофеев Ю.В., Пермяков А.А. Методология технологического прогнозирования в точном машиностроении //Резание и инструмент в технологических системах. – Харьков: НТУ «ХПИ». – 2008. – Вып.74. – С.212-218.

Здобувачем виконане прогнозування технологічних характеристик металорізальних верстатів розглянутих типів.

37. Фадеев В.А., Набока Е.В. Анализ процесса управления параметрами качества // Вісник Національного техніческого університета «ХПІ». – Харків: НТУ «ХПІ». – 2008. - №4. – С.58-63.

Здобувачем розроблена методологія аналізу процесу керування параметрами якості механічної обробки.