Determination of optimal coordinates for switching processing cycles on metal-cutting machines

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 56 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Введение После опубликования работ [1, 2] многие проблемы динамики систем различной природы , взаимодействующих с различными средами , ста - Определение оптимальных координат переключения циклов обработки на металлорежущих станках Вилор Заковоротный a , Валерия Гвинджилия b, * Донской государственный технический университет , пл . Гагарина , 1, г . Ростов - на - Дону , 344000, Россия a https://orcid.org/0000-0003-2187-9897, vzakovorotny@dstu.edu.ru, b https://orcid.org/0000-0003-1066-4604, sinedden@yandex.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 1 с . 56–67 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-56-67 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9:531.3 История статьи : Поступила : 08 ноября 2020 Рецензирование : 05 декабря 2020 Принята к печати : 06 января 2021 Доступно онлайн : 15 марта 2021 Ключевые слова : Минимизация приведенных затрат на изготовление Качество изготовления деталей Координаты переключения циклов обработки Финансирование : Исследование выполнено при фи - нансовой поддержке грантов РФФИ : « Разработка теории анализа и синтеза управляемой самооргани - зации в динамической системе ре - зания в ходе обработки на примере изготовления деталей на токарных станках », № 19-08-00022; « Разра - ботка методов анализа и синтеза динамической системы резания по критерию минимизации приведен - ных затрат на изготовление », № 20- 38-90074. АННОТАЦИЯ Введение . Одним из направлений повышения эффективности обработки на станках является согласование программы ЧПУ с изменяющимися свойствами динамической системы резания . Если при этом учитывается износ инструмента и связанные с ним изменения параметров динамической системы резания , то скорость резания для обеспечения минимального значения интенсивности изнашивания уменьшается по пути резания . Соответствующая скорость подачи уменьшается еще быстрее , так как необходимо обеспечивать постоянство деформационных смещений инструмента относительно заготовки . Эволюция свойств процесса резания , для согласования с которыми выполняется коррекция траекторий исполнительных элементов станка , зависит от мощности необратимых преобразований подводимой к резанию энергии . При этом уменьшается эффективность обработки . Поэтому формулируется новая для рассматриваемой предметной области проблема определения координат перемещения инструмента относительно заготовки , начиная с которых дальнейшая обработка экономически нецелесообразна . В этом случае необходимо после обработки очередной детали обеспечить замену инструмента и выполнить его переналадку . Предмет . Металлорежущий станок токарной группы , траектории исполнительных элементов которого управляются , например , системой ЧПУ . Цель работы . Математическое моделирование и методика определения координат , при которых необходимо делать замену инструмента . Метод и методология проведения работы . Доказаны необходимые условия оптимальности определения этих координат . Приводится математический инструментарий , позволяющий по заданным траекториям вычислить координаты , при которых приведенные затраты на изготовление принимают минимальное значение . При этом учитываются вероятностные характеристики эволюционных траекторий . Результаты и обсуждения . Приводится анализ эффективности использования методики в промышленности в зависимости от стоимости затрат на станок и инструмент вместе с его заменой и переналадкой . Доказанные условия оптимальности и приведенный математический инструментарий дополняют знания об оптимизации управляемых процессов обработки на станках . Выводы . Результаты исследования показывают новые варианты организации замены инструментов , направленные на повышение эффективности обработки программными методами с помощью системы ЧПУ . Для цитирования : Заковоротный В . Л ., Гвинджилия В . Е . Определение оптимальных координат переключения циклов обработки на металлорежущих станках // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 1. – С . 56–67. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.1-56-67. ______ * Адрес для переписки Гвинджилия Валерия Енвериевна , аспирант Донской государственный технический университет , пл . Гагарина , 1 344000, г . Ростов - на - Дону , Россия Тел .: +7-918-583-23-33, e-mail: sinedden@yandex.ru ли рассматриваться с учетом их эволюционных изменений и самоорганизации [3–7]. Показано , что при управлении сложными взаимосвязанны - ми системами эффективно использовать синер - гетическое согласование внешнего управления с внутренней динамикой управляемой системы [3]. Применительно к обработке на станках – это согласование траекторий исполнительных элементов станка ( ТИЭС ) с динамической си - стемой резания ( ДСР ) [8–10], свойства которой