OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 139 TECHNOLOGY степени, что делает ее наиболее эффективным параметром управления. Подача снижена на 24,8 и 19,0 % соответственно, это обеспечивает дополнительное сокращение силовых нагрузок. Скорость резания скорректирована незначительно (снижение на 10,0 и 18,8 %), поскольку данный параметр входит в формулу с наименьшим показателем степени и его влияние на силу резания сравнительно невелико. Совокупное действие описанных корректировок привело к снижению суммарной силы резания в 2,1 раза для стальной втулки (с 750,9 до 355,2 Н) и в 10,8 раза для алюминиевого кольца (с 186,1 до 17,3 Н). Столь значительная разница в степени снижения объясняется различием в значениях эмпирических коэффициентов для стали и алюминиевого сплава: более высокая чувствительность алюминиевого сплава к изменению глубины резания обеспечивает пропорционально большее снижение силового воздействия. Принципиально важный побочный эффект оптимизации – пропорциональное снижение требуемого усилия зажима Fз, рассчитанного по методике обеспечения условий надежного закрепления заготовки [64], – в 3,5 раза для стальной втулки и в 8,1 раза для алюминиевого кольца. Этот результат имеет самостоятельное технологическое значение, поскольку усилие зажима является независимым источником деформации тонкостенной заготовки [10, 11]. Снижение усилия зажима создает дополнительный резерв для минимизации начальной деформации заготовки, обусловленной неравномерностью радиального обжатия в кулачковом патроне. Полученные результаты подтверждают правильность выбранной алгоритмической стратегии, основанной на приоритетном снижении глубины резания, и согласуются с общим научным подходом к формированию «мягких» режимов обработки, описанным в работах [60, 65]. Следует отметить, что переход к «мягким» режимам неизбежно сопровождается увеличением числа рабочих проходов для обеспечения полного съема припуска, однако в контексте обработки тонкостенных деталей это увеличение компенсируется кардинальным повышением геометрической точности и сокращением доли брака. Результаты конечно-элементного анализа деформаций Статический МКЭ-анализ в среде ANSYS дал количественное подтверждение эффективности предложенной оптимизационной стратегии. Сравнительные поля деформаций для обоих объектов исследования при исходных и оптимизированных параметрах обработки представлены на рис. 5. Для стальной втулки максимальная упругая деформация снизилась с 0,0602 мм (при исходных параметрах) до 0,0167 мм (при оптимизированных параметрах), что составляет относительное снижение на 72,3 %. Для алюминиевого кольца аналогичное снижение составило с 0,0422 до 0,0051 мм, т. е. 87,9 %. Визуальный анализ полей деформаций (рис. 5) наглядно демонстрирует не только уменьшение абсолютной величины максимального прогиба, но и существенное сокращение зоны максимальных деформаций, что свидетельствует о более равномерном распределении напряжений в теле заготовки при оптимизированных режимах. Наиболее значимым технологическим результатом является сопоставление значений деформации после оптимизации с конструкторскими допусками на цилиндричность. Для стальной втулки полученное значение max 0, 0167 δ = мм не превышает допуска на цилиндричность 0,02 мм. Для алюминиевого кольца значение max 0, 0051 δ = мм также укладывается в допуск 0,01 мм. Этот результат принципиален: он доказывает, что разработанная система способна генерировать не просто улучшенные, но технологически достаточные режимы обработки, гарантирующие соблюдение конструкторских требований к точности формы. Существенно более высокая эффективность оптимизации для алюминиевого кольца (87,9 против 72,3 %) объясняется совокупностью физико-механических и геометрических факторов. Алюминиевый сплав характеризуется более низким модулем упругости, что обусловливает большую чувствительность деформационного отклика к изменению силовых параметров. Кроме того, большая толщина стенки кольца (4 против 2 мм) обеспечивает повышенный момент инерции поперечного сечения, усиливающий влияние снижения силовой нагрузки на результирующую деформацию.
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1