По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 662.56.01 DOI:10.33920/pro-02-2601-04

Оптимизация фрезерования сложнопрофильных деталей из титановых сплавов на основе адаптивного управления траекториями инструмента

Узун Н.Г. E-mail: ukmario@inbox.ru, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), Филиал АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ им. Академика В.И. Кузнецова» (111024, ул. Пруд Ключики, Москва)
Ясаков В.А. техник, E-mail: ysakov.vasiliy.2005@icloud.com, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), Филиал АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ им. Академика В.И. Кузнецова» (111024, ул. Пруд Ключики, Москва)
Хамидуллин Р.Р. техник, E-mail: rinath538@gmail.com, Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д. 5), Филиал АО «ЦЭНКИ» — «НИИ ПМ им. Академика В.И. Кузнецова» (111024, ул. Пруд Ключики, Москва)

Работа посвящена разработке методики повышения эффективности фрезерования сложнопрофильных деталей из титановых сплавов за счет снижения вибраций через адаптивное управление траекториями режущего инструмента. Исследование включает анализ факторов динамики процесса фрезерования, разработку математической модели для минимизации вибрационных возмущений и создание алгоритмов генерации адаптивных траекторий. Проведена экспериментальная верификация предложенной методики, показавшая снижение шероховатости поверхности на 24% и повышение стойкости инструмента на 35% по сравнению с традиционными подходами. Результаты работы имеют практическую значимость для авиационной и автомобильной промышленности.

Литература:

1. Алейников, Д.П., Лукьянов, А.В. Моделирование сил резания и определение вибродиагностических признаков дефектов концевых фрез // Системы. Методы. Технологии. — 2017. — №1. — С. 39–47.

2. Влацкая, И.В., Сормов, С.И. Адаптивная система управления технологическим процессом обработки деталей на оборудовании с чпу в условиях неопределенности // Вестник огу. — 2005. — №12. — С. 237–241.

3. Глинская, Н.Ю., Елагин, В.В. Изучение математической модели упругих перемещений технологической системы при контурном фрезеровании деталей на станках с ЧПУ. — Оренбург: ОГУ, 2021. — 17 с.

4. Данилов, В.А., Данилов, А.А. Синтез рациональных кинематических схем обработки сложных поверхностей резанием // Машиностроение и машиноведение. — 2024. — №2. — С. 15–19.

5. Липсте, И. Динамические траектории Mastercam. Прорыв в повышении эффективности обработки на станках с ЧПУ // CAD/CAM/CAE Observer. — 2014. — №7. — С. 50–54.

6. Макаров, В.Ф., Мешкас, А.Е., Ширинкин, В.В. Исследование проблем механической обработки современных высокопрочных композиционных материалов, используемых для производства деталей авиационной и ракетно-космической техники // Вестник ПНИПУ. Машиностроение, материаловедение. — 2015. — №2. — С. 30–34.

7. Максаров, В.В., Кошелева, Е.В. Повышение точности и качества изготовления деталей из титана и титановых сплавов на основе предварительного локального пластического деформирования // Машиностроение и машиноведение. — 2016. — №3. — С. 66–68.

8. Медунецкий, В.М., Помпеев, К.П., Расщупкин, А.В. Аппаратное снижение виброскорости при фрезеровании сложнопрофильных поверхностей // Изв. вузов. Приборостроение. — 2017. — №5. — С. 420–425.

9. Молочко, В.И., Рогозина, Е.В. Экспериментальные методы исследования динамики резания при точении // Вестник БарГУ. Серия: Технические науки. — 2018. — №6. — С. 62–66.

10. Никитина, Л.Г. Адаптивное управление станками // Машиностроение и безопасность жизнедеятельности. — 2011. — №3. — С. 61–64.

11. Петраков, Ю.В., Клавак, А.М., Симута, Р.Р. Управление 2,5d фрезерованием на станке с чпу при использовании сам систем // Прогресивні технології і системи машинобудування. — 2012. — №1. — С. 198–202.

12. Янюшкин, А.С., Рычков, Д.А., Лобанов, Д.В. и др. Особенности фрезерования полимерных композиционных материалов // Современные технологии. — 2013. — №2. — С. 88–90.

В современных условиях развития авиакосмической и автомобильной промышленности наблюдается устойчивый рост спроса на высокоточные компоненты, изготавливаемые из труднообрабатываемых титановых сплавов. Такие материалы обладают высокой прочностью и коррозионной стойкостью, что делает их незаменимыми в ответственных конструкциях. Однако их обработка сопряжена с технологическими сложностями, требующими разработки новых методов фрезерования. Кроме того, соблюдение международных стандартов качества, таких как ISO 9001, предъявляет повышенные требования к точности и качеству поверхности деталей. Повышение требований к геометрической точности и шероховатости поверхности деталей обусловлено необходимостью обеспечения надежности и долговечности конечных изделий. В связи с этим возникает острая потребность в совершенствовании процессов механической обработки, особенно фрезерования сложнопрофильных элементов. Актуальность разработки инновационных подходов к фрезерной обработке определяется также стремлением к снижению производственных издержек и повышению конкурентоспособности продукции. Данная работа направлена на решение этих задач путем разработки адаптивных методов обработки.

Одной из ключевых технологических проблем при фрезеровании сложнопрофильных деталей из высокопрочных сплавов является возникновение неконтролируемых вибраций. Эти вибрации негативно влияют на процесс резания, приводя к ускоренному износу режущего инструмента и снижению его стойкости. В результате возникают геометрические отклонения от заданных параметров, что существенно повышает процент брака в производстве, достигающий в некоторых случаях 15–20%. Вибрации также ухудшают качество обработанной поверхности, увеличивая шероховатость и снижая точность размеров. Это особенно критично для деталей, используемых в авиационных двигателях и автомобильных силовых агрегатах, где малейшие отклонения могут привести к серьезным последствиям. Устранение или минимизация вибраций является важной задачей для повышения эффективности фрезерной обработки и снижения производственных затрат [1–5].

Для Цитирования:
Узун Н.Г., Ясаков В.А., Хамидуллин Р.Р., Оптимизация фрезерования сложнопрофильных деталей из титановых сплавов на основе адаптивного управления траекториями инструмента. Главный механик. 2026;1.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: