ВЕСТНИК МАГНИТОГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА ИМ. Г. И. НОСОВА

Постановка задачи (актуальность работы). Среднегодовой объем рынка металлообрабатывающего инструмента в России составляет 21 млрд руб. При этом современная ситуация характеризуется тем, что потребность в металлорежущем инструменте возрастает. Однако наблюдается негативная тенденция в снижении доли отечественного инструмента в общем объеме рынка. Если в 2017 году доля отечественного инструмента составляла 42%, то за 2022 год она снизилась до 25%. При этом существенной проблемой является контроль качества инструмента. Причем проблема усугубляется сжатыми сроками на подготовку производства. Также следует отметить, что организация крупных инструментальных производств требует очень больших материальных затрат и не всегда оправдана. Поэтому необходимо совершенствовать организационные и технологические аспекты в условиях мелких серий. Выходом в данной ситуации является использование экспресс-испытаний непосредственно при изготовлении инструмента. Цель работы. Cнижение сроков постановки на производство опытных партий монолитного осевого режущего инструмента из быстрорежущих сталей и твердых сплавов. Используемые методы. В работе использованы методы технологии машиностроения, испытаний на стойкость инструмента, нанесения износостойких покрытий. Рассматривается полный технологический процесс изготовления монолитного режущего инструмента, включая контроль качества и предварительные испытания. В работе рассматривается инструмент в диапазоне размеров (по диаметру) от 6 до 16 мм. Новизна. Разработан новый метод исследования - экспресс-испытания монолитного режущего инструмента, кроме того, получены новые данные в результате экспресс-испытаний. Результат. Разработанная методика экспресс-испытаний монолитного режущего инструмента, который позволяет повысить контроль качества монолитного режущего инструмента в условиях мелкосерийного производства. Практическая значимость. Разработанный метод экспресс-испытаний позволяет существенно сократить сроки технологической подготовки производства монолитного режущего инструмента за счет исключения необходимости производственных испытаний с последующей доводкой образцов. Кроме того, определены оптимальные режимы испытаний, которые обеспечивают сочетание адекватности результатов (по отношению к производственным испытаниям), а с другой - минимальное время испытаний.

Основной целью данной работы является исследование использования моделей искусственной нейронной сети (ИНС) для проверки и прогнозирования прочностных свойств сухих и влажных песчано-глинистых смесей, используемых для формовки в процессах изготовления литых изделий. В качестве основного параметра, выражающего прочностные свойства песчано-глинистых смесей, использовали сопротивление деформации формы. В качестве выбранной структуры ИНС использовали персептрон с несколькими скрытыми слоями, в качестве метода обучения применяли метод с учителем с использованием экспериментальных данных. Определение синаптических весов производили с использованием базового алгоритма обратного распространения ошибки. Исследовали время обучения и результирующую точность ИНС для предсказания прочностного параметра песчано-глинистых смесей в зависимости от состава смеси, влажности и температуры. В результате исследования была сформирована структура персептрона нейросетевой модели и определены значения величин синаптических весов. Реализующая разработанную нейросетевую модель программа для ЭВМ позволила выполнить прогнозирование количественного влияния отдельных компонентов сырых и сухих песчано-глинистых смесей на их предел прочности на сжатие, который выражается через сопротивление деформации. Полученные результаты прогнозирования характеристик сравнивались с экспериментально полученными результатами других исследователей. Было установлено, что расчетные прогнозируемые данные по влиянию компонентного состава смеси на сопротивление деформации не противоречат экспериментальным данным. Исследования, проведенные с использованием разработанного программного обеспечения, позволили выполнить оценку прочности формовочных смесей с компонентными составами, которые ранее не исследовались. Это позволит расширить диапазоны оценки возможности образования горячих трещин в отливках.