Том23 № 4 2021 1 СОДЕРЖАНИЕ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ СОУЧРЕДИТЕЛИ ФГБОУ ВО « Новосибирскийгосударственный технический университет » ООО НПКФ « Машсервисприбор » ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Батаев Анатолий Андреевич – профессор , доктортехнических наук , ректор НГТУ ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА Иванцивский Владимир Владимирович – доцент , доктор технических наук Скиба Вадим Юрьевич – доцент , кандидат технических наук Ложкина Елена Алексеевна – редактор переводатекста на английский язык , кандидат технических наук ИЗДАЕТСЯ С1999 г . Периодичность – 4номера вгод ИЗДАТЕЛЬ ФГБОУ ВО « Новосибирскийгосударственный техническийуниверситет » Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ . Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справоч - ной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory» Журнал награжден в 2005 г . Большой Золотой Медалью Сибирской Ярмарки за освещение новых технологий , инструмента , оборудования для обработки металлов Журнал зарегистрирован01.03.2021 г . Федеральной службой по надзо - ру засоблюдениемзаконодательствав сфере массовых коммуникаций и ох - ранекультурного наследия . Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-80400 Индекс : 70590 покаталогуOOO « УП УРАЛ - ПРЕСС » Адрес редакции и издателя : 630073, г . Новосибирск , пр . К . Маркса , 20, Новосибирский государственный техническийуниверситет ( НГТУ ), корп . 5. Тел . +7 (383) 346-17-75 Сайт журнала http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru Цена свободная Перепечатка материалов из журнала « Обработка металлов » возможнапри обязательномписьменномсогласовании с редакцией журнала ; ссылка на журналприперепечатке обязательна . Засодержание рекламных материалов ответственностьнесет рекламодатель . 16+ РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Председатель совета Пустовой Николай Васильевич – доктор технических наук , профессор , Заслуженный деятель науки РФ , член На - циональногокомитета потеоретической и прикладной механике , президент НГТУ , г . Новосибирск ( Российская Федерация ) Члены совета Федеративная Республика Бразилия : Альберто Морейра Хорхе , профессор , доктор технических наук , Федеральный университет , г . Сан Карлос Федеративная Республика Германия : Монико Грайф , профессор , доктор технических наук , Высшая школа Рейн - Майн , Университет при - кладных наук , г . Рюссельсхайм , Томас Хассел , доктор технических наук , Ганноверский университет Вильгельма Лейбница , г . Гарбсен , Флориан Нюрнбергер , доктор технических наук , Ганноверский университет Вильгельма Лейбница , г . Гарбсен Испания : Чувилин А . Л . , кандидат физико - математических наук , профессор , научный руководитель группы электронной микроскопии «CIC nanoGUNE», г . Сан - Себастьян Республика Беларусь : Пантелеенко Ф . И . , доктор технических наук , профессор , член - корреспондент НАНБеларуси , Заслуженный деятель науки Республики Беларусь , Белорусскийнациональныйтехнический университет , г . Минск Украина : Ковалевский С . В . , доктор технических наук , профессор , проректор по научно - педагогической работе Донбасской государственной машиностроительной академии , г . Краматорск Российская Федерация : Атапин В . Г . , доктор техн . наук , профессор , НГТУ , г . Новосибирск , Балков В . П . , зам . ген . директора АО « ВНИИинстру - мент », канд . техн . наук , г . Москва , Батаев В . А . , доктортехн . наук , профессор , НГТУ , г . Новосибирск , Буров В . Г . , доктортехн . наук , профессор , НГТУ , г . Новосибирск , Герасенко А . Н . , директор ОООНПКФ « Машсервисприбор », г . Новосибирск , Кирсанов С . В . , доктор техн . наук , профессор , ТПУ , г . Томск , Коротков А . Н . , доктор техн . наук , профессор , академик РАЕ , КузГТУ , г . Кемерово , Кудряшов Е . А . , доктор техн . наук , профессор , Засл . де - ятель науки РФ , ЮЗГУ , г . Курск , Лобанов Д . В ., доктортехн . наук , доцент , ЧГУ , г . Чебоксары , Макаров А . В . , доктортехн . наук , член - корреспондент РАН , ИФМ УрО РАН , г . Екатеринбург , Овчаренко А . Г . , доктор техн . наук , профессор , БТИ АлтГТУ , г . Бийск , Сараев Ю . Н . , доктор техн . наук , про - фессор , ИФПМ СО РАН , г . Томск , Янюшкин А . С . , доктор техн . наук , профессор , ЧГУ , г . Чебоксары В2017 году журнал « Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты )» вошел в индекс цитирования Emerging Sources Citation Index ( ESCI ) базыWeb of Science . Журналы , представленные в индексе цитированияESCI , отвечают большинству базовых критериевCore Collectionи расцениваются компаниейClarivate Analytics как наиболее влиятельные и востребованные издания , имеющие большую вероятность высокого научного интереса . Журнал входит в « Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий , в которых должныбыть опубликованыосновные научные результаты диссертацийнасоисканиеученых степеней доктора икандидата наук ». Полный текст журнала « Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты )» теперь можно найти в базах данных компанииEBSCO Publishing) на платформеEBSCOhost. EBSCO Publishing является ведущим мировым агрегатором научных и популярных изданий , а также электронных и аудиокниг .
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том23 № 4 2021 2 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ Юсубов Н . Д ., Аббасова Х . М . Полнофакторная матричная модель точности выполняемых размеров на многоцелевыхстанкахс ЧПУ ....................................................................................................................... 6 Шеладия М . В ., Ачарья С . Г ., Котари А . М ., Ачарья Г . Д . Применение техники цифровой обработки изображений в анализе микроструктуры и исследовании обрабатываемости .............................................. 21 Бузаев Д . А ., Зубков Н . Н . Влияние параметров сквозного деформирующего резания на характер по - лучаемых щелевых фильтрующих структур ................................................................................................... 33 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Кулкарни А . П ., Чинчаникар С ., Саргаде В . Г . Теория размерностей и моделирование температу - рына границе раздела стружка - инструмент при точенииSS304 на основе искусственных нейронных сетей .................................................................................................................................................................... 47 Васильев С . А ., Алексеев В . В ., Федорова А . А ., Лобанов Д . В . Исследование сложных поверхностей винтовых движителейтранспортных средств мехатронным профилографом ............................................ 65 Ефимович И . А ., Золотухин И . С . Исследование напряженно - деформированного и температурного состояния режущей части инструмента с использованиемлазерной интерферометриия ......................... 79 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Соколов Р . А ., Новиков В . Ф ., Муратов К . Р ., Венедиктов А . Н . Оценка влияния дисперсности струк - турыстали на магнитные и механические свойства .................................................................................... 93 Фёдоров В . В ., Рыгин А . В ., Клименов В . А ., Мартюшев Н . В ., Клопотов А . А ., Стрелкова И . Л ., Ма - трёнин С . В ., Батранин А . В ., Дерюшева В . Н . Структурные и механические свойства нержавеющей стали , сформированнойвусловиях послойного сплавления проволокиэлектроннымлучом .................. 111 Захарченко К . В ., Капустин В . И ., Ларичкин А . Ю . Ускоренная оценка влияния технологических факторов на прочностныехарактеристикиTi-6Al-4VиAl-Cu-Mg............................................................... 125 Калашникова Т . А ., Белобородов В . А ., Осипович К . С ., Воронцов А . В ., Калашников К . Н . Законо - мерности течения материала по контуру инструмента и стабильность механических свойств матери - ала зоны перемешивания при СТПобразцов сплава АМг5больших толщин ............................................ 140 Крутский Ю . Л ., Максимовский Е . А ., Петров Р . В ., Нецкина О . В ., Ухина А . В ., Крутская Т . М ., Гудыма Т . С . Синтез карбида и диборида титана для металлообработки и получения керамики ............ 155 МАТЕРИАЛЫ РЕДАКЦИИ Рекомендации по написанию научнойстатьи ...................................................................................................... 167 Подготовка аннотации ...................................................................................................................................... 171 Правила для авторов ......................................................................................................................................... 175 МАТЕРИАЛЫ СОУЧЕРЕДИТЕЛЕЙ 183 Корректор Л . Н . Ветчакова Художник - дизайнерА . В . Ладыжская Компьютерная верстка Н . В . Гаврилова Налоговаяльгота – Общероссийскийклассификатор продукции Издание соответствует коду 95 2000ОК005-93 ( ОКП ) Подписанов печать 29.11.2021. Выход в свет 13.12.2021. Формат 60×84 1/8. Бумага офсетная . Усл . печ . л . 23,0. Уч .- изд . л . 42,78. Изд . № 177. Заказ 730. Тираж300 экз . Отпечатанов типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г . Новосибирск , пр . К . Маркса , 20
Vol. 23 No. 4 2021 3 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL BOARD EDITOR-IN-CHIEF: Anatoliy A. Bataev , D.Sc. (Engineering), Professor, Rector, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk , Russian Federation DEPUTIES EDITOR-IN-CHIEF: Vladimir V. Ivancivsky , D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk , Russian Federation Vadim Y. Skeeba , Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk , Russian Federation Editor of the English translation: Elena A. Lozhkina , Ph.D. (Engineering), Department of Material Science in Mechanical Engineering, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk , Russian Federation The journal is issued since 1999 Publication frequency – 4 numbers a year Data on the journal are published in «Ulrich's Periodical Directory» Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working and Material Science”) has been Indexed in Clarivate Analytics Services. We sincerely happy to announce that Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working and Material Science”), ISSN 1994-6309 / E-ISSN 2541-819X is selected for coverage in Clarivate Analytics (formerly Thomson Reuters) products and services started from July 10, 2017. Beginning with No. 1 (74) 2017, this publication will be indexed and abstracted in: Emerging Sources Citation Index. Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working & Material Science”) has entered into an electronic licensing relationship with EBSCO Publishing, the world's leading aggregator of full text journals, magazines and eBooks. The full text of JOURNAL can be found in the EBSCOhost™ databases. Novosibirsk State Technical University, Prospekt K. Marksa, 20, Novosibirsk, 630073, Russia Tel.: +7 (383) 346-17-75 http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 4 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL COUNCIL CHAIRMAN: Nikolai V. Pustovoy , D.Sc. (Engineering), Professor, President, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk , Russian Federation MEMBERS: The Federative Republic of Brazil : Alberto Moreira Jorge Junior , Dr.-Ing., Full Professor; Federal University of São Carlos, São Carlos The Federal Republic of Germany : Moniko Greif, Dr.-Ing., Professor, Hochschule RheinMain University of Applied Sciences, Russelsheim Florian Nürnberger , Dr.-Ing., Chief Engineer and Head of the Department “ Technology of Materials ” , Leibniz Universität Hannover, Garbsen ; Thomas Hassel , Dr.-Ing., Head of Underwater Technology Center Hanover, Leibniz Universität Hannover, Garbsen The Spain: Andrey L. Chuvilin , Ph.D. (Physics and Mathematics), Ikerbasque Research Professor, Head of Electron Microscopy Laboratory “CIC nanoGUNE”, San Sebastian The Republic of Belarus : Fyodor I. Panteleenko , D.Sc. (Engineering), Professor, First Vice-Rector, Corresponding Member of National Academy of Sciences of Belarus, Belarusian National Technical University, Minsk The Ukraine : Sergiy V. Kovalevskyy , D.Sc. (Engineering), Professor, Vice Rector for Research and Academic Affairs, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk The Russian Federation : Vladimir G. Atapin , D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk ; Victor P. Balkov , Deputy general director, Research and Development Tooling Institute “ VNIIINSTRUMENT ” , Moscow ; Vladimir A. Bataev , D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk ; Vladimir G. Burov , D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk ; Aleksandr N. Gerasenko , Director, Scientific and Production company “ Mashservispribor ” , Novosibirsk ; Sergey V. Kirsanov , D.Sc. (Engineering), Professor, National Research Tomsk Polytechnic University, Tomsk ; Aleksandr N. Korotkov , D.Sc. (Engineering), Professor, Kuzbass State Technical University, Kemerovo ; Evgeniy A. Kudryashov , D.Sc. (Engineering), Professor, Southwest State University, Kursk ; Dmitry V. Lobanov , D.Sc. (Engineering), Associate Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary ; Aleksey V. Makarov , D.Sc. (Engineering), Corresponding Member of RAS, Head of division, Head of laboratory (Laboratory of Mechanical Properties) M.N. Miheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences (Ural Branch), Yekaterinburg ; Aleksandr G. Ovcharenko , D.Sc. (Engineering), Professor, Biysk Technological Institute, Biysk ; Yuriy N. Saraev , D.Sc. (Engineering), Professor, Institute of Strength Physics and Materials Science, Russian Academy of Sciences (Siberian Branch), Tomsk ; Alexander S. Yanyushkin, D.Sc. (Engineering), Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary
Vol. 23 No. 4 2021 5 CONTENTS OBRABOTKAMETALLOV TECHNOLOGY Yusubov N.D., Abbasova H.M. Full-factor matrix model of accuracy of dimensions performed on CNC multi-purposemachines........................................................................................................................................ 6 Sheladiya M.V., Acharya S.G., Kothari A.M., Acharya G.D. Application of digital image processing technique in the microstructure analysis and the machinability investigation.................................................... 21 Buzaev D.A., Zubkov N.N. Influence of the parameters of deforming cutting on the features of the resulting slottedfilter structures......................................................................................................................................... 33 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Kulkarni A.P., Chinchanikar S., Sargade V.G. Dimensional analysis and ANN simulation of chip-tool interface temperature during turning SS304....................................................................................................... 47 Vasiliev S.A., Alekseev V.V., Fedorova A.A., Lobanov D.V. Investigation of complex surfaces of propellers of vehicles by a mechatronic profilograph.......................................................................................................... 65 Efimovich I.A., Zolotukhin I.S. Study of the stress-strain and temperaturefields in cutting tools using laser interferometry...................................................................................................................................................... 79 MATERIAL SCIENCE Sokolov R.A., Novikov V.F., Muratov K.R., VenediktovA.N. Assessment of the effect of the steels structure dispersion on its magnetic and mechanical properties........................................................................................ 93 Fedorov V.V., Rygin A.V., Klimenov V.A., Martyushev N.V., Klopotov A.A., Strelkova I.L., Matrenin S.V., Batranin A.V., Deryusheva V.N. Structural and mechanical properties of stainless steel formed under conditions of layer-by-layer fusion of a wire by an electron beam.................................................................... 111 Zakharchenko K.V., Kapustin V.I., Larichkin A.Yu. Enhanced assessment of technological factors for Ti-6Al-4V and Al-Cu-Mg strength properties..................................................................................................... 125 Kalashnikova T.A., Beloborodov V.A., Osipovich K.S., Vorontsov A.V., Kalashnikov K.N. Stir zone material flow patterns during friction stir welding of heavy gauge AA5056 workpieces and stability of its mechanical properties................................................................................................................................... 140 Krutskii Yu.L., Maksimovskii E.A., Petrov R.V., Netskina O.V., Ukhina A.V., Krutskaya T.M., Gudyma T.S. Synthesis of titanium carbide and titanium diboride for metal processing and ceramics production..................................................................................................................................................... 155 EDITORIALMATERIALS Guidelines for Writing a Scientific Paper ............................................................................................................ 167 Abstract requirements ......................................................................................................................................... 171 Rules for authors ................................................................................................................................................. 175 FOUNDERS MATERIALS 183 CONTENTS
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том23 № 4 2021 6 ТЕХНОЛОГИЯ Полнофакторная матричная модельточности выполняемых размеров на многоцелевых станкахс ЧПУ Низами Юсубовa, * , Хейран Аббасова b Азербайджанскийтехнический университет , пр . Гусейн Джавида , 25, г . Баку , AZ 1073, Азербайджан a https://orcid.org/0000-0002-6009-9909, nizami.yusubov@aztu.edu.az, b https://orcid.org/0000-0002-0407-5275, abbasova.heyran@aztu.edu.az Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021Том23 № 4 с . 6–20 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.4-6-20 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Высокая стоимость современных станков с числовым программным управлением ( ЧПУ ) на мировом рынке диктует необходимость ис - ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК621.793.71 История статьи : Поступила : 07июля 2021 Рецензирование : 06 августа 2021 Принята к печати : 07 сентября 2021 Доступноонлайн : 15декабря2021 Ключевые слова : Многоцелевые станкис ЧПУ Точность обработки Полнофакторная точностная модель Поля рассеяния выполняемых раз - меров Матрица податливости Плоскопараллельная матрица подат - ливости Угловая матрица податливости АННОТАЦИЯ Введение . Одной из главных причин того , что на современных многоцелевых станках с ЧПУ не используются возможности многоинструментной обработки , является отсутствие рекомендаций по проектированию в этом направлении и соответственно по схемам наладки . Исследование возможностей многоинструментной обработки на многоцелевых станках составляет предмет настоящей работы . Цель работы : рассмотрена задача разработки полнофакторных матричных моделей точности размеров и их чувствительностикпроцессуобработкидляповышенияэффективноститочностиобработкисиспользованием технологических возможностей многоинструментной обработки на современных многоцелевых станках с ЧПУ . Для этого разработаныполнофакторные матричные модели полей рассеяния размеров , выполняемых на многоинструментных двухсуппортных наладках , с учетом нередко встречающихся на практике случаев обработки деталей сгабаритными размерами , резко отличающимися в разных направлениях , изначительном влиянии поворотов обрабатываемой заготовки на погрешность обработки , особенно в направлениях с резко отличающимися габаритными размерами . Результаты работы . Разработанные точностные модели дают возможность рассчитать не только плоскопараллельные перемещения технологической системы для двухсуппортной наладки , но и угловые перемещения вокруг базовых точек с учетом совокупного влияния множества факторов – комплексной характеристики подсистем технологической системы ( плоскопараллельная матрица податливости и угловая матрица податливости ), геометрию режущего инструмента , величинызатупления инструмента , режимов резания и т . д . В результате на базе разработанных точностныхмоделей возможно получение нескольких путей управлениямногоинструментной обработкой , включая усовершенствование структуры многоинструментных наладок , расчет предельных значений режимов резания . На основе разработанных полнофакторных матричных моделей возникла возможность разработки рекомендаций по проектированию наладок и созданию автоматизированной системы проектирования многоинструментнойобработкидля группысовременных многоцелевых токарных станков с ЧПУ . Область применения результатов . Полученные результаты могут использоваться при создании математического обеспечения проектирования операций в системах автоматизированного проектирования , предусмотренных для многоинструментной многосуппортной обработки , выполняемой на многоцелевых станках . Выводы . Разработанные модели и методология моделирования точности обработки дают возможность повышать точность и эффективность одновременной обработки , прогнозировать точность обработкив пределахзаданных условий . Для цитирования : ЮсубовН . Д ., Аббасова Х . М . Полнофакторная матричная модель точности выполняемых размеров на многоцелевых станках с ЧПУ // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 4. – С . 6–20. – DOI: 10.17212/19946309-2021-23.4-6-20. ______ * Адрес для переписки Юсубов Низами Дамир , д . т . н ., профессор Азербайджанскийтехнический университет , пр . Гусейн Джавида , 25, AZ 1073, г . Баку , Азербайджан Тел .: +994 (55) 324 50 12, e-mail: nizami.yusubov@aztu.edu.az пользования технологических возможностей этих станков на высокомуровне . Здесь большое значение имеет не только уменьшение времени обработки , но даже сведение до минимума вспо - могательного времени . Одним из путей повыше - ния производительности обработки на станках с ЧПУ является использование возможностей многоинструментной обработки на этихстанках . Многоинструментная обработка занимает в машиностроении важное место . Многоинстру -
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 7 TECHNOLOGY ментные наладки , обладающие большими по - тенциальными возможностями по концентрации переходов , дают возможность выполнять все формообразующие технологические превраще - ния многономенклатурных деталей на одной токарно - автоматной операции до термической обработки , при том , что в большинстве случа - ев они выполняют всю обработку , начиная от заготовки и заканчивая готовой деталью . Но - менклатура токарных станков , работающих с многоинтструментными наладками , достаточно широка . Однако анализ уровня использования возможностей многоинструментной обработки на многоцелевых станках с ЧПУ , проведенный на заводах , показал , что наладкис параллельной многоинструментной обработкой используют - ся недостаточно [5, 7, 10 − 12]. По этой причине повышение эффективности использования тех - нологических возможностей многоинструмент - ной обработки на современных станках с ЧПУ является одной из проблем в машиностроении , ждущихсвоего решения . Основной предпосылкой для решения воз - никшей проблемы является теория проектиро - вания многоинструментной обработки с уче - томвозможностей современных станков с ЧПУ . Теория проектирования многоинструментной обработки на современных станках с ЧПУ по - строена на основе баланса взаимного влияния сил инструментов наладки с учетом возможно - стей движения инструментов по криволиней - ным траекториям , а также произвольного про - странственного расположения инструментов в наладке . По этой причине в первую очередь важно иметь модели погрешностей обработки , учитывающие одновременное влияние всех со - ставляющих сил резания всех инструментов на - ладки в многоинструментных наладках с про - странственным расположением инструментов и упругие перемещения по всем координат - ным направлениям технологической системы . С учетом этого была создана матричная теория точности многоинструментной обработки [6]. Однако сформированные модели погрешности обработки учитывают только плоскопараллель - ные перемещения подсистем технологической системыпо координатным осям декартовой си - стемы координат XYZ [5, 6, 12]. Такой подход к моделированию процесса возникновения по - грешностей обработки для деталей с габарит - ными размерами одного порядка по всем коор - динатным направлениямдопустим . На практике нередко встречаются случаи обработки деталей с габаритными размерами , резко отличающими - ся в разных направлениях , например , длинные валы ( преобладают линейные размеры ), диски и фланцы ( преобладают диаметральные разме - ры ). В этих случаях на погрешность обработки в значительной степени оказывают влияние по - вороты обрабатываемой заготовки , особенно в направлениях с резко различающимися габа - ритными размерами , и для этого возникает не - обходимость в создании полнофакторных моде - лей точности обработки , учитывающих также и угловые перемещения . Исследования других работ [1–4, 13–26] показывают , что в этой обла - сти работыносят частный характер и охватыва - ют некоторые параметры . Вэтих работах часто встречаются исследования многоинструментной обработки , носящие экспериментальный харак - тер . Математическое моделирование задачи и наряду с этимспецификация многоинструмент - ной обработки , можно сказать , не встречаются полнони в одномисточнике . Самое важное , что эти модели не согласуются с общими законами механики упругодеформируемых систем , поэто - му не могут использоваться для создания единой теории точности обработки , учитывающей воз - можные угловые перемещения подсистем техно - логическойсистемы . В промышленности применяются системы автоматизированного проектирования операций на современных многоцелевых станках с ЧПУ , однако и здесь не предусмотрены возможности повышения точности обработки и производи - тельности многоинструментной обработки пу - тем методики численного определения подач на основе моделирования упругих перемещений технологическойсистемыс учетом ограничений по точности размеров и взаимного влияния од - новременноработающих инструментов . На современных многоцелевых станках с ЧПУ решение задачи наложения технологиче - ских переходов для двухсуппортных токарных станков в имеющихся в наличии автоматизиро - ванных системах программирования операций проводится в ручном режиме методом проб и ошибок . Аэто еще раз подтверждает отсутствие научно обоснованной методики по проектирова - нию многоинструментной многосуппортной об - работки на многоцелевых станках с ЧПУи по - казывает необходимость ее разработки .
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том23 № 4 2021 8 ТЕХНОЛОГИЯ Методика исследований Точность выполняемых размеров является основным требованием при проектировании , наладке и реализации технологического процес - са . Поэтому основной задачей параметризации проектируемого технологического процесса яв - ляется расчет припусков и операционных раз - меров , составляющих единый раздел « Размер - ный анализ технологического процесса ». Другой задачей этапа параметризации является расчет режимов резания [8]. Выполняемые размеры в многоинструментных наладках и промежуточ - ные припуски напрямуюсвязаныс параметрами режимов резания . По этой причине эти две зада - чи параметризации технологического процесса должны решаться одновременно [5, 6]. Основу матричнойтеории многоинструментной обработ - ки составляют математические модели точности выполняемых размеров инструментами в много - инструментных наладках . Поэтому современный уровень математических моделей формирования погрешностей размеров в многоинструментных наладках представляет особый интерес . Как установлено в науке технологии маши - ностроения , точность обработки определяется целым комплексом ряда случайных и законо - мерных факторов , их взаимнымвлиянием ивза - имной связью : упругие перемещения техноло - гической системы , размерный износ режущего инструмента , геометрическая неточность зве - ньев технологической системы , температурные деформации , погрешности расположения заго - товок на станке и погрешности наладки их на выполняемый размер , рассеяние припусковзаго - товок и их физико - механических свойств и т . д . В значительной степени на точность обработки влияют ирежимы резания [8, 9]. Количественным свойством точности об - работки является погрешность обработки . Эта погрешность обработки выделяет степень несо - ответствия форм и размеров реальной детализа - данной идеальнойсхеме в конструкции . Все элементарные составляющие погрешно - стиусловно можно разделить на две группы [8]. 1. Не зависящие от режимов резания или слабо от нихзависящие элементарные составля - ющие погрешности ( мало ): погрешность размер - ного износа режущего инструмента ( ∆ и ), геоме - трическая неточность звеньев технологической системы ( ∑∆ ф ); погрешности температурных деформаций ( ∑∆ T ); погрешности установки за - готовок на станке ( ε ), погрешность наладки за - готовки на выполняемыйразмер ( ∆ н ). 2. Элементарная составляющая погреш - ность , полностью определяемая режимами реза - ния : погрешность упругих перемещений техно - логическойсистемы ( ∆ y ). Погрешности первой группы не представ - ляют никакого интереса во время разработки имитационных моделей , определенных для про - ектирования технологического процесса . Эти составляющие участвуют как постоянные ( кон - станты ) в имитационных моделях . Их значения берутся из обширнойсправочнойлитературы . Во время моделирования точности обра - ботки в результате упругих перемещений тех - нологической системы от влияния сил резания особое место занимает элементарная погреш - ность ∆ у , возникающая в технологической си - стеме . Ее значение определяется режимами реза - ния , особенностями технологической системы . По этой причине элементарная погрешность ∆ у выступаетздесь как основной управляемый объ - ект итребуется ее математическое выражение . Из - за искажения выполняемого размера на практике более востребована другая характери - стика точности обработки – значение поля рас - сеяния выполняемого размера . По причине вза - имного действия силыдля многоинструментных наладок установлено два граничных случая [5, 6]: опозитный и сопозитный . В опозитной наладке все составляющие силы резания одногосуппорта направлены против соответствующих составля - ющих другого суппорта . Такие наладки обычны для токарно - револьверных автоматов с кулачко - вым управлением и токарных многошпиндель - ных автоматов , а в сопозитных наладках все соот - ветствующие составляющие силырезания обоих суппортов направленыв одну сторону . На совре - менной группе токарных станков с ЧПУобе на - ладки используются в равнойстепени . На основании вышесказанного можно от - метить , что для разработки теории численного проектирования многоинструментных наладок необходимы комплексные модели искажения выполняемых размеров и их полей рассеяния . Эти модели должны учитывать структуру мно - гоинструментных наладок – различного типа резцы продольного или поперечного суппорта ,
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 4 2021 9 TECHNOLOGY одновременнуюработу продольного и попереч - ного суппорта . Механизм формирования поля рассеяния в двухсуппортных опозитных наладках посравне - ниюс односуппортнойобработкой чрезвычайно сложен [6]. Рассеяние прочностных свойств ма - териала заготовок и жесткости технологической системыопределяет масштаб интервала рассея - ния искажения размеров 1 w и 2 w , а влияние из - менения припуска на суппортах неоднозначно . По причине того что на продольном и попереч - ном суппорте силы резания направлены друг против друга , изменение припусков ∆ t1 и ∆ t2 может привести к изменению баланса сил . Врезультате этого интервалырассеяния выпол - няемых размеров бывают трех различных по - рядков [6, 27]. Объединив все3варианта располо - жения полей рассеяния , возможно сформировать единую модель поля рассеяния с учетом не толь - ко плоскопараллельного перемещения техноло - гических подсистем выполняемых размеров на продольном суппорте двухсуппортных оппозит - ных наладок , но и угловые перемещения вокруг базовых точек . Далее дана полнофакторная ма - тричная модель выполняемого диаметрального размера на продольномсуппорте : ( ) ( ) 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 2 1 2 1 1 0 0 1 01 1 0 2 01 1 0 2 O 1 O 0 O 1 0 0 2 1 1 0 0 1 0 0 2 0 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 1 2 1 1 0 01 1 0 2 O 1 O O 0 O 1 ïðè t t t t O t O O t t t t t e t p e t p e t p e t p a a a a t p a a t p a a a a t p a a t p e t p e t p a a a a w é ù é ù é - + + + - + + ê ú ê ú ê ë û ë û ë ù é ù + + - + + ú ê ú û ë û - + - + = ( ) ( ) ( ) ) ( ) ( ) 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 2 1 O 0 O 2 1 1 0 0 1 0 0 2 1 2 O 1 O O 0 O 1 0 O 2 01 1 0 2 1 2 1 1 0 0 1 0 0 2 01 1 0 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 1 2 01 1 0 2 , 2 2 ãäå 0; 1 2 t t t O t t t t t t t t t t p a a t p a a a a t p a a t p e t p e t p e t p e t p a a a a t p a a t p e t p e t p + ³ + + + ³ + - + - + + æ ö é ù ÷ ç + + ÷ ê ú ç ÷ çè ø ë û ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 O 1 O O 0 O 1 0 0 2 O 0 O 2 1 1 0 0 1 0 0 2 1 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 01 1 0 2 1 2 1 1 0 0 1 0 0 01 1 0 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 1 2 ïðè 2 2 t t t t t t t t t a a a a t p a a t p a a a a t p a a t p e t p e t p e t p e t p a a a a t p a a æ ö é÷ ç+ + + + ê÷ ç ÷ ç ê è ø ë ù + ú û + + + - - - + - + + ( ) ( ) 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 2 2 1 1 0 0 1 0 0 2 1 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 01 1 0 2 1 2 1 2 1 1 0 0 1 01 1 0 2 01 1 0 2 O 1 O O 0 O 1 0 0 2 1 1 0 O 0 O 2 O 1 O O 0 O ; 2 2 t t t t t t t t t t t t p a a a a t p a a t p e t p e t p e t p e t p e t p e t p a a a a t p a a t p a a a a + + + + é ù é ù é - - + + - - + + ê ú ê ú ê ë û ë û ë ù + + - + ú û ( ) ( ) ( ) ( ) 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 2 1 O 0 O 2 1 2 1 1 0 0 1 0 0 2 01 1 0 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 1 1 0 0 1 0 0 2 1 2 O 1 O O 0 O 1 O 0 O 2 01 1 0 2 1 2 1 1 01 1 0 2 O 1 O ïðè , 2 2 ãäå t t t t t t t t t t t t t p a a t p e t p e t p a a a a t p a a t p a a a a t p a a t p e t p e t p e t p e t p a a é ù + ê ú ë û - + - + + £ + + + £ - - - + - ( ) ( ) 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2 O 0 O 1 O 0 O 2 0; t t a a t p a a t p ìïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïíïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïïï + + ïïïïî (1)
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1