ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
63
АНАЛИТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ
ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ И ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Улугхожаев Рузихужа Солиевич
доктор философии техническиx наук
Абдуллаев Баходиржон Икромжонович
доктор философии техническиx наук
Хасанов Бобирмирзо Махмудали ўғли
доктор философии техническиx наук
https://doi.org/10.5281/zenodo.15645122
Аннотация:
Посвящена анализу методов количественной оценки
качества технологического процесса с использованием динамических
методов технического диагностирования. Анализируются приборы и
методы технической диагностики. Рассмотрены существующие методы
контроля
состояния
режущего
инструмента.
Проанализирован
акустический
метод
исследования
и
диагностики
обработки
поверхностных
пластических
деформаций.
Оценены
методы
вибрационной и виброакустической диагностики. Проанализирован метод
диагностики, основанный на динамике изменения сил резания.
Рассмотрен метод диагностики, основанный на измерении потребляемой
мощности электродвигателя металлорежущего станка. Проанализирован
методы и средства повышения точности токарной обработки. Результаты
анализа показали, что в условиях нестационарного процесса резания, при
обработке больших объемов материалов и с высокими требованиями к
производительности системы наиболее оптимальный метод основан на
измерении виброакустического сигнала. При этом было показано, что
метод нахождения сил резания в зависимости от эффективной мощности
считается наиболее перспективным методом.
Ключевые слова:
Станок, оперция, технология, маршрут, резец,
эксперимент, скорост, металл, детал, износ, деформация, обработка,
поверхност, режим, сдвиг, инструмент.
Модель процесса чистового точения, теоретически исследованы
закономерности физических основ формирования погрешностей в
процессе резания. В зависимости от конкретных условий чистового
точения выбор соответствующих параметров S, V, t оказывает
существенное влияние на значение
δ
⃗
i
. Как показали эксперименты, при
токарной
обработке
существуют
такие
скорости,
которые
сопровождаются минимальным износом, минимальным значением усилий
сдвига и максимальной чистотой обрабатываемой поверхности.
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
64
Отклонение от оптимальной скорости к более низким и более высоким
скоростям в процессе резания привело к увеличению сил резания,
увеличению износа режущего инструмента и ухудшению качества
обработанной поверхности. В результате анализа этих явлений
установлено что при заданных параметрах S, t и скорости резания
v
0
для
рекомендованный
геометрии
режущего
инструмента,
ошибки,
возникающие в процессе резания, минимальны [1]. В процессе
эксплуатации обеспечивается минимальное значение усилий сдвига и
погрешности, которые могут возникнуть при износе режущего
инструмента. Деформация технологической системы, образовавшейся в
результате действия поперечных сил в указанной точке, также
минимальна, и погрешность, возникающая в результате радиального
износа режущего инструмента h
r
, также минимальна. Общая погрешность
обработки в процессе резания определяется
δ
⃗
, как доля ошибки процесса
резания
δ
∗
⃗⃗⃗
, и, согласно приведенному выше
δ
∗
⃗⃗⃗ (s, v, t, æ)
, функция
минимальна, где: æ - величина, учитываются материал режущего
инструмента и его геометрические параметры[2].
∂δ
∗
⃗⃗⃗⃗
∂S
= 0
;
∂δ
∗
⃗⃗⃗⃗
∂v
= 0
;
∂δ
∗
⃗⃗⃗⃗
∂t
= 0
;
∂δ
∗
⃗⃗⃗⃗
∂æ
= 0
; (1)
δ
∗
⃗⃗⃗
если произведение для данного параметра равно нулю, а остальные
параметры постоянны, оно будет минимальным по отношению к этому
параметру.
Ошибки, возникающие в процессе резание, выражаются в векторной
форме.
δ
⃗ = δ
∗
⃗⃗⃗ + δ
т
⃗⃗⃗ + δ
и
⃗⃗⃗⃗ + δ
о
⃗⃗⃗ + δ
м
⃗⃗⃗⃗
(2)
Здесь:
δ
∗
⃗⃗⃗
- погрешность процесса резания,
δ
т
⃗⃗⃗
- погрешность по причине
повышения температуры,
δ
и
⃗⃗⃗⃗
-- погрешность радиального износа резца,
δ
о
⃗⃗⃗ −
погрешность станка,
δ
м
⃗⃗⃗⃗
- погрешность, которая учитывает физические
механический свойства материалов режущего инструмента и заготовки.
Энергетическая модель процесса чистового точения основана на
анализе физических явлений, происходящих в зоне резания. В работе
используется модель, предложенная Франкелем и Конторовой, для
описания поведения дислокации, возникающей в процессе резания.
В модели Франкеля и Конторово атомы движутся вдоль оси X, и все
силы, действующие на них, также параллельны этой оси. Мы видим, что
уравнение движения n-атома в кристаллической решетке зависит от
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
65
поперечной силы взаимодействия между соседними атомами в цепочке и
описывается этим выражением[3].
f
n
(τ) = k(y
n+1
− y
n
) − k(y
n
− y
n−1
)
(3)
здес:
у
n
(τ) = x
n
(τ) − na
(4)
a −
расстояние между атомами;
x
n
(τ)
-n - координата атома;
у
n+1
= y
n
(τ − ∆τ)
(a) (5)
у
n+1
= y
n
(τ + ∆τ)
(б)
∆τ -время задержки;
Константа силового взаимодействия между атомами в k-цепочке и
атомами в нижнем слое влияет на атомы в верхней цепочке с силой
f(x)
,
равной
f(x) = −f
o
sin(
2πx
a
)
(6)
Если учесть, что смещение атома из положения равновесия
определяется формулой (4),
f(х
n
) = −f
o
sin(
2πy
n
a
)
(7)
Тогда составляется уравнение движения n-атома
my
n
̈ = −f
0
sin (
2πy
n
a
) + k(y
n+1
− 2y
n
+ y
n−1
)
, (8)
где: m - масса атома.
Полученное уравнение (5) соответствует дислокационной модели
Франкело-Конторовой. Решение этого уравнения описывает движущуюся
дислокацию. После нескольких модификаций получаем следующее
выражение
ü − u
′′
+ sinu = 0
, (9)
При анализе решений уравнения (9) было определено, что основным
свойством солитонов является дислокация при непрерывном сближении в
идеальной среде. Во-первых, скорость солитона определяется уравнением
его энергии. Во-вторых, во время взаимодействия одного солитона с
другим их форма и, следовательно, их энергия не меняются, они только
движутся; быстрее вперед, медленнее назад. В-третьих, солитон и
антисолитон могут образовывать связанное состояние при определенных
условиях[4]. Полученное решение представляет собой идеальную работу с
непрерывным подходом. Чтобы прояснить решения уравнения (9),
рассмотрим цепочку идеальных одномерных атомов, называемую в
литературе
цепочкой
Тоды
и
характеризующуюся
системой
дифференциально-разностных уравнений вида[5].
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
66
d
2
x
n
dτ
2
= e
x
n+1
−x
n
− e
x
n
−x
n−1
(10)
где: x
n
- координата атома в сетке.
Рассматривая солитонные решения уравнений (9) и (10), а также
теорию солитонного восстания, процесс изменения сил резания можно
определить следующим образом. Если скорость дислокации отличается от
скорости удержания дислокации на границах зерен, то силы сдвига будут
больше, чем силы, наблюдаемые при скорости, равной скорости
удержания. Здесь происходит такое явление, что со скоростью большей,
чем скорость удержания, дислокация проходит через потенциальную
ямку, и дислокация задерживается внутри зерна, так что дислокация не
проходит по границам зерна, но энергия внутри нее не увеличивается до
тех пор, пока материал рвется. Для его приведения в это состояние
требуются дополнительные затраты энергии ∆u, что приводит к
увеличению сила резания. Во втором случае, если скорость меньше, то
дислокация отражается потенциальным барьером, и процесс деградации
проходит не по границам зерен, а носит случайный характер. Процесс
разложения становится похожим на скачок, поскольку энергия
накапливается для самоуничтожения, и точка повторяется. В этом
процессе концентрация дислокаций становится неравномерной, поэтому
возникает явление отделения частиц материала друг от друга при
аблюдаемой низкой скорости сдвига. Чем ниже скорость резания, тем
больше силы резания, так как процесс накопления энергии
замедляется[6].
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
67
н
Рисунок 1. Алгоритм расчета скорости резания на основе
синтезированных математических моделей.
Список использованной литературы:
1.Fayzimatov Sh.N., Khusanov Y.Y., Abdullaev B.I., Ensure the quality of the
surface layer of parts in highs – peed end milling of hardened steels. Web of
scientist: International scientific research journal ISSN: 2776 – 0979, Volume 3,
Issue 3, Mar., 2022 Pages: 13 – 27.
2.Абдуллаев Б.И., Тобланган пўлатларни юқори тезликда фрезалашда
қўлланиладиган асбобсозлик материаллари. Наманган мухандислик-
технология институти илмий-техника журнали ISSN: 2181-8622. Тоm 6,
Махсус сон № 2, 2021.www.nammti.uz :
3.Ю.Ю.Хусанов., Абдуллаев Б.И., Обеспечение качества поверхностного слоя
деталей при высокоскоростном торцевом фрезеровании закаленных
сталей. Scientific-methodical journal of “Scientific progress” ISSN: 2181 – 1601,
Volume 3, Issue 3, 2022. Pages: 13 – 27.
4.Fayzimatov Sh.N., Abdullaev B.I., Yusupov S.M., (2020). Increasing Durability
of Working Elements of Dividing Dies. International Journal of Advanced
Research in Science, Engineering and Technology Vol. 7, Issue 4, April 2020
(13453-13456). www.ijarset.com
5.Абдуллаев Б.И., Ensure the quality of the surface layer of parts in highs – peed
end milling of hardened steels. Наманган мухандислик-технология
ACADEMIC RESEARCH IN MODERN SCIENCE
International scientific-online conference
68
институти илмий-техника журнали ISSN: 2181-8622. Тоm 7, Махсус сон, №
1, 2022 www.nammti.uz Бет: 339-350.
6.Ш.Н.Файзиматов., С.Юсупов., Абдуллаев Б.И., Штамплаш жараёнида
симметрик деталга шакл беришда қисмларнинг деформацияланиш
жараёнини ўрганиш тадқиқоти. Фарғона политехника институти илмий-
техника журнали ISSN: 2181-7200. Тоm 24, Махсус сон, № 1, 2020. Бет: 21-
24.
7.Ш.Н.Файзиматов., У.Р.Солиевич., Абдуллаев Б.И., Деталларга юқори
теликда ишлов бериш билан унумдорликни ошириш. Scientific-methodical
journal of “Scientific progress” ISSN: 2181 – 1601, Volume 3, Issue 5, 2022.
Pages: 96-103.
8.Ш.Н.Файзиматов., Ю.Ю.Хусанов., Абдуллаев Б.И., Тобланган пўлатларни
юқори тезликда фрезалашда қўлланиладиган асбобсозлик материаллари.
Фарғона политехника институти илмий-техника журнали ISSN: 2181-7200.
Тоm 26, № 4, 2022.Бет: 23-27.
9.Ш.Н.Файзиматов., Ю.Ю.Хусанов., Абдуллаев Б.И., Тобланган пўлатларни
юқори тезликда фрезалашда қўлланиладиган асбобсозлик материаллари.
Сentral asian academic journal of scientific research ISSN: 2181-2489 Volume 2,
Issue 4, 2022. Pages: 111-119.
10.Turakhodjaev N., Kholmirzaev N., Sadikova N., Tashkhodjaeva K., Abdullayev
B., (2022). Technology for Cleaning Non-Metallic Inclusions and Gaseous Pores
in the Process of Liquefaction of Steels in an Electric Arc Furnace. European
multidisciplinary journal of modern science Volume: 4, (77-82).
https://emjms.academicjournal.io/index.php/
11.Саидмахкамов N., Абдуллаев K., Хасанов A., Абдуллаев Б.И., Development
of technology for obtaining quality castings from steel alloys. Eurasian Journal of
Engineering and Technology Volume 5, April, 2022 ISSN: 2795-7640
www.geniusjournals.org Pages: 135-138.
