OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 1 2026 35 TECHNOLOGY V = 80 м/мин; t = 1,0 мм) будет соответствовать типовому/допустимому износу (ширине изношенной поверхности = 0,3 ) B V ìì [27]; = 0,5 Z – безопасный режим, износ меньше нормы; =1,5 Z – износ на 50 % выше нормы, потенциально снижение стойкости; > 2 Z – инструмент быстро выходит из строя. Тогда ограничение ≤1,5 Z означает, что режимы резания не должны вызывать износ более чем на 50 % выше допустимого уро вня. Модель можно записать так, чтобы Z был обратно пропорционален стойкости: = ðåç , t Z R (7) где R – фактический ресурс инструмента; ðåç t – время одного прохода/обработки. Тогда ≤1,5 Z озна чает, что инструмент выдержит не менее 1/1,5 ≈ 66 % от типового ресурса. Это приемлемо для производственных условий. Для целей оптимизации было принято интерпретировать Z как безразмерную функцию риска износа, нормированную по эталону. В этом случае ≤1 Z – полностью безопасный режим; =1 Z – на пределе допустимого; =1,5 Z – допустимо в краткосрочной обработке, но нежелательно для больших серий; > 2 Z – инструмент изнашивается слишком быстро, режим недопустим. То есть целевое ограничение оптимизации будет выглядеть как условие, когда режущая пластина не должна выйти из строя в процессе однопроходной чистовой обработки МКС: ≤ ( , , ) 1 Z S V t . (8) Металлополимерный материал, применяемый в конструкции, обладает ограниченной термостойкостью: температура его деструкции составляет 170 °C [28]. Превышение этой температуры в процессе точения может привести к ухудшению физико-механических свойств материала, его расслоению, деформации или даже разрушению, что сделает МКС непригодной для использования. На рис. 2 показан участок металлополимерной втулки между первым и вторым датчиком (термопарами) из экспериментальной модели эмулятора МКС, где были намеренно превышены допустимые значения температур (≈310…325 °С) уже после эксперимента по точению. Рис. 2. Дефект (разрушение) металлополимера вследствие превышения допустимых для металлополимера температур Fig. 2. Defect (failure) of the metal-polymer composite due to exceeding the permissible temperature limit for the metal-polymer Были проанализированы методы оптимизации заданной функции [29], краткое сравнение которых представлено в табл. 3. С учетом четкой формулы целевой функции, наличия модели температуры (полиномиальной), явных ограничений, а также необходимости точного соблюдения ограничений (особенно температурного) в качестве оптимального метода оптимизации был выбран метод последовательного квадратичного программирования (МПКП) [29]. Данный метод был реализован в Python с использованием библиотеки scipy. optimize.minimize, описанной в [29]. Результаты и их обсуждение Задача оптимизации заключалась в определении таких режимов точения МКС, при которых износ режущей пластины минимален, но при этом не превышаются допустимые технологические ограничения. В частности, на границе между металлической оболочкой и залитым металлополимером температура не должна превышать 170 °C, так как это может привести к разрушению структуры материала. Целевая функция представляет собой функцию износа при токарной обработке МКС,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1