26 / 457
Механики XXI веку. №15 2016 г.
26
та. Однако это требует проведения многочисленных лабораторных и теоретических исследований,
которые часто экономически не выгодны для производства. Существующие рекомендации в области
обработки полимеров, армированных высокопрочными компонентами, сводятся к необходимости
применения в качестве режущей части твердых сплавов и сверхтвердых материалов [4, 7]. Однако
следует учитывать специфическую геометрию инструмента, которая предполагает наличие увели-
ченных углов резания: переднего и заднего. Возникает проблема получения такой геометрии у режу-
щих элементов, выполненных из высокопрочных инструментальных материалов. При затачивании
инструмента с малым углом заострения традиционными методами невозможно обеспечить требуемое
качество режущей кромки [16 – 19]. Одной из прогрессивных технологий обработки высокопрочных
материалов является алмазное шлифование с одновременным травлением детали и правкой круга на
металлической связке [20 – 25]. Способ позволяет добиться высокого качества режущих поверхно-
стей и кромок инструмента, что необходимо для обеспечения эффективности производства изделий
из полимерных армированных композиционных материалов.
Существующие мероприятия по рационализации параметров технологического процесса не
учитывают затраты, определяющие экономическую эффективность производства [26, 29]. Таким об-
разом, актуальной проблемой является повышение эффективности технологического процесса лез-
вийной обработки композиционных материалов. Для решения этой проблемы необходимо разрабо-
тать методику оценки приведенных затрат, учитывающую особенности конструкции инструмента,
его работоспособность и режимы резания, что позволит оптимизировать производственный процесс.
Теоретическая часть исследования. Эффективность технологического процесса обработки
представлена различными критериями: качества, производительности, надежности, стабильности,
экономичности и т.п. В настоящем исследовании рассматривается экономическая эффективность как
основной критерий при проектировании технологического процесса. При определении этого крите-
рия необходимо выявить затраты производства. Они включают в себя затраты на режущий инстру-
мент, основные материалы, оборудование, заработную плату рабочих, энергозатраты и прочие расхо-
ды. Значительную часть составляют затраты на режущий инструмент и его обслуживание за весь пе-
риод эксплуатации. Стоит отметить, что экономически эффективно применение сборных конструк-
ций инструментов, поскольку это повышает варьируемость инструментальных материалов, а при
полном износе режущих элементов достаточно заменить их новыми. При этом корпус сборного инст-
румента имеет определенный срок эксплуатации, который регламентируется заводом-изготовителем.
Акцентируя внимание на режущем инструменте, можно выделить затраты на обработку дета-
лей за период от начала эксплуатации одного сборного режущего инструмента до полной его выра-
ботки:
1. Стоимость сборного инструмента.
2. Суммарные затраты на смену режущих элементов.
3. Затраты на затачивание инструмента.
4. Основная заработная плата станочника.
5. Затраты на электроэнергию.
6. Затраты на основной материал.
Таким образом, для каждой технологической операции изготовления детали можно рассчи-
тать затраты производства:
МЭ О З З CЗ
пз
из
эс
u
.
.
.
(1)
где
и
С
– стоимость инструмента, руб.;
З
– суммарные затраты на обработку одним режущим инст-
рументом, руб.;
эс
З
.
– суммарные затраты на смену режущих элементов, руб.;
из
З
.
– затраты на зата-
чивание режущего инструмента, руб.;
пз
О
.
– основная заработная плата станочника, руб.;
Э
– затра-
ты на электроэнергию, руб.;
М
– затраты на обрабатываемый материал, руб.
zCn З
pэ p
эс
.
(2)
где
p
n
– число смен режущих элементов, допускаемое конструкцией корпуса сборного инструмента;
pэ
C
– цена одного режущего элемента, руб.;
z
– число режущих элементов.
p
ч
пз
иэ
inCz t
З
60
.
.
(3)
где
пз
t
.
– время на заточку одного режущего элемента, мин;
ч
С
– часовая ставка станочника, руб./ч;
i
– допустимое число переточек режущих элементов.