5. METODA OCENY W£ASNOCI OBRABIAREK
5.1. ZA£O¯ENIA METODY OCENY
Powszechnie stosowany model oceny w³asnoci obrabiarek opiera siê na przyjmo-wanym a priori kryterium i mierniku oceny. Przyjmuje siê, ¿e powinien on okrelaæ ocenian¹ w³asnoæ od strony fizycznej i byæ mo¿liwie ³atwy do wyznaczenia oblicze-niowego lub pomiarowego [65]. Nie rozwa¿a siê natomiast sensu przyjêtych wartoci odniesienia dla wyznaczonych wskaników oraz jednoznacznoci oceny. Wspomniana analiza stanu techniki, w zakresie budowy obrabiarek [156] wraz z podejciem do oceny w³asnoci uk³adu konstrukcyjnego, wykaza³a ca³kowit¹ nieprzydatnoæ zdefinio-wanych w sztywny sposób mierników oceny. Wydaje siê to wystarczaj¹c¹ przes³ank¹ do ich odrzucenia.
59 Nowe podejcie do zagadnienia oceny zaproponowane zosta³o w pracy [65] (rys. 5.1). Miernik oceny uzale¿niono nie tylko od wyznaczanych charakterystyk statycznych, lecz równie¿ od celu, jakiemu ma s³u¿yæ ocena i od zadañ obróbkowych, które wyko-rzystano do wyznaczenia rozk³adu obci¹¿eñ. Wprowadzono wskaniki oceny uwzglê-dniaj¹ce ten rozk³ad w przestrzeni roboczej tokarki i odnoszono je do wartoci powi¹-zanych z klas¹ dok³adnoci. Wprowadzono równie¿ wskanik przeznaczony do stoso-wania w badaniach odbiorczych. Tak wiêc wprowadzone wskaniki uzale¿niono od ogólnego celu dokonywanej oceny w³asnoci. Metodê oceny przedstawion¹ w pracy [65] ograniczono do w³asnoci statycznych tokarek, które wyznaczano na maszynie bêd¹cej w stanie spoczynku. Mo¿na j¹ jednak stosowaæ zarówno w odniesieniu do analiz obliczeniowych, jak i badañ eksperymentalnych.
CHARAKTERYSTYKA OBRABIARKI CEL OCENY CHARAKTERYSTYKA ZADAÑ OBRÓBKOWYCH OKRELENIE W W W W << W dop i i dop miernika oceny WYZNACZENIE WYZNACZENIE rzeczywistej wartoci miernika oceny dopuszczalnej wartoci miernika oceny PORÓWNANIE
w³asnoci uk³adu odpowiadaj¹ (lub nie ) wymaganiom
wartoci zamierzonej z rzeczywist¹
OCENA
Rys. 5.1. Model oceny w³asnoci uk³adu konstrukcyjnego obrabiarki [65] Fig. 5.1 Model for assessment of properties of the machine tool structure [65]
sygna³u mo¿na wydzieliæ b³êdy zwi¹zane z w³asnociami statycznymi i dynamicznymi obrabiarki oraz z odchy³kami kszta³tu i chropowatoci¹ obrobionych powierzchni. Uwzglêdniono te¿ fakt, ¿e najwa¿niejsze parametry obrabiarki wynikaj¹ z analizy sta-wianych jej zadañ obróbkowych [40]. Wprowadzone wskaniki mog¹ byæ równie¿ wykorzystane w procesie konstruowania obrabiarki.
W pracy przyjêto nastêpuj¹ce za³o¿enia dotycz¹ce sposobu obci¹¿ania obrabiarki oraz definiowania wskanika oceny:
obci¹¿anie obrabiarki powinno siê odbywaæ dla warunków obróbki wykañczaj¹-cej, z zapewnieniem stabilnoci procesu skrawania,
stany obci¹¿enia obrabiarki i odpowiadaj¹ce im ró¿ne po³o¿enia zespo³ów robo-czych powinny odpowiadaæ stawianym maszynie zadaniom technologicznym,
wskanik oceny powinien uwzglêdniaæ zwi¹zek miêdzy ocenianymi w³asnocia-mi uk³adu konstrukcyjnego a w³aciwociaw³asnocia-mi eksploatacyjnyw³asnocia-mi konstruowanej obra-biarki, wyra¿onymi dok³adnoci¹ obróbki przedmiotu próbnego,
wskanik oceny powinien umo¿liwiaæ dokonanie ca³ociowej lub cz¹stkowej oce-ny w³asnoci i wybraoce-nych walorów eksploatacyjoce-nych obrabiarki,
wskanik oceny powinien stwarzaæ mo¿liwoæ porównywania jego wartoci ze zro-zumia³ymi wartociami odniesienia.
W formu³owaniu tych za³o¿eñ wziêto pod uwagê to, ¿e tylko podczas realizacji skra-wania wystêpuj¹ wszystkie ruchy zespo³ów przesuwnych i wszystkie oddzia³yskra-wania si³owe. Towarzysz¹ im odkszta³cenia i drgania elementów, wywo³ane si³ami skrawa-nia, masowymi, bezw³adnociowymi i pochodz¹cymi od napêdu. Si³y te przyjmuj¹ od-powiednio wartoci, kierunki i zwroty zale¿ne od konstrukcji obrabiarki, geometrii ostrza narzêdzia, w³asnoci materia³u obrabianego i parametrów obróbki. Pewnych specyficz-nych zachowañ si³y skrawania nie mo¿na zamodelowaæ lub zasymulowaæ [137], i na tym polega przewaga metod badañ realizowanych na obiekcie rzeczywistym w porów-naniu z metodami obliczeniowymi.
Zaproponowana metoda oceny obrabiarek opiera siê na szczegó³owych za³o¿eniach wynikaj¹cych z analizy spektrum zadañ technologicznych [127] i wymagañ dotycz¹-cych wprowadzanych wskaników oceny:
ustaliæ nale¿y dominuj¹ce rodzaje obróbki i przyj¹æ je za reprezentatywne, ustaliæ nale¿y rodzaje stosowanych narzêdzi (ich geometria determinuje wzajem-ny stosunek sk³adowych si³y skrawania) i wyznaczyæ ich udzia³y w planowawzajem-nych ope-racjach technologicznych, a dominuj¹ce narzêdzia przyj¹æ za reprezentatywne,
dla ustalonych narzêdzi i rodzaju obróbki jako reprezentatywne warunki obci¹¿e-nia obrabiarki przyj¹æ nale¿y si³y skrawaobci¹¿e-nia odpowiadaj¹ce katalogowym rednim war-tociom parametrów skrawania dla obróbki wykañczaj¹cej,
61 ustaliæ sposoby zamocowania przedmiotu obrabianego i okreliæ ich udzia³y w pla-nowanych operacjach technologicznych, a dominuj¹ce sposoby przyj¹æ za reprezenta-tywne,
przeanalizowaæ nale¿y zbiór stanów obci¹¿eñ, jakie potencjalnie mog³yby wyst¹-piæ w okresie eksploatacji (oddzielnie dla ka¿dego, z przyjêtych za reprezentatywne: rodzaju obróbki, narzêdzia i sposobu mocowania) i ustaliæ rozk³ady prawdopodobieñ-stwa wystêpowania skrawania w okrelonych polach przestrzeni roboczej obrabiarki,
pomiar wartoci parametrów okrelaj¹cych dok³adnoæ obróbki powinien odbywaæ siê dla danego rodzaju obróbki w kierunku prostopad³ym do powierzchni obrobionej,
opracowana metoda badawcza powinna umo¿liwiaæ wyznaczenie wskaników oce-ny w odniesieniu do wydzielooce-nych w³asnoci (statyczoce-nych, dynamiczoce-nych) i w³aci-woci uk³adu (geometria obrabiarki i czynniki uwarunkowane procesem skrawania),
wskaniki powinny umo¿liwiaæ dokonanie oceny obrabiarki zarówno w warun-kach badañ prototypu, jak i testów odbiorczych.
Ogólne i szczegó³owe za³o¿enia metody oceny obrabiarki mog¹ byæ uproszczone, jeli wyst¹pi¹ odpowiednie przes³anki, poparte danymi statystycznymi. Przyk³adowo, gdy w planowanych zadaniach obróbkowych dominuje okrelony sposób zamocowa-nia przedmiotu lub okrelone narzêdzie, wówczas zak³ada siê mo¿liwoæ przyjêcia ich w procedurze oceny jako reprezentatywnych.