10.14489/hb.2020.02.pp.030-035

2020, 02 февраль (February)

DOI: 10.14489/hb.2020.02.pp.030-035

Галкин М. Г., Смагин А. С., Пупырева А. С.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РЕЖИМА ОКОНЧАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ НА КАЧЕСТВО ПЛОСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИЗ АЛЮМИНИЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ
(с. 30-35)

Аннотация. В процессе многовариантного проектирования технологии механообработки одной из важных задач является выбор оптимальных режимов резания на окончательных переходах процесса формообразования, обеспечивающих заданное качество поверхностей на заготовке, выполненной из соответствующего материала. При этом для описания большинства проектных процедур процесса механической обработки существуют проблемы, связанные с алгоритмом выбора метода решения, функции отклика и области допустимых решений на всех этапах обработки. В данной статье в качестве алгоритма решения задачи предлагается использование известной методики экстремального планирования эксперимента, позволяющей получить математическую модель исследуемого многофакторного процесса при неполном знании его механизма оптимизации. В процессе реализации этого алгоритма в реальных производственных условиях на основе априорной информации выбрана область исследования и установлены основные уровни факторов и интервалы их варьирования в этой области. Далее был проведен полный факторный эксперимент и обработаны его результаты на основе линейного полинома, учитывающего линейные эффекты и эффекты взаимодействия. В результате проверки полинома были определены доверительные интервалы для всех коэффициентов регрессии по четырем параллельным опытам при одних и тех же значениях факторов. На втором этапе оценена адекватность самой математической модели по критерию Фишера. В завершении осуществлен переход от кодированных значений факторов в математической модели к их натуральным значениям. С использованием итоговой модели с натуральными значениями факторов проведен численный эксперимент, в результате которого определилась область оптимума с наиболее неблагоприятным режимом обработки. Подобное исследование позволяет упростить процедуру назначения режима обработки заготовки на окончательной стадии в условиях действующего производства при обеспечении заданного качества обрабатываемых поверхностей и сохранении производительности процесса формообразования. Данная методика является предметом рассмотрения в этой статье.

Ключевые слова: режим резания; обработка; факторный эксперимент; шероховатость; оптимизация.

Galkin M. G., Smagin A. S., Poupyreva A. S.
EXPERIMENTAL STUDY OF THE INFLUENCE OF THE MODE OF FINAL TREATMENT ON THE QUALITY OF THE FLAT SURFACES OF ALUMINIUM MATERIALS
(pp. 30-35)

Abstract.

In the process of multivariate design of machining technology, one of the important tasks is to select the optimal cutting conditions at the final transitions of the forming process, providing a given quality of the surfaces on the workpiece made of the appropriate material. At the same time, to describe most of the design procedures of the machining process, there are problems associated with the algorithm for choosing the solution method, the response function and the range of acceptable solutions at all stages of processing. In this paper, as an algorithm for solving the problem, we propose the use of the known method of extreme planning of the experiment, which allows to obtain a mathematical model of the investigated multifactorial process with incomplete knowledge of its optimization mechanism. In the process of implementation of this algorithm in real production conditions on the basis of a priori information, the research area was chosen and the main levels of factors and intervals of their variation in this area were established. Then a full factorial experiment was carried out and its results were processed on the basis of a linear polynomial taking into account linear effects and interaction effects. As a result of testing the polynomial confidence intervals were determined for all regression coefficients by four parallel experiments at the same values of factors. In the second phase, were evaluated the adequacy of most mathematical models of the Fisher test. In the end, the transition from the coded values of the factors in the mathematical model to their natural values was carried out. Using the final model with natural values of the factors, a numerical experiment was conducted, which determined the optimum region with the most unfavorable treatment mode. Such a study allows to simplify the procedure for assigning the processing mode of the workpiece at the final stage in the conditions of the current production, while ensuring the specified quality of the machined surfaces and maintaining the productivity of the forming process. This technique is the subject of consideration in this work.

Keywords: Cutting mode; Processing; Factor experiment; Roughness; Optimization.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

М. Г. Галкин, А. С. Смагин, А. С. Пупырева (Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

Eng

M. G. Galkin, A. S. Smagin, A. S. Poupyreva (Ural Federal University, Yekaterinburg, Russia) E-mail: Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Комиссаров В. И., Леонтьев В. И. Точность, производительность и надежность в системе проектирования технологических процессов. М.: Машиностроение, 1985. 224 с.
2. Шуп Т. Решение инженерных задач на ЭВМ: Практическое руководство / пер. с англ. М.: Мир, 1982. 237 с.
3. Адлер Ю. П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1976. 280 с.
4. Налимов В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. 398 с.
5. Налимов В. В. Теория эксперимента. М.: Наука: Гл. ред. физ.-мат. лит., 1971. 208 с.
6. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов: Справочник / В. И. Баранчиков и др.; под ред. В. И. Баранчикова. М.: Машиностроение, 1990. 399 с.
7. Гузеев В. И., Батуев В. А., Сурков И. В. Режимы резания для токарных и сверлильно-фрезерно-расточных станков с числовым программным управлением: справочник; под ред. В. И. Гузеева. 2-е изд. М.: Машиностроение, 2007. 368 с.
8. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981. 184 с.
9. Спиридонов А. А. Васильев Н. Г. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов: учеб. пособие; Урал. политехн. ин-т им. С. М. Кирова. Свердловск: УПИ, 1975. 140 с.
10. Солонин С. И. Математическая статистика в технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 1972. 215 с.
11. Смирнов Н. В., Дунин-Барковский И. В. Курс теории вероятностей и математической статистики для технических приложений. М.: Наука, 1969. 511 с.
12. Влияние режимов резания на шероховатость обработанной поверхности капролона при точении / Г. А. Бобровников, П. П. Ананов, Н. И. Житник и др. В кн.: Технология и автоматизация машиностроения. Вып. 7. Киев: Техника, 1971. С. 127 – 148.

Eng

1. Komissarov V. I., Leont'ev V. I. (1985). Accuracy, productivity and reliability in a process design system. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Shup T. (1982). Solution of engineering problems on a computer: Practical guide. Moscow: Mir. [in Russian language]
3. Adler Yu. P., Markova E. V., Granovsky Yu. V. (1976). Experiment Planning in search of optimal conditions. 2nd ed. Moscow: Nauka. [in Russian language]
4. Nalimov V. V., Chernova N. Ah. (1965). Statistical methods of planning extreme experiments. Moscow: Nauka. [in Russian language]
5. Nalimov V. V. (1971). Theory of experiment. Moscow: Nauka. [in Russian language]
6. Baranchikov V. I. (Ed.) et al. (1990). Progressive cutting tools and metal cutting modes: Handbook. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
7. Guzeev V. I. (Ed.), Batuev V. A., Surkov I. V. (2007). Cutting modes for turning and drilling-milling-boring machines with numerical control: Handbook. 2nd ed. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
8. Spiridonov A. A. (1981). Experiment Planning in the study of technological processes. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
9. Spiridonov A. A., Vasil'iev N. D. (1975). Planning of expe¬riment at research and optimization of technological processes. Sverdlovsk: UPI. [in Russian language]
10. Solonin S. I. (1972). Mathematical statistics in engineering technology. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
11. Smirnov N. B., Dunin-Barkovsky I. V. (1969). Course in probability theory and mathematical statistics for technical applications. Moscow: Nauka. [in Russian language]
12. Bobrovnikov G. A., Ananov P. P., Zhitnik N. I. et al. (1971). Influence of cutting modes on the roughness of the treated surface of caprolon during turning. In books: Tekhnologiya i avtomatizatsiya mashinostroeniya, Vol. 7, pp. 127 – 148. Kiev: Tekhnika. [in Russian language]

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.

После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.

Для заказа скопируйте doi статьи:

10.14489/hb.2020.02.pp.030-035

и заполните форму

Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.

After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.

To order articles please copy the article doi:

10.14489/hb.2020.02.pp.030-035

and fill out the form