ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ

Введение. Повышение эффективности технологий обработки изделий из современных высокопрочных труднообрабатываемых материалов, обладающих повышенными физико-механическими и эксплуатационными свойствами, заключается не только в совершенствовании непосредственно технологий, инструмента для его реализации, но и в модернизации технологического оборудования с учетом новых достижений в области машиностроения. Современное оборудование с числовым программным управлением (ЧПУ) сегодня достаточно развито с точки зрения управления основными движениями резания. Адаптивные системы контроля и управления, как правило, дополнительно устанавливаемые на технологическое оборудование, позволяют еще больше повысить качественные параметры обработки. С разработкой новых гибридных и комбинированных технологий, сочетающих в себе несколько видов воздействия на обрабатываемое изделие, остро встал вопрос синхронизации автоматического управления движениями частей технологического оборудования с контролем и управлением сопутствующими процессами комбинированных технологий. Одним из примеров таких технологий является электрохимическое алмазное шлифование с периодической правкой рабочей поверхности алмазного круга током обратной полярности. Полярностью тока и длительностью следования его импульсов управляют специальные программируемые устройства. К ним подключаются блоки коммутации токов. Они служат для подачи в электрическую цепь поочередно токов прямой и обратной полярности и выполнены на основе ключевых элементов. Установка таких программируемых устройств на станки с ЧПУ приводит к их оснащению дополнительной автономной автоматической системой управления. При этом сложно согласовать работу системы ЧПУ станка, управляющей перемещениями его рабочих органов, и программируемого устройства, применяемого для управления полярностью и длительностью импульсов тока при комбинированной обработке. Целью работы является синхронизация системы ЧПУ станка с системой управления процессом периодической смены полярности тока. Исследование проводилось на экспериментальном стенде. Методика исследований предусматривала проведение эксперимента, заключающегося в синхронизации работы системы ЧПУ станка с работой системы управления процессом периодической смены полярности тока. Для оценки результатов проводилось сравнение времени перемещения алмазного круга в результате рабочего хода с длительностью импульсов тока разной полярности, заданных в управляющей программе разработанного программного обеспечения. Результаты и обсуждения. В результате проведенных исследований установлено, что разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет синхронизировать в системе ЧПУ станка управление движениями рабочих органов с автоматическим управлением периодической сменой полярности тока при электрохимическом алмазном шлифовании, что позволяет значительно расширить технические возможности станков с ЧПУ.

1. Козлов A.M. Определение параметров рабочей поверхности абразивного инструмента на основе моделирования // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. – 2005. – № 1. – С. 51–55.

2. Козлов А.М., Болгов Д.В. Моделирование совмещенной абразивной обработки // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. – 2010. – № 2 (280). – С. 50–53.

3. High-speed grinding of ZhS6-K high-temperature nickel alloy / A.Y. Popov, D.S. Rechenko, K.V. Averkov, V.A. Sergeev // Russian Engineering Research. – 2012. – Vol. 32 (5–6). – P. 511–512. – DOI: 10.3103/S1068798X12050176.

4. Ultra-high-speed sharpening and hardening the coating of carbide metal-cutting tools for finishing aircraft parts made of titanium alloys / D.S. Rechenko, A.Y. Popov, Y.V. Titov, D.G. Balova, B.P. Gritsenko // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. – Vol. 1260 (6). – P. 062020. – DOI: 10.1088/1742-6596/1260/6/062020.

5. Popov V., Rychkov D., Arkhipov P. Defects in diamonds as the basic adhesion grinding // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01003. – DOI: 10.1051/matecconf/201712901003.

6. Soler Ya.I., Kazimirov D.Yu., Prokop'eva A.V. Optimizing the grinding of high-speed steel by wheels of cubic boron nitride // Russian Engineering Research. – 2007. – Vol. 27 (12). – P. 916–919.

7. Roshchupkin S., Kharchenko A. Method of building dynamic relations, estimating product and grinding circle shape deviations // MATEC Web of Conferences. – 2018. – Vol. 224. – P. 01001. – DOI: 10.1051/matecconf/201822401001.

8. Bratan S., Roshchupkin S., Chasovitina A. The correlation of movements in the technological system during grinding precise holes // Materials Science Forum. – 2021. – Vol. 1037. – P. 384–389. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.1037.384.

9. Developing a machining strategy for hard-alloy polyhedral inserts on CNC grinding and sharpening machines / E.V. Vasil'ev, A.Y. Popov, A.A. Lyashkov, P.V. Nazarov // Russian Engineering Research. – 2018. – Vol. 38 (8). – P. 642–644. – DOI: 10.3103/S1068798X18080166.

10. Vasil’ev E.V., Popov A.Y. Renovation of hard-alloy end mills on numerically controlled grinding machines // Russian Engineering Research. – 2014. – Vol. 34. – P. 466–468. – DOI: 10.3103/S1068798X14070144.

11. Исследование процесса автоматического управления сменой полярности тока в условиях гибридной технологии электрохимической обработки коррозионно-стойких сталей / М.А. Борисов, Д.В. Лобанов, А.С. Янюшкин, В.Ю. Скиба // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2020. – Т. 22, № 1. – С. 6–15. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-6-15.

12. Bratan S., Bogutsky B., Roshchupkin S. Development of mathematical model of material removal calculation for combined grinding process // Proceedings of the 4th International conference on industrial engineering ICIE 2018. – Cham: Springer, 2019. – P. 1759–1769. – (Lecture notes in mechanical engineering). – DOI: 10.1007/978-3-319-95630-5_189.

13. Nosenko S.V., Nosenko V.A., Kremenetskii L.L. The condition of machined surface of titanium alloy in dry grinding // Procedia Engineering. – 2017. – Vol. 206. – P. 115–120. – DOI: 10.1016/j.proeng.2017.10.446.

14. Probabilities of abrasive tool grain wearing during grinding / V.A. Nosenko, E.V. Fedotov, S.V. Nosenko, M.V. Danilenko // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2009. – Vol. 38 (3). – P. 270–276. – DOI: 10.3103/S1052618809030108.

15. Nosenko S.V., Nosenko V.A., Koryazhkin A.A. The effect of the operating speed and wheel characteristics on the surface quality at creep-feed grinding titanium alloys // Solid State Phenomena. – 2018. – Vol. 284. – P. 369–374. – DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.284.369.

16. Influence of the duration of current pulses on the roughness in the combined processing of corrosion steel 12H18N10T / D. Lobanov, M. Borisov, A. Yanyushkin, V. Skeeba // Key Engineering Materials. – 2022. – Vol. 910. – P. 397–402. – DOI: 10.4028/p-gu270a.

17. Ways to implement hybrid finishing technology with a hand-held rotary tool / D. Lobanov, M. Borisov, A. Yanyushkin, V. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 709 (4). – P. 044075. – DOI: 10.1088/1757-899X/709/4/044075.

18. Research of influence electric conditions combined electrodiamond processing by on specific consumption of wheel / D.V. Lobanov, P.V. Arkhipov, A.S. Yanyushkin, V.Yu. Skeeba // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 142 (1). – P. 012081. – DOI: 10.1088/1757-899X/142/1/012081.

19. Рационализация режимов поверхностной закалки ВЭН ТВЧ рабочих поверхностей пуансона в условиях гибридной обработки / В.Ю. Скиба, Н.В. Вахрушев, К.А. Титова, А.Д. Черников // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 3. – С. 63–86. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.3-63-86.

20. Analysis of magnetic forces in the working clearance with magnetic-abrasive treatment of inductors on standing magnets / A.M. Ikonnikov, S.L. Leonov, D.E. Solomin, A.A. Kulakov // Materials Research Proceedings. – 2022. – Vol. 21. – P. 176–182. – DOI: 10.21741/9781644901755-31.

21. Янюшкин А.С., Попов В.Ю. Шероховатость поверхности после шлифования по методу двойного травления // Объединенный научный журнал. – 2002. – № 21. – С. 65–67.

22. Янюшкин А.С., Аpхипов П.В., Торопов В.А. Механизм пpоцесса засаливания шлифовальных кpугов // Вестник машиностроения. – 2009. – № 3. – С. 62–69.

23. Popov V.Yu., Arkhipov P.V., Rychkov D.A. Adhesive wear mechanism under combined electric diamond grinding // MATEC Web of Conferences. – 2017. – Vol. 129. – P. 01002. – DOI: 10.1051/matecconf/201712901002.

24. Шероховатость поверхности, обработанной электроалмазными методами / П.В. Архипов, А.С. Янюшкин, Е.Д. Лосев, Н.П. Петров, Г. Алтангэрэл // Труды Братского государственного университета. Серия: Естественные и инженерные науки. – 2014. – Т. 1. – С. 158–163.

25. Борисов М.А., Лобанов Д.В. Программируемое устройство для управления электрическими параметрами комбинированной обработки высокопрочных материалов // Актуальные проблемы в машиностроении. – 2021. – Т. 8, № 1–2. – С. 14–21.