OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 2 2024 119 EQUIPMENT. INSTRUMENTS ности по направлению движения инструмента. Рассмотрены также примеры морфологии поверхности вала, полученного при его точении в различных условиях обработки и на различных режимах. Исследования показали, во-первых, что частотный диапазон, в котором реконструированная топология ℑC(L, X) адекватно отображает реальную топологию ℑ(L, X), ограничен полосой пропускания принятой конечномерной моделью динамической системы резания. В рассматриваемых примерах эта полоса 0, 0 (0, ) ω∈ ω . Здесь верхняя частота 0, 0 ω зависит не только от полосы пропускания взаимодействующих через процесс резания подсистем, но и от технологических режимов. В рассматриваемом примере этот диапазон ограничен частотами в лучшем случае в диапазоне 200…300 Гц. В условиях выполненных исследований имеется тенденция некоторого расширения частотного диапазона адекватного отображения реконструированной топологии в сравнении с реальной при увеличении скорости резания. Диапазон 0, 0 (0, ) ω∈ ω уменьшается при развитии износа инструмента и увеличении объема пластической деформации материала в зоне резания. При сравнении топологииℑC(L, X), реконструированной на основе измеренных вибрационных последовательностей, и реальной топологии ℑ(L, X) частотный диапазон 0, 0 (0, ) ω∈ ω может быть расширен до 500 Гц. Однако и в этом случае в реконструированной топологии можно адекватно оценивать только макрогеометрические свойства формируемой резанием поверхности в единстве точности размеров и волнистости. При оценивании микрорельефа требуются более сложные статистические оценки и более точные измерительные приборы, позволяющие существенно расширить частотный диапазон моделируемых и измеримых вибрационных последовательностей. Выполненный анализ морфологий элементарных поверхностей показал, что при уменьшении скорости резания в окрестности траектории, формируемой вершиной инструмента, образуются дополнительные отклонения, физическая природа которых связана с пластической деформацией микрообластей в контакте задних граней инструмента и термодинамикой резания (см. рис. 7, б и в). По нашему мнению, в зависимости от скорости резания необходимо учитывать молекулярно-механические взаимодействия – например, образование и разрыв адгезионных связей. Их формирование и разрыв зависят от скорости перемещения инструмента относительно заготовки. В результате проведенного исследования был получен ряд основных выводов. 1. Качество создания цифрового двойника процесса обработки резанием на металлорежущих станках зависит от глубины проникновения используемых при этом моделей в физику взаимодействий инструмента и заготовки через зону резания. 2. Траектории формообразующих движений инструмента относительно заготовки, рассматриваемые в единстве заданных системой ЧПУ траекторий исполнительных элементов станка и деформационных смещений вершины инструмента относительно заготовки, адекватно отображают формируемую резанием геометрическую топологию поверхности детали. Однако адекватность такого отображения ограничена частотным диапазоном, который зависит, вопервых, от избирательных свойств взаимодействующих подсистем со стороны инструмента и заготовки. Во-вторых, он ограничен возможностью измерения высокочастотных колебательных смещений вершины инструмента относительно заготовки, а также самостоятельных, не включенных в динамическую систему резания физических взаимодействий в зоне резания. 3. Математическое моделирование динамической системы резания, основанное на механике взаимодействия инструмента и заготовки, позволяет адекватно прогнозировать формируемую резанием макрогеометрию детали, но не свойства шероховатости поверхности, тем более свойства поверхностного слоя. Для прогнозирования микрорельефа математические модели, раскрывающие связь траекторий исполнительных элементов станка с учетом упругих деформаций в геометрическую топологию, должны быть композиционными. Кроме механики взаимодействий инструмента и заготовки через динамическую связь, формируемую процессом резания, необходимо включить термодинамические и молекулярные взаимодействия, а также
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1