ipolytechiPolytech JournaliPolytech Journal2782-40042782-6341Irkutsk National Research Technical University10.21285/1814-3520-2020-6-1178-1189ipolytech-446Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEСистема управления качеством кромки при финишной обработке эластичными полимерно-абразивными инструментами и ее анализ. Часть 2Edge quality control system at finishing treatment by elastic polymer abrasive tools and its analysis. Part 2ДимовЮ. В.DimovYu. V.

Димов Юрий Владимирович, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Yury V. Dimov, Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Designing and Standardization in Mechanical Engineering

83, Lermontov St., Irkutsk 664074

dimov-ura@yandex.ruПодашевД. Б.PodashevD. B.

Подашев Дмитрий Борисович, кандидат технических наук, доцент кафедры конструирования и стандартизации в машиностроении

664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Dmitry B. Podashev, Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Designing and Standardization in Mechanical Engineering

83, Lermontov St., Irkutsk 664074

dbp90@mail.ruИркутский национальный исследовательский технический университетРоссияIrkutsk National Research Technical UniversityRussian Federation20201101202124611781189Copyright © Димов Ю.В., Подашев Д.Б., 20212021Димов Ю.В., Подашев Д.Б.Dimov Y.V., Podashev D.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ipolytech.elpub.ru/jour/article/view/446

Цель – разработка алгоритма реализации системы управления качеством кромки при финишной обработке деталей полимерно-абразивными щетками, рассмотренной в части 1. Использован принцип системного подхода для формализованного описания системы с наличием взаимосвязей между образующими ее подсистемами. В статье рассмотрен алгоритм проектирования технологической операции обработки кромок в соответствии с системой оптимального управления, описанной в части 1. Исходными данными явились: параметры заготовки, требования по шероховатости и параметрам кромки, характеристики инструмента и оборудования. На основе проведенного анализа функциональных возможностей операции получен алгоритм выбора оптимального инструмента среди конкурирующих, с учетом технологических возможностей операции. На базе разработанных математических моделей (формирование скругленной кромки по размеру, форма и шероховатость, сила резания, температура в зоне обработки, износ инструмента) проведена оптимизация технологических параметров операции. Разработанный алгоритм проектирования технологической операции предусматривает проведение пробной операции (установка и крепление заготовки на оборудовании, ее обработка на оптимальных режимах) и контроль соответствия результатов обработки требованиям нормативно - технических документов, анализ дефектов и причин их возникновения, а также формирование управляющего воздействия. Рассмотрена управляющая подсистема «Оптимизация процесса скругления кромок». Разработанная система проектирования технологической операции обработки кромки эластичными полимерно-абразивными щетками позволяет назначать наиболее эффективные инструменты и рациональные режимные параметры обработки с обеспечением всех требований нормативно-технических документов по качеству обработки при наибольшей производительности процесса и наименьшей себестоимости выполнения операции.

финишная обработкасистема оптимального управленияэластичный инструменттребуемое качествооптимальная производительностьfinishingoptimal control systemflexible toolrequired qualityoptimal performanceReferencesАбрашкевич Ю.Д., Мачишин Г.М. Эффективная эксплуатация полимерно-абразивной щетки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2016. Вып. 73. С. 59–62.Abrashkevych Yu, Machyshyn G. Effective use of the polymer-abrasive brush. Vestnik Har'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta = Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University. 2016;73:59–62.Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Исследование качества поверхности при скруглении кромок полимерно-абразивными щетками // Вестник Иркутского государственного технического университета. № 9. 2016. С. 23–34. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2016-9-23-34Dimov YuV, Podashev DB. Studying surface quality under edge rounding by polymeric and abrasive brushes. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2016;20(9):23–34. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2016-9-23-34Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Исследование производительности процесса скругления кромок полимерно-абразивными щетками // Вестник машиностроения. № 3. 2017. С. 74–78.Dimov YuV, Podashev DB. Research of productivity of edge fillet process by polymer abrasive brushes. Vestnik mashinostroeniya. 2017;3:74–78. (In Russ.)D’yakonov A.A., Shipulin L.V. Selecting the cutting conditions for plane grinding by the wheel periphery // Russian Engineering Research. 2014. Vol. 34. No. 12. P. 814–816. https://doi.org/10.3103/S1068798X14120119D’yakonov AA, Shipulin LV. Selecting the cutting conditions for plane grinding by the wheel periphery. Russian Engineering Research. 2014;34(12):814–816. https://doi.org/10.3103/S1068798X14120119Дядя С.И., Гончар Н.В., Степанов Д.Н., Черный В.И., Алексеенко О.В. Обоснование выбора полимерно-абразивного инструмента для выполнения отделочных операций // Новi матерiали i технологiї в металургiї та машинобудуваннi. 2010. № 2. С. 145–148.Dyadya SI, Gonchar NV, Stepanov DN, Chernyi VI, Alekseenko OV. Validation of the polymer-abrasive fibers selection for finishing operations procession. Novi materiali i tekhnologiї v metalurgiї ta mashinobuduvanni = New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering. 2010;2:145–148.Fomin A.A., Gusev V.G., Sattarova Z.G. Geometrical errors of surfaces milled with con-vex and concave profile tools // Solid State Phenomena. 2018. Vol 284. P. 281–288. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.284.281Fomin AA, Gusev VG, Sattarova ZG. Geometrical errors of surfaces milled with convex and concave profile tools. Solid State Phenomena. 2018;284:281–288. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.284.281Fomin A.A. Microgeometry of surfaces after profile milling with the use of automatic cut-ting control system // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. 2017. https://doi.org/10.1109/ICIEAM.2017.8076117Fomin AA. Microgeometry of surfaces after profile milling with the use of automatic cut-ting control system. In: International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. 2017. https://doi.org/10.1109/ICIEAM.2017.8076117Li Ning, Ding Jinfu, Hu Liguang, Wang Xiao, Lu Lirong, Huang Jianmeng. Preparation, microstructure and compressive properties of silicone GEL/SiC composites for elastic abrasive // Advanced Composites Letters. 2018. Vol. 27. Issue 3. P. 122–128. https://doi.org/10.1177/096369351802700305Li Ning, Ding Jinfu, Hu Liguang, Wang Xiao, Lu Lirong, Huang Jianmeng. Preparation, microstructure and compressive properties of silicone GEL/SiC composites for elastic abrasive. Advanced Composites Letters. 2018;27(3):122–128. https://doi.org/10.1177/096369351802700305Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Использование полимерабразивного эластичного инструмента на операциях чистовой обработки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 106–108.Provolotcky A, Negrub S. Using polymer-abrasive elastic tools for finishing operations Vestnik Har'kovskogo nacional'nogo avtomobil'no-dorozhnogo universiteta = Bulletin of Kharkov National Automobile and Highway University. 2006;33:106–108.Степанов Д.Н. Влияние параметров полимерно-абразивного инструмента и режимов обработки на шероховатость поверхности титанового сплава ВТ8-М // Новi матерiали i технологiї в металургiї та машинобудуваннi. 2012. № 2. С. 87–90.Stepanov DN. Influence of polymer-abrasive tool parameters and method of processing on the roughness of titanium alloy BT8-M surface. Novi materiali i tekhnologiї v metalurgiї ta mashinobuduvanni = New Materials and Technologies in Metallurgy and Mechanical Engineering. 2012;2:87–90.Устинович Д.Ф. Экспериментальное исследование качества плоских поверхностей при обработке дисковыми абразивными щетками // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия В: Промышленность. Прикладные науки. 2009. № 8. С. 130–134.Ustinovich DF. Experimental study of flat surface quality when machining by disk abrasive brushes. Vestnik Polockogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya V: Promyshlennost'. 2009;8:130–134.Устинович Д.Ф., Прибыльский В.И. Зависимости мощности от режимов шлифования полимерно-абразивными дисковыми щетками // Механика машин, механизмов и материалов. 2012. № 1. С. 75–79.Ustinovich DF, Pribylsky VI. Effect of processing conditions on power of grinding by polymeric-abrasive disk brushes. Mekhanika mashin, mekhanizmov i materialov = Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials. 2012;1:75–79.Чапышев А.П., Иванова А.В., Крючкин А.В. Технологические возможности процессов механизированной финишной обработки деталей // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 6-2. С. 533–537.Chapyshev AP, Ivanova AV, Kryuchkin AV. Technological capabilities of processes of details mechanized finishing processing. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiiskoi akademii nauk = Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2013;15(6):533–537. (In Russ.)Чапышев А.П., Стародубцева Д.А. Программный модуль назначения режимов финишной обработки с применением автоматических щеточных стационарных установок // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Серия: Машиностроение, материаловедение. 2016. Т. 18. № 2. С. 21–37. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2016.2.02Chapyshev AP, Starodubtseva DA. The program module designated processing conditions finishing employing automatic brushing stationary installation. Vestnik Permskogo nacional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Seriya: Mashinostroenie, materialovedenie = Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Series: Mechanical Engineering, Materials Science. 2016;18(2):21–37. https://doi.org/10.15593/2224-9877/2016.2.02Xiaojun Wu, Zhu Chen, Tianze Zhou, Changjie Ma, Xiao Shu, Jianyuan Dong. Research on processing efficiency and contact characteristics of M300 steel surface grinding with elastic abrasives // Journal of Mechanical Engineering. 2018. Vol. 54. Issue 1. P. 171–177. https://doi.org/10.3901/JME.2018.01.171Xiaojun Wu, Zhu Chen, Tianze Zhou, Changjie Ma, Xiao Shu, Jianyuan Dong. Research on processing efficiency and contact characteristics of M300 steel surface grinding with elastic abrasives. Journal of Mechanical Engineering. 2018;54(1):171–177. https://doi.org/10.3901/JME.2018.01.171Xiao-Jun Wu, Tian-Ze Zhou, Zhi-Xue Tong. Experimental study on surface quality in elasticity ball-end grinding of M330 steel // Journal of Computational and Theoretical Nanoscience. 2017. Vol. 14. No. 11. P. 5372–5377. https://doi.org/10.1166/jctn.2017.6954Xiao-Jun Wu, Tian-Ze Zhou, Zhi-Xue Tong. Experimental study on surface quality in elasticity ball-end grinding of M330 steel. Journal of Computational and Theoretical Nano-science. 2017;14(11):5372–5377. https://doi.org/10.1166/jctn.2017.6954Yuan Julong, Zhe Wu, Binghai L(U), Ducnam Nguyen, Huizong Lu, Ping Zhao. Review on ultra-precision polishing technology of aspheric surface // Journal of Mechanical Engineering. 2012. Vol. 48. Issue 23. P. 167–177.Yuan Julong, Zhe Wu, Binghai L(U), Ducnam Nguyen, Huizong Lu, Ping Zhao. Review on ultra-precision polishing technology of aspheric surface. Journal of Mechanical Engineering. 2012;48(23):167–177.Яковлев Д.Р., Пини Б.Е. О взаимодействии волокна абразивно-полимерных щеток с обрабатываемой поверхностью // Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2009. № 2. С. 184–187.Yakovlev DR, Pini BE. On the issue of interaction between the abrasive polymer brush’s fiber and the treating surfaces. Izvestiya Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta MAMI = Izvestiya MGTU MAMI. 2009;2:184–187. (In Russ.)Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. 400 с.Buslenko NP. Modeling of complex systems. Moscow: Nauka; 1978, 400 p. (In Russ.)Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными процессами. М.: Наука, 1973. 448 с.Boltyanskiy VG. Optimal control of discrete processes. Moscow: Nauka; 1973, 448 p. (In Russ.)Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем / пер. с англ. И.Ф. Шахнова. М.: Мир, 1973. 344 с.Mesarovich M, Mako D, Takahara I. Theory of hierarchical, multilevel, systems. 1973, 344 p. (Russ. ed.: Teoriya ierarhicheskih mnogourovnevyh sistem. Moscow, Mir, 1973, 344 p.)Новоселов Ю.К. Динамика формирования поверхностей при абразивной обработке. Севастополь: Изд-во СевНТУ, 2012. 304 с.Novoselov YuK. Surface formation dynamics under abrasive treatment. Sevastopol: Sevastopol National Technical University; 2012, 304 p.Острѐм К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ / пер. с англ. М.: Мир, 1987. 480 с.Astrom K, Wittenmark B. Computer-controlled systems, 1987, 480 p. (Russ. ed.: Sistemy upravleniya s elektronno-vychislitel'noj mashinoj, Moscow, Mir, 1987, 480 p.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.