Управление динамической устойчивостью металлорежущих систем в процессе резания по фрактальности шероховатости обработанной поверхности

Проблема повышения эффективности механической обработки в условиях современного автоматизированного производства является актуальной для многих отраслей перерабатывающей промышленности. Данная проблема требует глубокого изучения физических процессов, происходящих при резании. Ее актуальность еще более возрастает с развитием цифрового производства в нашей стране. Сегодня при наличии широкой номенклатуры изделий предприятия вынуждены создавать условия для сокращения технологического цикла при производстве того или иного изделия. Для проведения исследования был поставлен эксперимент, в котором в качестве обрабатываемого материала использовалась углеродистая сталь У8, а в качестве инструментального материала – Т15К6. В ходе проведения эксперимента наблюдали за изменением шероховатости обработанной поверхности в зависимости от скорости резания. В работе рассмотрена возможность оценки качества поверхностного слоя при резании на основе фрактального и нейронносетевого моделирования. Обнаружено, что фрактальная размерность показывает регулярность воспроизведения неровностей на обработанной поверхности при резании. Рассчитанная фрактальная размерность шероховатости обработанной поверхности хорошо коррелирует со значениями шероховатости обработанной поверхности (коэффициент корреляции 0,8–0,9). Разработана структура нейронной сети, позволяющая управлять качеством обработанной поверхности в зависимости от условий резания. Изучена возможность использования нейронносетевых моделей для управления технологическими системами обработки резанием. Предложено при создании цифровых двойников учитывать факторы, влияющие на качество обработанной поверхности и производительность обработки, которые слабо поддаются учету при моделировании, а также при проведении натурных экспериментов в ходе механической обработки. Такими факторами являются износ режущего инструмента, процесс пластической деформации и динамика резания.