Файл: Бетанели, А. И. Прочность и надежность режущего инструмента.pdf

Б е з о т к а з н о с т ь ю называется способность изделия непре­ рывно сохранять работоспособность (т. е. не иметь отказов) в оп­ ределенных условиях эксплуатации.

Под отказом понимается событие, состоящее в полной или час­ тичной утрате работоспособности. Отказ может быть событием слу­ чайным и закономерным. В теории надежности, в основу которой положена вероятностная схема познания, отказы рассматриваются в основном как события случайные. Последние делят на независи­ мые и зависимые.

Если отказ какого-либо элемента в системе не вызван отказом; других элементов, то он является событием независимым. Отказ, появившийся в результате отказа других элементов, есть событиезависимое. Для удобства анализа все отказы рассматриваются как независимые случайные события.

При полном отказе изделие перестает выполнять все свои ос­ новные функции. При частичном отказе изделие перестает выпол­ нять какую-либо одну (или несколько) из своих основных функ­ ций, продолжая в то же время работать и нормально выполнять

ды ремонтов). Долговечность характеризуется либо временем экс­ плуатации, либо числом циклов функционирования, либо объемом произведенной работы.

ст ь ю .

Вданном труде рассматривается эксплуатационная надеж­

ность.

Рассмотрим отказы режущего инструмента. На практике встре­ чаются главным образом полные отказы.

I I

Отказ является полным, если требует обязательной переточки

сания.

Наиболее распространенными видами отказов режущего инс­

способность может быть восстановлена переточкой инструмента, введением в работу нового лезвия или его части (износ и выкра­ шивание).

Н е у с т р а н и м ы е о т к а з ы такие, после которых экс­ плуатация инструмента заканчивается, и он списывается (скалы­ вание, отделение режущей пластины).

Рассмотрим количественные характеристики надежности инс­ трумента.

Безотказность инструмента определяется вероятностью безот­ казной работы Р(т) и косвенными вероятностными характеристи­ ками — интенсивностью отказов Цт), их частотой а(е), средним временем безотказной работы т0 и др.

Вероятность безотказной работы Р(т) означает, что при опре­ деленных условиях эксплуатации (в том числе и при определен­ ных режимах резания) в пределах заданного времени т отказов не возникает; является безразмерной величиной, закономерной

12

Рис. 1.1. Типичная кривая изменения вероятности безотказной работы во времени.

Г. Л . Хает [138] отмечает, что ранее принятый термин «стой­ кость» целесообразно использовать применительно к тп (время ра­ боты до износа), но не к т, так как при большом числе отказов, не связанных с износом, зависимости т от различных факторов отличаются от зависимостей, полученных в многочисленных иссле­ дованиях стойкости.

Характеристики безотказности для нового инструмента, инст­ румента после первой, второй и следующих переточек могут быть различными. Поэтому при достаточно большом числе данных це­ лесообразно определять эти зависимости отдельно для каждого периода работы — до первого полного отказа, от первого до вто­ рого, от второго до третьего и т. д.

Важной характеристикой, которая часто позволяет вскрыть причины отказов, является интенсивность отказов. Под интенсив­ ностью отказов понимают отношение числа отказавших в едини­ цу времени инструментов к среднему за данный отрезок времени

13

неизменной интенсивности износа значительно увеличивает рас­ сеивание стойкости и резко снижает вероятность безотказной ра­ боты инструмента в первые минуты резания. В связи с этим гаран­ тированная стойкость (время работы резца при заданной вероят­ ности безотказной работы) весьма мала и меньше средней стой­ кости .

Дефекты твердого сплава, дефекты пайки и заточки вызывают большое число поломок в самом начале эксплуатации. Поэтому интенсивность отказов в зоне I часто падает. В зоне II отказы свя­ заны главным образом с пиковыми нагрузками, и их интенсивность примерно постоянна. В зоне III поломки связаны преимуществен­ но с накоплением усталостных напряжений и уменьшением тол­ щины и других размеров пластины твердого сплава. При этом ин­ тенсивность отказов в основном растет.

Типичные кривые, приведенные на рис 1.1 и 1.2, отражают статистические зависимости, относящиеся к определенному, отно­ сительно небольшому количеству инструментов. Точное (вероят­ ностное) выражение характеристик надежности может быть полу­ чено путем нахождения соответствующих теоретических законов, отражающих эти зависимости для всей совокупности инструментов изучаемого размера, конструкции, условий изготовления и экс­ плуатации. Выбор этих законов должен производиться на основа­ нии анализа причин отказов и их физической модели.

В зоне II, когда Ä.=const, вероятность безотказной работы мо­

Ввиду того, что очень часто действуют все причины поломок или многие из них, то интенсивность отказов, связанных с проч­ ностью инструментов, сначала падает (зона I), потом остается постоянной (зона II) и наконец растет (зона III).

Такой сложный характер зависимостей редко может быть вы­ ражен одним законом, и в общем случае трудно подобрать какой-

15