Система управления качеством кромки при финишной обработке эластичными полимерно-абразивными инструментами и ее анализ. Часть 1

Цель – создание системы управления качеством кромок при финишной обработке деталей эластичными полимерно-абразивными инструментами, которые эффективны при зачистке поверхностей и скруглении кромок деталей. Использован принцип системного подхода для формализованного описания системы с наличием взаимосвязи между образующими ее подсистемами. Рассмотрена система управления проектированием данных операций финишной обработки с целью обеспечения требуемого качества (по шероховатости поверхностей, размерам и геометрической точности кромок) с оптимальной производительностью процесса при большом разнообразии конструкций инструментов и форм обрабатываемых поверхностей и их взаимного расположения. Система включает в себя входные параметры, пространство состояний (подпрограммы) и выходные данные. Входными параметрами системы являются оборудование, заготовка и инструмент, в пространство состояний входят подсистемы математических моделей взаимодействия инструмента с поверхностью и сил, на базе которых действуют математические модели съема материала, формирования шероховатости, расхода электроэнергии, износа инструмента и температуры в зоне резания. Информация из этих подсистем передается в подсистему оптимизации параметров операции финишной обработки. Приведен алгоритм проектирования технологической операции финишной обработки, состоящий из ввода в систему входных данных, анализа функциональных возможностей операции, решения о возможности изменения исходных данных, формирования управляющего воздействия, проектирования операции, организации подготовки к выполнению операции, контроля результатов выполнения операции на соответствие требованиям нормативно-технической документации и внедрения ее в серийное производство. Разработанная система в результате выполнения своих функций выдает оптимальные инструмент и режимы обработки. При реализации этой информации в технологическом процессе изготовления детали обеспечиваются требуемые показатели качества (по шероховатости поверхностей, размерам и геометрической точности кромок) с оптимальной производительностью процесса.

1. Абрашкевич Ю.Д., Мачишин Г.М. Эффективная эксплуатация полимерно-абразивной щетки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2016. Вып. 73. С. 59–62.

2. Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Исследование качества поверхности при скруглении кромок полимерноабразивными щетками // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20. № 9. С. 23–34. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2016-9-23-34

3. Димов Ю.В., Подашев Д.Б. Исследование производительности процесса скругления кромок полимерноабразивными щетками // Вестник машиностроения. 2017. № 3. С. 74–78.

4. 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/S1068798X14120119

5. Дядя С.И., Гончар Н.В., Степанов Д.Н., Черный В.И., Алексеенко О.В. Обоснование выбора полимерноабразивного инструмента для выполнения отделочных операций // Новi матерiали i технологiї в металургiї та машинобудуваннi. 2010. № 2. С. 145–148.

6. Fomin A.A., Gusev V.G., Sattarova Z.G. Geometrical errors of surfaces milled with convex and concave profile tools // Solid State Phenomena. 2018. Vol 284. P. 281–288. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.284.281

7. Fomin A.A. Microgeometry of surfaces after profile milling with the use of automatic cutting control system // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing. 2017. https://doi.org/10.1109/ICIEAM.2017.8076117

8. Li 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/10.1177/096369351802700305

9. Проволоцкий А.Е., Негруб С.Л. Использование полимерабразивного эластичного инструмента на операциях чистовой обработки // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. 2006. № 33. С. 106–108.

10. Степанов Д.Н. Влияние параметров полимерноабразивного инструмента и режимов обработки на шероховатость поверхности титанового сплава ВТ8-М // Новi матерiали i технологiї в металургiї та машинобудуваннi. 2012. № 2. С. 87–90.

11. 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.

12. Устинович Д.Ф., Прибыльский В.И. Зависимости мощности от режимов шлифования полимерноабразивными дисковыми щетками // Механика машин, механизмов и материалов. 2012. № 1. С. 75–79.

13. 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.

14. 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/10.15593/2224-9877/2016.2.02

15. Xiaojun 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.2018.01.171

16. Xiao-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.2017.6954

17. 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. Vol. 48. Issue 23. P. 167–177.

18. 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.

19. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. М.: Наука, 1978. 400 с.

20. Болтянский В.Г. Оптимальное управление дискретными процессами. М.: Наука, 1973. 448 с.

21. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем / пер. с англ. И.Ф. Шахнова. М.: Мир, 1973. 344 с.

22. Новоселов Ю.К. Динамика формирования поверхностей при абразивной обработке. Севастополь: Издво СевНТУ, 2012. 304 с.

23. Острѐм К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ / пер. с англ. М.: Мир, 1987. 480 с.