ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 48 ТЕХНОЛОГИЯ ANFIS-моделирование токарной обработки гибридных нанокомпозитов на основе алюминиевого сплава Al7075 при охлаждении сжатым воздухом Сатиш Чинчаникар 1, a, *, Сухас Патил 2, b, Пареш Кулкарни 3, c 1 Кафедра машиностроения, Технологический институт Вишвакарма, филиал Университета Савитрибай Пхуле Пуны, Пуна – 411037, Махараштра, Индия 2 Кафедра машиностроения, Институт информационных технологий Вишвакарма, филиал Университета Савитрибай Пхуле Пуны, Пуна – 411048, Махараштра, Индия 3 Кафедра машиностроения, Международный университет имени Д.И. Патила, Акурди, Пуна, Махараштра, 411044, Индия a https://orcid.org/0000-0002-4175-3098, satish.chinchanikar@vit.edu; b https://orcid.org/0000-0002-2965-1531, suhas.221p0007@viit.ac.in; c https://orcid.org/0000-0002-2761-8754, paresh2410@gmail.com Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2025 Том 27 № 4 с. 48–61 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.4-48-61 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.941.025:004.891.3:669.715:621.56 История статьи: Поступила: 13 августа 2025 Рецензирование: 02 сентября 2025 Принята к печати: 09 сентября 2025 Доступно онлайн: 15 декабря 2025 Ключевые слова: Токарная обработка Нанокомпозит Al7075 Охлаждение сжатым воздухом ANFIS Производительность обработки АННОТАЦИЯ Введение. Гибридные металломатричные композиты (HMMCs) находят все более широкое применение в авиационной и автомобильной промышленности благодаря их низкой плотности, высокой жесткости и исключительной удельной прочности. В частности, алюминиевые HMMCs, особенно на основе сплава Al7075, получают все большее признание. Непрерывные исследования и разработки в данной области направлены на поиск способов повышения долговечности и производительности этих передовых материалов. Цель работы. Обрабатываемость сплава Al7075 является серьезной проблемой из-за его абразивной армирующей фазы, которая вызывает быстрое изнашивание инструмента, увеличение сил резания и ухудшение качества обработанной поверхности. Кроме того, ориентация промышленности на экологически чистое производство привела к переходу от традиционной обработки с применением СОЖ к устойчивым альтернативам. Исходя из этого, исследователи оптимизируют производительность обработки, используя передовые технологические достижения и методы. Однако имеется ограниченное количество работ, посвященных моделированию производительности обработки нанокомпозитов на основе алюминиевого сплава Al7075 при токарной обработке в условиях охлаждения сжатым воздухом. Методы исследования. Разработка комплексной модели позволит производителям лучше понимать, как повысить эффективность процессов токарной обработки нанокомпозитов на основе сплава Al7075. С этой целью в данной работе проводится моделирование производительности обработки гибридных нанокомпозитов на основе алюминиевого сплава Al7075 при точении в условиях охлаждения сжатым воздухом с использованием адаптивной сети на основе системы нечеткого вывода (ANFIS) для прогнозирования износа инструмента (TW), шероховатости поверхности (Ra) и силы резания (Fc) в зависимости от параметров процесса. Результаты и обсуждение. Разработана ANFIS-модель для прогнозирования производительности обработки с учетом влияния параметров процесса, таких как скорость резания, подача и глубина резания, для различных нанокомпозитов на основе алюминиевого сплава Al7075, которые были изготовлены методом механического замешивания частиц в расплав с использованием наночастиц карбида кремния (30…50 нм) и графена (5…10 нм) в качестве армирующих элементов. Армирующие материалы влияют на механические и физические свойства композитов. Для инженерных приложений SiC и графен являются предпочтительными армирующими элементами, обладающими отличительными характеристиками. ANFIS-модели были разработаны для прогнозирования Ra, Fc и TW на основе экспериментальных результатов. Метод Сугено был выбран для представления нечетких правил и функций принадлежности, поскольку он использует взвешенные средние значения в процессе дефаззификации и обеспечивает лучшую эффективность обработки. Инструментарий MATLAB ANFIS применялся для разработки и настройки нечетких систем вывода. Разработанная ANFIS-модель эффективно прогнозирует характеристики обработки, предлагая практический подход к оптимизации параметров процесса с высокой надежностью. Исследование продемонстрировало хорошее соответствие между экспериментальными результатами и прогнозируемыми ANFIS-результатами, при этом средняя ошибка прогнозирования составила менее 8 %. В частности, ANFIS-модель дала ошибки в 5,1 % для Ra, 13,45 % для Fc и 7,92 % для TW. Модель продемонстрировала отличное соответствие экспериментальным данным, демонстрируя высокую точность прогнозирования и возможность обобщения. Для лучшего понимания влияния параметров процесса на Fc, Ra и TW для различных нанокомпозитов построены 3D-графики. Полученные результаты подтверждают эффективность охлаждения сжатым воздухом для улучшения обрабатываемости при минимизации воздействия на окружающую среду. Кроме того, разработанная ANFIS-модель служит надежным инструментом для оптимизации параметров токарной обработки композитов на основе алюминиевого сплава Al7075, поддерживая развитие стратегий экологически чистого производства. Для цитирования: Чинчаникар С., Патил С., Кулкарни П. ANFIS-моделирование токарной обработки гибридных нанокомпозитов на осн ове алюминиевого сплава Al7075 при охлаждении сжатым воздухом // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2025. – Т. 27, № 4. – С. 48–61. – DOI: 10.17212/1994-6309-2025-27.4-48-61. ______ *Адрес для переписки Чинчаникар Сатиш, д.т.н., профессор Кафедра машиностроения, Институт информационных технологий Вишвакарма, филиал Университета Савитрибай Пхуле Пуны, Пуна – 411048, Махараштра, Индия Тел.: +91-2026950401, e-mail: satish.chinchanikar@viit.ac.in
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1