ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 4 2025 50 ТЕХНОЛОГИЯ Al2O3, при этом наблюдалось хорошее соответствие между расчетными и экспериментальными данными [15]. Исследования применения наножидкостей при минимальной подаче смазки (NFMQL) для повышения эффективности обработки резанием представлены в работах [16, 17]. В большинстве исследований для моделирования производительности обработки использовалась ANFIS, что обусловлено ее эффективностью в аппроксимации сложных нелинейных зависимостей между параметрами процесса [18−21]. Тем не менее работ, посвященных изучению влияния концентрации наночастиц в матрице Al7075 на характеристики обработки, крайне мало. В частности, отсутствует информация об ANFISмоделировании точения гибридных нанокомпозитов на основе сплава Al7075 с применением охлаждения сжатым воздухом. В связи с этим в настоящей работе предпринята попытка ANFISмоделирования процесса обработки гибридных нанокомпозитов Al7075 с целью установления взаимосвязи между концентрацией нанодисперсных частиц в матрице Al7075 и производительностью обработки в зависимости от режимов резания. Для достижения поставленной цели было изготовлено девять различных нанокомпозитов на основе сплава Al7075 с варьируемым содержанием карбида кремния (SiC) и графена. Для каждого композиционного материала проведено девять экспериментов по точению в условиях охлаждения сжатым воздухом. На основе полученных данных разработана ANFIS-модель для прогнозирования силы резания, износа по задней поверхности инструмента и шероховатости обработанной поверхности с учетом режимов резания и состава нанокомпозита. Проведена серия дополнительных экспериментов для верификации результатов моделирования ANFIS. Методы В данном разделе представлена структура эксперимента по построению ANFIS-моделей, предназначенных для прогнозирования шероховатости поверхности (Ra), силы резания (Fc) и износа инструмента (TW) при точении композиционного материала на основе сплава Al7075. Подробно описаны схема экспериментальной установки и условия проведения токарной обработки, а также методология разработки ANFISмоделей. В качестве материала для экспериментов использовали образцы из сплава Al7075 в форме цилиндрических прутков (300×30 мм), которые подвергались точению с применением твердосплавного режущего инструмента CNMG120408MS, закрепленного в державке PCBNR2525M12 (ISO). Все эксперименты проводились на прецизионном токарном станке с ЧПУ, что обеспечивало стабильность геометрии и положения инструмента в процессе обработки. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1. Химический состав сплава Al7075 приведен на рис. 2. Описание характеристик различных композиционных материалов, полученных методом механического перемешивания компонентов в расплаве, представлено в табл. 1. Выбор диапазонов варьирования входных параметров (режимов резания) основывался на результатах анализа данных из научной литературы, предварительных экспериментов, технических характеристиках используемого оборудования и рекомендациях производителя режущего инструмента. Оптимизированные диапазоны параметров обеспечивали повышение производительности обработки и увеличение стойкости инструмента. Общее количество экспериментов составило 81, при этом исследовались девять различных композиционных материалов (рис. 3). Варьировались следующие параметры: скорость резания V в диапазоне 100…200 м/мин, подача f = 0,1…0,3 мм/об и глубина резания d = 0,2…0,8 мм. Для каждого режима точения определяли значения Ra, Fc и TW. Силу резания Fc измеряли с помощью предварительно откалиброванного динамометра. Износ задней поверхности инструмента TW оценивали после каждого прохода с использованием цифрового микроскопа Dino-Lite. Шероховатость поверхности Ra измеряли с помощью профилометра. Контроль износа инструмента осуществлялся в соответствии с требованиями стандарта ISO 3685-1977(E). Критериями предельного состояния инструмента являлись достижение величины износа по задней поверхности 0,2 мм или внезапный скол режущей кромки.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1