OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 133 TECHNOLOGY Настоящее исследование продолжает и существенно развивает идеи, заложенные в ранней работе А.Д. Жаргаловой и П.А. Еремейкина [52], посвященной концептуальной архитектуре программной системы для выбора рациональных режимов токарной обработки тонкостенных деталей. Предшествующие исследования были сосредоточены главным образом на формулировке системной архитектуры на основе продукционных правил и разработке модульной концепции, заложившей методологическую основу данного направления. Настоящая работа реализует существенное продвижение по нескольким направлениям: на теоретическом уровне построена аналитическая механическая модель на основе теории консольной балки, устанавливающая количественную функциональную связь между параметрами резания и упругой деформацией заготовки; на алгоритмическом уровне разработан и реализован итерационный алгоритм многопараметрической оптимизации с четко определенной стратегией корректировки параметров и условиями сходимости; на уровне программной реализации создан полнофункциональный прототип веб-системы, интегрирующий базу знаний по материалам и инструментам, вычислительное ядро и модуль оптимизации; на уровне верификации реализована стратегия кросс-платформенной валидации, сочетающая CAM-моделирование технологического процесса и статический конечноэлементный анализ деформаций. Целью данной работы является алгоритмическая реализация и комплексная экспериментально-вычислительная верификация прототипа интеллектуальной системы поддержки принятия решений для научно обоснованного выбора оптимальных режимов токарной обработки тонкостенных деталей, рассматриваемой как составной элемент методологии проектирования гибридных металлообрабатывающих систем. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи: • формирование аналитической математической модели, устанавливающей функциональную связь между параметрами резания и упругой деформацией тонкостенной заготовки; • разработка и программная реализация итерационного алгоритма многопараметрической оптимизации режимов резания с целевой функцией минимизации максимального прогиба; • создание прототипа веб-ориентированной СППР с графическим интерфейсом пользователя; • верификация эффективности системы посредством CAM-моделирования технологического процесса и статического конечно-элементного анализа деформаций для типовых тонкостенных деталей из конструкционных материалов. Методика исследований Математическая модель деформационного отклика тонкостенной заготовки Точность формообразования при токарной обработке тонкостенных деталей в значительной степени определяется величиной радиальной составляющей силы резания Fy, которая вызывает изгибный прогиб заготовки в направлении, нормальном к обрабатываемой поверхности [53]. Для количественной оценки этой деформации в разработанной системе используется упрощенная, но физически обоснованная модель консольной балки, позволяющая аналитически связать параметры режима резания с геометрическим результатом обработки. Расчет силовых параметров процесса резания осуществляется на основе классических эмпирических зависимостей, адаптированных для задачи анализа деформационного отклика [54, 55]. Тангенциальная (главная) составляющая силы резания Fz определяется по формуле x y n z p mp F C t s V K = , (1) где t – глубина резания (мм); s – подача (мм/об); V – скорость резания (м/мин); Cp, x, y, n – эмпирические коэффициенты, определяемые свойствами обрабатываемого материала, геометрией инструмента и условиями обработки; Kmp – поправочный коэффициент, учитывающий фактические механические свойства обрабатываемого материала. Радиальная Fy и осевая Fx составляющие силы резания определяются через установленные пропорциональные соотношения с тангенциальной составляющей [56]: 0,35 z x F F ≈ ; (2) 0, 45 z y F F ≈ . (3) Конкретные значения коэффициентов пропорциональности определяются условиями
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1