Том 26 № 4 2024 1 СОДЕРЖАНИЕ ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ СОУЧРЕДИТЕЛИ ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» ООО НПКФ «Машсервисприбор» ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Батаев Анатолий Андреевич – профессор, доктор технических наук, ректор НГТУ ЗАМЕСТИТЕЛИ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА Иванцивский Владимир Владимирович – доцент, доктор технических наук Скиба Вадим Юрьевич – доцент, кандидат технических наук Ложкина Елена Алексеевна – редактор перевода текста на английский язык, кандидат технических наук Перепечатка материалов из журнала «Обработка металлов» возможна при обязательном письменном согласовании с редакцией журнала; ссылка на журнал при перепечатке обязательна. За содержание рекламных материалов ответственность несет рекламодатель. 16+ РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ Председатель совета Пустовой Николай Васильевич – доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ, член Национального комитета по теоретической и прикладной механике, президент НГТУ, г. Новосибирск (Российская Федерация) Члены совета Федеративная Республика Бразилия: Альберто Морейра Хорхе, профессор, доктор технических наук, Федеральный университет, г. Сан Карлос Федеративная Республика Германия: Монико Грайф, профессор, доктор технических наук, Высшая школа Рейн-Майн, Университет прикладных наук, г. Рюссельсхайм, Томас Хассел, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен, Флориан Нюрнбергер, доктор технических наук, Ганноверский университет Вильгельма Лейбница, г. Гарбсен Испания: Чувилин А.Л., кандидат физико-математических наук, профессор, научный руководитель группы электронной микроскопии «CIC nanoGUNE», г. Сан-Себастьян Республика Беларусь: Пантелеенко Ф.И., доктор технических наук, профессор, член-корреспондент НАН Беларуси, Заслуженный деятель науки Республики Беларусь, Белорусский национальный технический университет, г. Минск Украина: Ковалевский С.В., доктор технических наук, профессор, проректор по научно-педагогической работе Донбасской государственной машиностроительной академии, г. Краматорск Российская Федерация: Атапин В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Балков В.П., зам. ген. директора АО «ВНИИинструмент», канд. техн. наук, г. Москва, Батаев В.А., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Буров В.Г., доктор техн. наук, профессор, НГТУ, г. Новосибирск, Коротков А.Н., доктор техн. наук, профессор, академик РАЕ, КузГТУ, г. Кемерово, Лобанов Д.В., доктор техн. наук, доцент, ЧГУ, г. Чебоксары, Макаров А.В., доктор техн. наук, член-корреспондент РАН, ИФМ УрО РАН, г. Екатеринбург, Овчаренко А.Г., доктор техн. наук, профессор, БТИ АлтГТУ, г. Бийск, Сараев Ю.Н., доктор техн. наук, профессор, ИФТПС СО РАН, г. Якутск, Янюшкин А.С., доктор техн. наук, профессор, ЧГУ, г. Чебоксары Журнал входит в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук». Полный текст журнала «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» теперь можно найти в базах данных компании EBSCO Publishing на платформе EBSCOhost. EBSCO Publishing является ведущим мировым агрегатором научных и популярных изданий, а также электронных и аудиокниг. ИЗДАЕТСЯ С 1999 г. Периодичность – 4 номера в год ИЗДАТЕЛЬ ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный технический университет» Журнал включен в Реферативный журнал и Базы данных ВИНИТИ. Сведения о журнале ежегодно публикуются в международной справочной системе по периодическим и продолжающимся изданиям «Ulrich’s Periodicals Directory» Журнал награжден в 2005 г. Большой Золотой Медалью Сибирской Ярмарки за освещение новых технологий, инструмента, оборудования для обработки металлов Журнал зарегистрирован 01.03.2021 г. Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия. Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-80400 Индекс: 70590 по каталогу OOO «УП УРАЛ-ПРЕСС» Адрес редакции и издателя: 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20, Новосибирский государственный технический университет (НГТУ), корп. 5. Тел. +7 (383) 346-17-75 Сайт журнала http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru Цена свободная Журнал «Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты)» индексируется в крупнейших в мире реферативнобиблиографическихи наукометрических базах данных Web of Science и Scopus.
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 2 СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЕХНОЛОГИЯ Маниканта Д.Э., Амбхор Н., Шамкувар С., Гураджала Н.К., Дакарапу С.Р. Исследование влияния гибридных наножидкостей на растительной основе на производительность обработки при токарной обработке с минимальным количеством СОЖ................................................................................................................................... 6 Дама Й.Б., Джоги Б.Ф., Паваде Р., Кулкарни А.П. Влияние направления печати на характер износа PLAбиоматериала, полученного методом FDM: исследование для имплантата тазобедренного сустава......................... 19 Гриненко А.В., Чумаевский А.В., Сидоров Е.А., Утяганова В.Р., Амиров А.И., Колубаев Е.А. Искажение геометрии, окисление кромки, структурные изменения и морфология поверхности реза листового проката толщиной 100 мм из алюминиевых, медных и титановых сплавов при плазменной резке на токе обратной полярности........................................................................................................................................................................... 41 Соматкар А., Двиведи Р., Чинчаникар С. Сравнительная оценка накатывания роликом сплава Al6061-T6 в условиях сухого трения и в условиях смазки минимальным количеством наножидкости....................................... 57 Карлина Ю.И, Конюхов В.Ю., Опарина Т.А. Оценка качества и механических свойств получаемых слоев металла из низкоуглеродистой стали методом WAAM с использованием дополнительной механической и ультразвуковой обработки............................................................................................................................................... 75 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Юсубов Н.Д., Аббасова Х.М. Систематика многоинструментных наладок на станках токарной группы............... 92 Тошов Дж.Б., Фозилов Д.М., Елемесов К.К., Рузиев У.Н., Абдуллаев Д.Н., Басканбаева Д.Д., Бекирова Л.Р. Повышение стойкости зубьев буровых долот за счет изменения технологии их изготовления.................................. 112 Поспелов И.Д. Исследование распределения нормальных контактных напряжений в очагах деформации при горячей прокатке полос из конструкционных низколегированных сталей для повышения стойкости рабочих валков................................................................................................................................................................................... 125 Абляз Т.Р., Блохин В.Б., Шлыков Е.С., Муратов К.Р., Осинников И.В. Изготовление электродов-инструментов с оптимизированной конфигурацией для копировально-прошивной электроэрозионной обработки методом быстрого прототипирования.............................................................................................................................................. 138 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Шуберт А.В., Коновалов С.В., Панченко И.А. Обзор исследований высокоэнтропийных сплавов, их свойств, методов создания и применения.................................................................................................................................. 153 Сюсюка Е.Н., Аминева Е.Х., Кабиров Ю.В., Пруцакова Н.В. Анализ изменения микроструктуры компрессионных колец вспомогательного судового двигателя.................................................................................................... 180 Дударева А.А., Бушуева Е.Г., Тюрин А.Г., Домаров Е.В., Насенник И.Е., Шикалов В.С., Скороход К.А., Легкодымов А.А. Влияние горячей пластической деформации на структуру и свойства поверхностно модифицированных слоев после вневауумной электронно-лучевой наплавки на сталь 12Х18Н9Т с применением порошковой смеси состава 10Cr-30B...................................................................................................................................................... 192 Болтрушевич А.Е., Мартюшев Н.В., Козлов В.Н., Кузнецова Ю.С. Структура заготовок из сплава инконель 625, полученных электродуговой наплавкой и наплавкой с помощью электронного луча......................... 206 Саблина Т.Ю., Панченко М.Ю., Зятиков И.А., Пучикин А.В., Коновалов И.Н., Панченко Ю.Н. Исследование гидрофильности поверхности металлических материалов, модифицированных ультрафиолетовым лазерным излучением........................................................................................................................................................................... 218 МАТЕРИАЛЫ РЕДАКЦИИ 234 МАТЕРИАЛЫ СОУЧЕРЕДИТЕЛЕЙ 243 Корректор Е.Е. Татарникова Художник-дизайнер А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова Налоговая льгота – Общероссийский классификатор продукции Издание соответствует коду 95 2000 ОК 005-93 (ОКП) Подписано в печать 05.12.2024. Выход в свет 16.12.2024. Формат 60×84 1/8. Бумага офсетная. Усл. печ.л. 30,5. Уч.-изд. л. 56,73. Изд. № 165. Заказ 231. Тираж 300 экз. Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20
Vol. 26 No. 4 2024 3 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL BOARD EDITOR-IN-CHIEF: Anatoliy A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Rector, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation DEPUTIES EDITOR-IN-CHIEF: Vladimir V. Ivancivsky, D.Sc. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation Vadim Y. Skeeba, Ph.D. (Engineering), Associate Professor, Department of Industrial Machinery Design, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation Editor of the English translation: Elena A. Lozhkina, Ph.D. (Engineering), Department of Material Science in Mechanical Engineering, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation The journal is issued since 1999 Publication frequency – 4 numbers a year Data on the journal are published in «Ulrich's Periodical Directory» Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working and Material Science”) has been Indexed in Clarivate Analytics Services. Novosibirsk State Technical University, Prospekt K. Marksa, 20, Novosibirsk, 630073, Russia Tel.: +7 (383) 346-17-75 http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov E-mail: metal_working@mail.ru; metal_working@corp.nstu.ru Journal “Obrabotka Metallov – Metal Working and Material Science” is indexed in the world's largest abstracting bibliographic and scientometric databases Web of Science and Scopus. Journal “Obrabotka Metallov” (“Metal Working & Material Science”) has entered into an electronic licensing relationship with EBSCO Publishing, the world's leading aggregator of full text journals, magazines and eBooks. The full text of JOURNAL can be found in the EBSCOhost™ databases.
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 4 EDITORIAL COUNCIL EDITORIAL COUNCIL CHAIRMAN: Nikolai V. Pustovoy, D.Sc. (Engineering), Professor, President, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk, Russian Federation MEMBERS: The Federative Republic of Brazil: Alberto Moreira Jorge Junior, Dr.-Ing., Full Professor; Federal University of São Carlos, São Carlos The Federal Republic of Germany: Moniko Greif, Dr.-Ing., Professor, Hochschule RheinMain University of Applied Sciences, Russelsheim Florian Nürnberger, Dr.-Ing., Chief Engineer and Head of the Department “Technology of Materials”, Leibniz Universität Hannover, Garbsen; Thomas Hassel, Dr.-Ing., Head of Underwater Technology Center Hanover, Leibniz Universität Hannover, Garbsen The Spain: Andrey L. Chuvilin, Ph.D. (Physics and Mathematics), Ikerbasque Research Professor, Head of Electron Microscopy Laboratory “CIC nanoGUNE”, San Sebastian The Republic of Belarus: Fyodor I. Panteleenko, D.Sc. (Engineering), Professor, First Vice-Rector, Corresponding Member of National Academy of Sciences of Belarus, Belarusian National Technical University, Minsk The Ukraine: Sergiy V. Kovalevskyy, D.Sc. (Engineering), Professor, Vice Rector for Research and Academic Aff airs, Donbass State Engineering Academy, Kramatorsk The Russian Federation: Vladimir G. Atapin, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Victor P. Balkov, Deputy general director, Research and Development Tooling Institute “VNIIINSTRUMENT”, Moscow; Vladimir A. Bataev, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Vladimir G. Burov, D.Sc. (Engineering), Professor, Novosibirsk State Technical University, Novosibirsk; Aleksandr N. Korotkov, D.Sc. (Engineering), Professor, Kuzbass State Technical University, Kemerovo; Dmitry V. Lobanov, D.Sc. (Engineering), Associate Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary; Aleksey V. Makarov, D.Sc. (Engineering), Corresponding Member of RAS, Head of division, Head of laboratory (Laboratory of Mechanical Properties) M.N. Miheev Institute of Metal Physics, Russian Academy of Sciences (Ural Branch), Yekaterinburg; Aleksandr G. Ovcharenko, D.Sc. (Engineering), Professor, Biysk Technological Institute, Biysk; Yuriy N. Saraev, D.Sc. (Engineering), Professor, V.P. Larionov Institute of the Physical-Technical Problems of the North of the Siberian Branch of the RAS, Yakutsk; Alexander S. Yanyushkin, D.Sc. (Engineering), Professor, I.N. Ulianov Chuvash State University, Cheboksary
Vol. 26 No. 4 2024 5 CONTENTS OBRABOTKAMETALLOV TECHNOLOGY Manikanta J.E., Ambhore N., Shamkuwar S., Gurajala N.K., Dakarapu S.R. Investigation of vegetable-based hybrid nanofl uids on machining performance in MQL turning........................................................................................... 6 Dama Y.B., Jogi B.F., Pawade R., Kulkarni A.P. Impact of print orientation on wear behavior in FDM printed PLA Biomaterial: Study for hip-joint implant...................................................................................................................... 19 GrinenkoA.V., ChumaevskyA.V., Sidorov E.A., Utyaganova V.R.,AmirovA.I., Kolubaev E.A. Geometry distortion, edge oxidation, structural changes and cut surface morphology of 100mm thick sheet product made of aluminum, copper and titanium alloys during reverse polarity plasma cutting...................................................................................... 41 Somatkar A., Dwivedi R., Chinchanikar S. Comparative evaluation of roller burnishing of Al6061-T6 alloy under dry and nanofl uid minimum quantity lubrication conditions............................................................................................... 57 Karlina Yu.I., Konyukhov V.Yu., Oparina T.A. Assessment of the quality and mechanical properties of metal layers from low-carbon steel obtained by the WAAM method with the use of additional using additional mechanical and ultrasonic processing..................................................................................................................................................... 75 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Yusubov N.D., Abbasova H.M. Systematics of multi-tool setup on lathe group machines............................................... 92 Toshov J.B., Fozilov D.M., Yelemessov K.K., Ruziev U.N., Abdullayev D.N., Baskanbayeva D.D., Bekirova L.R. Increasing the durability of drill bit teeth by changing its manufacturing technology......................................................... 112 Pospelov I.D. Investigation of the distribution of normal contact stresses in deformation zone during hot rolling of strips made of structural low-alloy steels to increase the resistance of working rolls..................................................... 125 Ablyaz T.R., Blokhin V.B., Shlykov E.S., Muratov K.R., Osinnikov I.V. Manufacturing of tool electrodes with optimized confi guration for copy-piercing electrical discharge machining by rapid prototyping method.......................... 138 MATERIAL SCIENCE Shubert A.V., Konovalov S.V., Panchenko I.A. A review of research on high-entropy alloys, its properties, methods of creation and application.................................................................................................................................................. 153 Syusyuka E.N., Amineva E.H., Kabirov Yu.V., Prutsakova N.V. Analysis of changes in the microstructure of compression rings of an auxiliary marine engine.......................................................................................................... 180 Dudareva A.A., Bushueva E.G., Tyurin A.G., Domarov E.V., Nasennik I.E., Shikalov V.S., Skorokhod K.A., Legkodymov A.A. The eff ect of hot plastic deformation on the structure and properties of surface-modifi ed layers after non-vacuum electron beam surfacing of a powder mixture of composition 10Cr-30B on steel 0.12 C-18 Cr-9 Ni-Ti............................................................................................................................................................................. 192 Boltrushevich A.E., Martyushev N.V., Kozlov V.N., Kuznetsova Yu.S. Structure of Inconel 625 alloy blanks obtained by electric arc surfacing and electron beam surfacing........................................................................................... 206 Sablina T.Y., Panchenko M.Yu., Zyatikov I.A., Puchikin A.V., Konovalov I.N., Panchenko Yu.N. Study of surface hydrophilicity of metallic materials modifi ed by ultraviolet laser radiation........................................................................ 218 EDITORIALMATERIALS 234 FOUNDERS MATERIALS 243 CONTENTS
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 92 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Систематика многоинструментных наладок на станках токарной группы Низами Юсубов a, * , Хейран Аббасова b Азербайджанский технический университет, пр. Гусейн Джавида, 25, г. Баку, AZ 1073, Азербайджан a https://orcid.org/0000-0002-6009-9909, nizami.yusubov@aztu.edu.az; b https://orcid.org/0000-0002-0407-5275, abbasova.heyran@aztu.edu.az Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2024 Том 26 № 4 с. 92–111 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.4-92-111 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 62-113.2 История статьи: Поступила: 17 июля 2024 Рецензирование: 19 августа 2024 Принята к печати: 17 сентября 2024 Доступно онлайн: 15 декабря 2024 Ключевые слова: Систематика многоинструментных наладок Станки токарной группы Классификационная формула наладки Параллельная многоинструментная обработка Односуппортные двухкоординатные наладки Двухсуппортные двухкоординатные наладки Финансирование Данная работа выполнена при финансовой поддержке Фонда Науки Азербайджана – Грант № АЕF-MGC2024-2(50)-16/01/1-M-01. АННОТАЦИЯ Введение. Анализ заводских токарно-автоматных операций позволил выявить значительное разнообразие многоинструментных наладок и определить их область применения. Для того чтобы разработать матричную теорию точности многоинструментной обработки и создать единый алгоритмический подход к моделированию погрешностей для всех возможных пространственных многоинструментных наладок, необходимо учитывать податливость технологической системы во всех координатных направлениях. В связи с этим требуется систематизировать большое количество существующих многоинструментных наладок и провести их классификацию, чтобы структурировать информацию и улучшить понимание их применения. Цель работы: разработать классификацию многоинструментных наладок на многосуппортных и многошпиндельных токарных станках с ЧПУ, делающую возможным создание как матричной модели точности обработки для каждого класса классификации, так и единой обобщенной матричной модели точности обработки для всего класса классификации. В работе исследованы систематика многоинструментных наладок, ориентированная на разработку матричных моделей точности обработки. Поэтому рассматриваемая в работе классификация направлена на выявление особенностей силового нагружения и деформирования технологической системы при многоинструментной обработке. Методами исследования являются выявление параметров, по которым проводится классификация, и иерархия этих параметров, определяющая уровни и порядок систематики. Опираясь на принципы систематики многоинструментных наладок, используемых в традиционных токарных автоматах, проведен анализ их адаптации к возможностям современных токарных станков, предназначенных для многоинструментной обработки. Результаты и обсуждение. В результате исследования была разработана формализованная шестиуровневая классификация многоинструментных наладок, которая включает следующие аспекты: способ установки заготовки, набор суппортов, типаж режущих инструментов, виды и направления подач суппортов, ориентация режущих инструментов относительно заготовки и способ включения инструментов в работу (параллельно, последовательно). Эта классификация учитывает технологические возможности по организации многоинструментной обработки для современных токарных станков с ЧПУ. К основным классам предлагаемой систематики многоинструментных наладок в настоящей работе относятся односуппортные однокоординатные наладки, односуппортные двухкоординатные наладки, двухсуппортные однокоординатные наладки, двухсуппортные двухкоординатные наладки и многосуппортные наладки. Предлагаемая систематика многоинструментных наладок на станках токарной группы ориентирована на разработку моделей точности обработки и может быть взята за основу при разработке рекомендаций по режимам резания для этих станков с ЧПУ. Предложенная классификация многоинструментных наладок составляет основу методического обеспечения САПР токарно-автоматных операций и является базой для создания САПР токарных операций нового поколения. Для цитирования: Юсубов Н.Д., Аббасова Х.М. Систематика многоинструментных наладок на станках токарной группы // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2024. – Т. 26, № 4. – С. 92–111. – DOI: 10.17212/1994-6309-2024-26.4-92-111. ______ *Адрес для переписки Юсубов Низами Дамир, д.т.н., профессор Азербайджанский технический университет, пр. Гусейн Джавида, 25, AZ 1073, г. Баку, Азербайджан Тел.: +994 (55) 324 50 12, e-mail: nizami.yusubov@aztu.edu.az Введение Многоинструментная обработка является одним из наиболее эффективных средств повышения производительности станочных операций в машиностроении [1–10]. Следует отметить, что функции металлорежущих станков постоянно расширяются, чтобы удовлетворить требованиям по высокой производительности и точности при обработке сложных и труднообрабатываемых деталей на одном станке [1–6, 11–20]. Например, в статье [2] представлен полный обзор многофункциональных станков, используемых для обработки металлов резанием, их кинематических конфигураций, технологий управления
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 93 EQUIPMENT. INSTRUMENTS и программирования. В статье [8] рассмотрена проблема оптимизации режимов резания на многопозиционных станках и автоматических линиях, оснащенных мно гошпиндельными головками. В работе [14] токарная обработка проводилась на токарном станке с двумя режущими инструментами, установленными на суппорте, один спереди, другой сзади. В ряде исследований [21–34] решены конкретные вопросы, относящиеся к проблемам проектирования многоинструментной обработки или оптимизации технологического процесса. В [30] критически оценивался потенциал применения нескольких методов моделирования и оптимизации в процессах обработки металлов, классифицированных по нескольким критериям. Однако во всех этих работах не была исследована необходимость упорядочения множества многоинструментных наладок и введение системы при их рассмотрении, т. е. проведение классификации многоинструментных наладок и создания единой алгоритмической модели погрешностей обработки для всего множества пространственных многоинструментных наладок при учете податливости технологической системы по всем координатным направлениям. Составляющая погрешности обработки, возникающая вследствие упругих перемещений элементов технологической системы под воздействием сил резания, которую часто называют деформационной составляющей, является наиболее управляемой в процессе обработки и на стадии проектирования. Варьируя режимы резания, геометрию режущего инструмента, исходную погрешность (на промежуточной стадии обработки), а также изменяя материал режущей части, можно существенно влиять на величину погрешности обработки [4, 9, 13, 15, 16, 25, 26, 33]. Поэтому математическая модель деформационной составляющей погрешности обработки составляет основу расчетной матричной теории точности обработки [13, 14, 15, 25, 26, 33, 35, 37]. Попытки систематизации многоинструментных наладок имеются в работах Кошина А.А. [35, 36]. Им введены четыре основных уровня классификации наладок и один дополнительный. Основные классификационные показатели: вид суппорта, вид режущего инструмента, его ориентация (прижимает или отжимает заготовку от суппорта) и способ установки заготовки. Дополнительный показатель – вид дополнительного устройства, установленного на основном суппорте. В то же время нет возможности описания целого ряда признаков, характерных для многоинструментной обработки на современных станках с числовым программным управлением (ЧПУ). Формализованная систематика многоинструментных наладок составляет основу методического обеспечения системы автоматизированного проектирования (САПР) токарно-автоматных операций [37]. Современные станки-автоматы, ориентированные на многоинструментную обработку и оснащенные системой ЧПУ, имеют гораздо более богатые технологические возможности по организации многоинструментной обработки. Поэтому требуется новая, более многофакторная и отражающая эти новые возможности систематика многоинструментных наладок. Целью работы являлась разработка классификации многоинструментных наладок на многосуппортных и многошпиндельных токарных станках с ЧПУ, делающая возможным создание как матричной модели точности обработки для каждого класса классификации, так и единой обобщенной матричной модели точности обработки для всего класса классификации. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи. 1. Выявлены принципы классификации многоинструментных наладок. 2. Определены основные классы предлагаемой систематики многоинструментных наладок. Методика исследований Принципы классификации многоинструментных наладок Основу систематики составляет комплекс классификационных показателей. Взяв за основу принципы систематики многоинструментных наладок на традиционных токарных автоматах [37], рассмотрим трансформацию показателей к возможностям современных станков токарной группы, ориентированных на многоинструментную обработку. Ключевым вопросом систематики является выявление параметров, по которым проводится классификация, и иерархия этих параметров,
ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 4 2024 94 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ определяющая уровни и порядок систематики. Предлагаемая систематика многоинструментных наладок ориентирована на разработку моделей точности обработки. Основная особенность многоинструментной обработки – это силовое взаимовлияние инструментов наладки [31, 32]. Поэтому классификация направлена на выявление особенностей силового нагружения и деформирования технологической системы при многоинструментной обработке. Основу схемы деформирования технологической системы при силовом нагружении в процессе обработки составляет способ закрепления заготовки. Именно он является общим, единым показателем для многоинструментной наладки. Способ установки во многом предопределяет возможные виды инструментов и схемы их размещения в наладке. Поэтому логично этот показатель поставить на первый уровень классификации многоинструментных наладок [31, 32]. Далее нужно описать виды режущих инструментов в наладке и их размещение относительно заготовки и друг друга, т. е. описать собственно структуру наладки. Основой структуры многоинструментной наладки является набор суппортов, на которых размещаются инструменты. Поэтому на втором уровне классификации должно быть описание суппортов, участвующих в наладке. Третий уровень – это описание собственно режущих инструментов, формирующих наладку. Введенные три фактора описывают типаж режущих инструментов и их расположение. Однако силовое воздействие инструментов на заготовку определяется силами резания, значения которых и направление действия определяются еще одним фактором – направлением подачи. Движение подачи относится к суппорту, поэтому целесообразно этот фактор приписать как дополнительный к описанию суппорта. В многоинструментных наладках нередки случаи, когда режущий инструмент с помощью специальных державок разворачивается относительно базовых поверхностей суппорта. Поэтому вводим также показатель ориентации инструмента относительно базы суппорта или заготовки. Классификация многоинструментных наладок на традиционных токарных автоматах охватывает наладки, где инструменты работают одновременно. Однако современные станки с ЧПУ, оснащенные инструментальным магазином, позволяют организовать многоинструментную обработку с последовательным использованием инструментов. Имея единую технологическую базу и работая от общей управляющей программы, эти наладки подчиняются закономерностям многоинструментной обработки в традиционном понимании этого термина. Более того, модели точности обработки позволяют учесть технологическую наследственность и выйти на проектирование многопереходной обработки. Поэтому предлагается расширить понятие многоинструментной наладки, включив сюда наладки как с одновременной работой инструментов, так и с последовательной. Таким образом, получаем 6 уровней классификации многоинструментных наладок: способ установки заготовки, набор суппортов, типаж режущих инструментов, виды и направления подач суп портов, ориентация режущих инструментов относительно заготовки, способ включения инструментов в работу (параллельно, последовательно). Обобщая принципы классификации многоинструментных наладок с учетом условий современных токарных станков с ЧПУ, можно разработать соответствующую классификационную формулу: y i H Yk ≡ × ( ) ( ) ( ) , ij c c ij s s ijk u u j k C k e S k e u k e ⎧ ⎫ ⎡ ⎤ ⎡ ⎤ ⎪ ⎪ × ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎨ ⎬ ⎢ ⎥ ⎢ ⎥ ⎪ ⎪ ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ ⎩ ⎭ (1) где введены следующие обозначения: Y – признак способа установки; ky – код способа установки; Cij – признак суппорта; kc – код вида суппорта; ec – расположение суппорта; Sij – признак подачи суппорта; ks – код вида подачи суппорта; es – направление подачи суппорта; uijk – признак режущего инструмента; ku – код режущего инструмента; eu – ориентация режущего инструмента; k – номер режущего инструмента на данном суппорте; j – номер суппорта на данной рабочей позиции; i – номер рабочей позиции; ∩k – признак параллельной (одновременной) работы инструментов, описанных в квадратных скобках после этого знака; ∩j – признак параллельной (одновременной) работы суппортов, описанных в квадратных скобках после этого
OBRABOTKAMETALLOV Vol. 26 No. 4 2024 95 EQUIPMENT. INSTRUMENTS знака; ∪i – признак последовательной отработки всех рабочих позиций. Для традиционных многошпиндельных токарных автоматов понятие рабочей позиции совпадает с общепринятым. Применительно к современным многоинструментным станкам с ЧПУ понятие рабочей позиции целесообразно расширить. Двухсуппортные станки с ЧПУ, оснащенные инструментальным магазином, позволяют организовать ряд последовательно сменяющих друг друга элементарных наладок с одновременной работой нескольких инструментов. Таким образом, на современном станке с ЧПУ может быть организовано последовательное выполнение набора многоинструментных наладок, понимаемых в традиционном смысле. Поскольку аппарат расчетной теории точности многоинструментной обработки [31, 32] позволяет вести анализ и такой последовательности многоинструментных наладок, то имеет смысл ввести в рассмотрение обобщенную многоинструментную наладку, которая включает в себя распределенную по времени последовательность традиционных многоинструментных наладок с одновременной работой нескольких инструментов. Каждый этап работы такой обобщенной наладки, относящийся к отдельному набору одновременно работающих инструментов, предлагается назвать позицией обобщенной многоинструментной наладки. Такое последовательное включение традиционных многоинструментных наладок отражено в классификационной формуле (1) оператором ∪ с индексом i. Наполнение классификационной формулы (1) обеспечивается системой кодификаторов. Кодификатор способов установки может быть взят из работ [35, 36], поскольку установки на станках с ЧПУ те же, что и на традиционных токарных станках – автоматах с кулачковым управлением, для которых разрабатывалась упомянутая классификация (табл. 1). Кодификатор вида суппорта должен быть расширен для учета возможностей современных станков с ЧПУ (табл. 2) Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Кодификатор способов установки заготовки Codifi er of workpiece mounting methods № / No. Способ установки / Mounting method Код ky / Code ky 1 В патроне, консольно 0 2 В цанге, консольно 1 3 В центрах 2 4 В патроне с задним центром 3 5 В центрах с люнетом 4 Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Кодификатор вида суппорта Carriage type codifi er № / No. Вид суппорта / Carriage type Код kc / Code kc 1 Продольный 0 2 Поперечный 1 3 Верхний 2 4 Нижний 3 5 Задний 4 6 Поворотный 5 7 Крестовый 6 8 Револьверный 7
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1