Основные этапы моделирования послойного съема металла с применением цифрового двойника операции круглого шлифования с ЧПУ
Бесплатный доступ
Современные круглошлифовальные станки с ЧПУ позволяют вести обработку по заданным циклам режимов резания, которые являются частью управляющей программы (УП). Несмотря на использование точных систем позирования, современные шлифовальные станки обладают податливостью технологической системы (ТС). Это объясняет колебания величины снимаемого припуска и возникновение различного рода погрешностей размеров, которые увеличиваются при обработке партии деталей, производимой в нестабильных условиях при действии большого количества переменных технологических факторов (колебания припуска, затупления зерен круга, изменения диаметра круга и др.). Однако при наличии большого числа автоматизированных систем проектирования УП до сих пор отсутствует инструмент их контроля на обеспечение точности обработки партии деталей. К тому же при проектировании циклов режимов резания в данных системах используются базы данных, полученные для универсальных станков. В результате проектируемые циклы не гарантируют стабильность показателей точности при обработке партии детали, не обеспечивают максимальную производительность и требуют адаптации к заданным условиям обработки. В данной статье представлено описание цифрового двойника (ЦД) на примере врезного круглого шлифования, который позволяет проводить симуляцию послойного съема металла на протяжении всего цикла шлифования путем расчета величины снимаемого припуска на каждом обороте заготовки при различных сочетаниях нестабильных условий обработки и переменной податливости технологической системы. При этом моделирование послойного удаления припуска осуществляется в нескольких сечениях, которые имеют различную податливость. После окончания моделирования съема металла (в конце цикла шлифования) становится возможным осуществить оценку точности по известным расчетным значениям радиусов во всех сечениях обрабатываемой поверхности. Отметим, что применение ЦД позволит ускорить и упростить процесс проектирования циклов, а также повысить производительность операций круглого шлифования с ЧПУ за счет оптимизации циклов режимов резания с обеспечением заданной точности.
Цифровой двойник, круглое шлифование, цикл, точность обработки
Короткий адрес: https://sciup.org/147233484
IDR: 147233484 | DOI: 10.14529/engin200305
Список литературы Основные этапы моделирования послойного съема металла с применением цифрового двойника операции круглого шлифования с ЧПУ
- Никифоров, И.П. Современные тенденции шлифования и абразивной обработки / И.П. Никифоров. – Старый Оскол: ТНТ, 2012. – 560 с.
- Михелькевич, В.Н. Автоматическое управление шлифованием / В.Н. Михелькевич. – М.: Машиностроение, 1975. – 304 с.
- Переверзев, П.П. Моделирование и оптимизация управляющих программ для станков с ЧПУ с использованием динамического программирования / П.П. Переверзев, Д.Ю. Пименов // СТИН. – 2014. – № 8. – С. 16–24.
- Шипулин, Л.В. Проектирование трехступенчатого цикла плоского шлифования периферией круга / Л.В. Шипулин, И.В. Шмидт // СТИН. – 2019. – № 11. – C. 28–31
- Designing high-speed CNC-operations / A. Nurkenov, V.I. Guzeev, P.G. Mazein, I.P. Deryabin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 450, no. 032014.
- Исаков, Д.В. Оптимизация автоматических циклов шлифования, выполняемых на плоскошлифовальных станках, методом динамического программирования / Д.В. Исаков, А.С. Коваленко // Обработка металлов резанием. – 2009. – № 4(52). – С. 2–12.
- Михайлов, А.Н. Многокритериальная оптимизация режимов резания при точении инструментами с покрытиями / А.Н. Михайлов, Т.Г. Ивченко, И.А. Петряева // Известия Тульского гос. ун-та. Технические науки. – 2016. – № 8. – С. 159–166.
- Nathan, R.D. Intelligent estimation of burning limits to aid in cylindrical grinding cycle planning / R.D. Nathan, L. Vijayaraghavan, R. Krishnamurthy // Heavy Vehicle Systems. – 2001. – Vol. 80. – P. 48–59.
- Horiuchi, O. Computer simulations of cylindrical plunge grinding – Influence of work stiffness on grinding accuracy / O. Horiuchi, T. Shibata // Key Engineering Materials. – 2007. – Vol. 329. – P. 51–56. DOI 10.4028/0-87849-416-2.51
- Optimization of Manufacturing Time in Internal Grinding / X.H. Le, H.K. Le, T.H. Tran, et al. // ICERA 2019, LNNS 104, 2020. – P. 557–565.
- Jiajian, G. Optimization of internal plunge grinding using collaboration of the air-grinding and the material removal model based on the power signal / G. Jiajian, H. Li // Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2019. – Vol. 105. – P. 7–8.
- Gupta, R. Optimization of grinding parameters using enumeration method / R. Gupta, K.S. Shishodia, G.S. Sekhon // J. Mater. Process. Technol. – 2001. – Vol. 112. – P. 63–67.
- Optimization for internal traverse grinding of valves based on wheel deflection / S. Gao, C. Yang, J. Xu et al. // Int. Journal of Advanced Manufacturing Technology. – 2017. – Vol. 92. – P. 1105–1112.
- A Study on Optimization of Manufacturing Time in External Cylindrical Grinding / L. Tung, T. Hong, N. Cuong, N. Vu // J. Materials Science Forum. – 2019. – Vol. 977. – P. 18–26.
- Stability analysis and optimization algorithms for the Set-Up of Infeed Centerless Grinding / D. Barrenetxea, J. Alvarez, J.I. Marquinez et al. // Int. Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2014. – Vol. 84. – P. 17–32.
- Agarwal, S. Optimizing machining parameters to combine high productivity with high surface integrity in grinding silicon carbide ceramics / S. Agarwa // Ceram. Int. – 2016. – Vol. 42(5). – P. 6244–6262.
- Cost optimization of internal grinding / V.N. Pi, L.X. Hung, L.A. Tung, B.T. Long // J. Mater. Sci. Eng. – 2016. – Vol. 6. – P. 291–296.
- Determination of optimal exchanged grinding wheel diameter when internally grinding alloy tool steel 9CrSi / L.X. Hung, V.N. Pi, L.A. Tung et al. // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2018. – Vol. 417. – P. 012–026.
- Akintseva, A.V. Modelling of correlation of actual and program feeds in the automatic cycle / A.V. Akintseva, A.V. Prokhorov, S.V. Omelchenko // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 709, no. 033003.
- Yudin, S. Generalized cutting force model for grinding / S. Yudin, K. Smolyanoy, P. Pereverzev // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. – 2020. – Vol. 709, no. 033005.
