Аннотации:
В условиях автоматизированного машиностроения до сих пор остается нерешенной
задача проектирования оптимальных циклов режимов резания для операций, выполняемых на станках с ЧПУ. На практике технологу по-прежнему приходится вручную корректировать проектируемые циклы при помощи различных CAD/CAM-систем, имеющих в качестве информационной базы данные из нормативно-справочной литературы, разработанной в 60–90-х годах для универсального оборудования. При этом технолог может опираться только на собственный опыт или же на имеющиеся по аналогичным операциям данные. В результате проектируемые таким образом циклы не могут гарантировать максимальность производительности и стойкость используемого оборудования, стабильность показателей точности и качества в партии деталей, а соответственно, и минимальность себестоимости выполняемой операции. В качестве решения описанной выше проблемы предложена разработка цифрового двойника на примере операции круглого шлифования. Цифровым двойником процесса круглого шлифования может являться аналитическая модель послойного удаления металла с заготовки. Данная модель, помимо исходных условий обработки (основные параметры заготовки, инструмента, оборудования, оснастки и др.), оказывающих непосредственное влияние на процесс шлифования, должна учитывать кинематику и особенности съема металла, присущие различным видам шлифования. Цифровой двойник должен учитывать
нестабильность процесса шлифования (затупление круга, колебания припуска, потеря диаметра круга, а соответственно, и площади контакта круга с заготовкой). В статье описаны основные этапы разработки аналитической модели съема металла на примере круглого шлифования с продольной подачей. Разработанный цифровой двойник операции круглого шлифования возможно применять не только при проектировании оптимальных циклов режимов резания, но и для прогнозирования надежности разрабатываемых циклов и качества обработки в нестабильных условиях обработки партии деталей. In conditions of the automated mechanical engineering the task of designing optimal cutting cycles for operations performed on CNC machines still remains unsolved. In practice, the technologist still has to manually adjust designed cycles using various CAD/CAM-systems, which have an information base based on the data from the normative reference literature developed in the 60–90`s for universal equipment. At that the technologist relies on personal experience or on the existing data in similar operations. As a result, the cycles designed in this way cannot guarantee
maximum productivity and durability of the equipment used, stability of accuracy and quality indicators in a batch of parts and, accordingly, the minimum cost price of the operation performed. As a solution to the problem described above, development of the digital twin on the example of a circular grinding operation is proposed. Analytical model of the layer-by-layer metal removal from the workpiece can be the digital twin of the circular grinding process. In addition to the initial processing conditions (main parameters of the workpiece, tool, equipment, tooling, etc.) which have a direct impact on the grinding process, this model must consider kinematics and features of the metal removal inherent in various types of grinding. Digital twin must consider instability of the grinding process (blunting of the wheel, allowance fluctuations, loss of the wheel diameter and, accordingly, the contact area of the wheel with the workpiece). The article describes the main stages of developing the analytical model of metal removal on the example of the circular grinding with longitudinal feed. The developed digital twin of the circular grinding operation can be used not only for designing optimal cycles of the cutting modes, but also for
the reliability of the developed cycles and the quality of processing in unstable conditions
of processing the batch of parts.
Описание:
Переверзев Павел Петрович, доктор технических наук, доцент кафедры «Технология автоматизированного машиностроения», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, pereverzevpp@susu.ru.
P.P. Pereverzev, pereverzevpp@susu.ru
South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation