ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 57 ТЕХНОЛОГИЯ Моделирование взаимосвязей между входными факторами и выходными показателями процесса внутреннего шлифования с учетом взаимных колебаний инструмента и заготовки Сергей Братан a, *, Анастасия Часовитина b Севастопольский государственный университет, ул. Университетская, 33, г. Севастополь, 299053, Россия a https://orcid.org/0000-0002-9033-1174, serg.bratan@gmail.com, b https://orcid.org/0000-0001-6800-9392, nastya.chasovitina@mail.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 1 с. 57–70 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-57-70 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение На сегодняшний день в машиностроительной индустрии реализуется множество способов обработки материалов с высокой точностью. К ним относят: ультразвуковую, лазерную обработку, ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.923.4 История статьи: Поступила: 23 декабря 2022 Рецензирование: 12 января 2023 Принята к печати: 25 января 2023 Доступно онлайн: 15 марта 2023 Ключевые слова: Шлифование титана Вибрации Взаимные колебания Точные отверстия Режимы обработки Баланс перемещений в технологической системе Благодарности: Исследования выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. В реальных производственных условиях технологические режимы, рекомендованные в научной литературе, не отражают заявленных качеств, вследствие того что не учитывают множество факторов, присущих процессу чистового шлифования, например, его стохастическую природу, изменение его динамических свойств, увеличение взаимных колебаний инструмента и заготовки, появляющихся из-за изменений состояния технологической системы, например увеличение вибраций станка вследствие неравномерного износа инструмента и др. Все разработанные ранее модели имеют ограниченную область применения, они не учитывают того, что появление колебаний приводит к колебанию глубины шлифования при случайном контактировании зерен с обрабатываемым материалом, где одна группа зерен срезает материал, другая попадают в след царапин, оставленных предшествующими зернами, и т.д. Это приводит к изменениям величин съема материала, шероховатости поверхности и других параметров технологической системы, что непосредственно сказывается на показателях точности обработки и качестве обработанных поверхностей. Цель работы: разработка математических моделей, устанавливающих взаимосвязи между режимами обработки и текущими параметрами зоны контакта при чистовом шлифовании точных отверстий с учетом взаимных колебаний инструмента и заготовки. Методами исследования являются математическое моделирование с использованием основных положений теории абразивно-алмазной обработки. Результаты и обсуждение. Установлены взаимосвязи между режимами резания с текущими входными параметрами зоны контакта при шлифовании точных отверстий с учетом взаимных колебаний инструмента и заготовки, которые позволяют определить параметры системы на выходе для избегания стоимостных потерь, в том числе снижения числа бракованных изделий и временных издержек. Построены нестационарные математические зависимости, позволяющие определять режимы резания в процессе реализации цикла шлифования с учетом величины относительных вибраций и начальной фазы. Установлено, что вместо установившегося процесса наблюдаются гармонические колебания, вызванные отклонениями формы круга, интенсивностью износа инструмента и другими факторами. Все вышеперечисленное оказывает существенное влияние на качество обработанной поверхности. Полученные модели являются универсальными для различных характеристик инструмента, однако для более адекватного описания процесса необходимы математические зависимости, учитывающие износ инструмента на различных связках, что является задачей дальнейших исследований. Для цитирования: Братан С.М., Часовитина А.С. Моделирование взаимосвязей между входными факторами и выходными показателями процесса внутреннего шлифования с учетом взаимных колебаний инструмента и заготовки // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 1. – С. 57–70. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-57-70. ______ *Адрес для переписки Братан Сергей Михайлович, д.т.н., профессор Севастопольский государственный университет, ул. Университетская, 33, 299053, г. Севастополь, Россия Тел.: +79787155019, e-mail: serg.bratan@gmail.com процессы высокоскоростного фрезерования, а также операции абразивно-алмазной обработки, среди которых можно выделить процесс внутреннего шлифования. Процесс шлифования получил широкое распространение благодаря высокой производительности, низкой себестоимости и процессу обработки наряду с его точностью и качеством обработанного поверхностного слоя [1–7]. Несмотря на широкое многообразие моделей, описывающих процессы абразивно-алмазной
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1