Synergetic approach to improve the efficiency of machining process control on metal-cutting machines

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 3 2021 84 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Синергетический подход к повышению эффективности управления процессами 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 № 3 с . 84–99 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-84-99 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В настоящее время сформировалась систем - но - синергетическая парадигма анализа и син - теза сложных систем [1–4]. Она используется при управлении техническими системами [5–8], в том числе процессами обработки на металло - ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9:531.3 История статьи : Поступила : 29 июня 2021 Рецензирование : 17 июля 2021 Принята к печати : 30 июля 2021 Доступно онлайн : 15 сентября 2021 Ключевые слова : Эффективность обработки Самоорганизация и эволюция Синергетика согласования внешней и внутренней динамики Финансирование : Исследование выполнено при финансовой 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. Благодарности : Исследования выполнены на обо - рудовании ЦКП « Структура , меха - нические и физические свойства материалов ». АННОТАЦИЯ Введение . Эффективность обработкинаметаллорежущих станках оценивается приведенными затратами на изготовление партии деталей при обеспечении требуемого качества . В современном производстве детали изготавливаются , как правило , на станках с ЧПУ . На сегодняшний день соответствие программы ЧПУ и траекторий исполнительных элементов станка обеспечивается с высокой точностью , которая , однако , еще не гарантирует качество и эффективность изготовления . В основу определения программы ЧПУ положена база знаний о рациональных режимах , инструменте , смазочно - охлаждающей жидкости при обработке . Эта база отражает некоторое усреднение по множеству станков , инструментов и условий обработки . Не принимаются во внимание изменения свойств динамической системы в процессе резания . Предмет . В статье рассматривается синергетическое согласование внешнего управления ( программы ЧПУ ) и динамики резания ( внутреннее управление ). Факторы внутреннего управления могут быть заданы априорно , а также определены в результате влияния необратимых преобразований энергии в зоне резания . Цель работы – определить закон управления траекториями исполнительных элементов станка таким образом , чтобы при изменяющихся свойствах динамической системы резания в ходе обработки детали обеспечивались требуемое качество поверхности детали и минимизация интенсивности изнашивания инструмента . Метод и методология . Приводится математическое моделирование управляемой динамической системы , свойства которой изменяются за счет априорно заданных законов вариации параметров подсистем , а также изменения свойств резания , обусловленных мощностью необратимых преобразований энергии . Рассмотрение мощности необратимых преобразований энергии необходимо для прогнозирования износа по задней грани , изменения параметров динамической связи и эволюционной перестройки динамики резания . Результаты и обсуждения . Раскрыта закономерность согласования программы ЧПУ с изменяющимися свойствами процесса резания , позволяющими повысить эффективность обработки при обеспечении требуемого качества деталей . Выявлен и проанализирован ряд свойств динамической системы резания , обусловленный изменением траектории скорости продольной подачи инструмента при обработке вала , изменение жесткости которого задано . Для цитирования : Заковоротный В . Л ., Гвинджилия В . Е . Синергетический подход к повышению эффективности управления процессами обработки на металлорежущих станках // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 3. – С . 84–99. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-84-99. ______ * 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