Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 1 2020 27 ТЕХНОЛОГИЯ Разработка математических моделей для технологической подготовки производства и адаптивного управления токарной и фрезерной обработкой в цифровых производственных системах Александр Ингеманссон * АО « Федеральный научно - производственный центр « Титан - Баррикады », пр . Ленина , б / н , г . Волгоград , 400071, Россия https://orcid.org/0000-0002-7963-393X , aleing@yandex.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 1 с . 27–40 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-27-40 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Реализация концепции « индустрия 4.0» в промышленности означает внедрение цифро - вых производственных систем ( ЦПС ), в кото - рых технологическое оборудование и оснаще - ние , материалы и изделия являются активными системными компонентами , самостоятельно ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9.025 История статьи : Поступила : 22 ноября 2019 Рецензирование : 28 декабря 2019 Принята к печати : 30 января 2020 Доступно онлайн : 15 марта 2020 Ключевые слова : Технологическая подготовка производства Обработка резанием Адаптивное управление Математические модели Цифровые производственные системы АННОТАЦИЯ Введение . Разработка наукоемких решений в области технологического обеспечения стабильности получения качества обработанной поверхности и работоспособности режущего инструмента является со - временным направлением повышения эффективности технологических процессов механической обработки . Особое значение данная проблема приобретает для производственных систем , использующих автоматизи - рованное оборудование , в частности , для цифровых производственных систем ( ЦПС ), т . е . она связана с реализацией концепции « индустрия 4.0» в промышленности . Нестабильность процесса резания выражается в колебании температурно - силовых характеристик процессов стружкообразования и контактного взаимодей - ствия и провоцирует непостоянство получаемого качества обработанных поверхностей и работоспособности режущего инструмента . Адаптивное управление позволяет повысить стабильность выходных параметров процесса резания при колебаниях состояния технологической системы . На основе использования возмож - ностей современного оборудования с ЧПУ предлагается адаптивное управление режимами резания с целью повышения эффективности технологических процессов механической обработки . Цель работы : разработка и обоснование математических моделей влияния режимов и параметров процесса обработки на функци - ональные и выходные параметры точения и фрезерования для технологической подготовки производства ( ТПП ) и адаптивного управления процессом резания в ЦПС . Методами исследования являются планиро - вание многоуровневых полных факторных экспериментов с учетом анализа наиболее распространенных об - рабатываемых и инструментальных материалов , режимов и условий обработки при точении и фрезеровании на станках с ЧПУ , статистическая обработка результатов экспериментов и регрессионный анализ , анализ разработанных математических моделей с позиции теории и физических основ процесса резания . Результа - ты и обсуждение . На основе проведенных экспериментальных исследований , построения математических моделей и анализа полученных результатов получены расчетные формулы для определения среднего ариф - метического отклонения профиля Ra и среднего шага неровностей профиля Sm обработанной поверхности , подачи и силы резания при точении и фрезеровании . Представленные математические модели описывают за - кономерности формирования функциональных и выходных параметров обработки резанием и предназначе - ны для ТПП и для адаптивного управления современным автоматизированным оборудованием с ЧПУ в ЦПС для механической обработки . Анализ разработанных математических моделей обнаружил закономерности формирования микрогеометрии обработанной поверхности и силы резания , т . е . нагрузки на инструмент , с позиции теории резания и температурно - деформационных закономерностей высокоскоростного пластиче - ского деформирования . Для цитирования : Ингеманссон А . Р . Разработка математических моделей для технологической подготовки производства и адап - тивного управления токарной и фрезерной обработкой в цифровых производственных системах // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 1. – С . 27–40. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-27-40. ______ * Адрес для переписки Ингеманссон Александр Рональдович , к . т . н ., главный технолог АО « Федеральный научно - производственный центр « Титан - Баррикады » пр . Ленина , б / н 400071, г . Волгоград , Россия Тел .: 8 (8442) 74-90-74, e-mail: aleing@yandex.ru