Севастопольский государственный университет, Севастополь, Россия

С. М. Братан, заведующий кафедрой технологии машиностроения, профессор, докт. техн. наук, эл. почта: serg.bratan@gmail.com
Ю. К. Новоселов, профессор кафедры технологии машиностроения, докт. техн. наук, эл. почта: yknovoselov@mail.sevsu.ru
А. О. Харченко, профессор кафедры технологии машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: khao@list.ru
С. И. Рощупкин, доцент кафедры технологии машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: st.roshchupkin@yandex.ru

В настоящее время операция шлифования валков прокатных станов с использованием мелкозернистых кругов является наиболее прогрессивным методом финишной обработки. Однако многообразие рекомендаций по шлифованию такими кругами при отсутствии методик оптимизации процесса при попытке интенсификации процесса приводят к ухудшению выходных показателей качества. Для определения оптимальных режимов шлифования мелкозернистыми кругами методом линейного программирования составлена по техническим ограничениям и экспериментальным зависимостям модель процесса в виде системы линейных неравенств и линейной функции оптимизации. Графоаналитическим методом определены оптимальные режимы шлифования валков кругами 1-750×75×305 63C MI4 CM2 8Б с изменением двух (скорости круга и нагрузки на электродвигатель привода круга) и трех (скорости детали, продольной и поперечной подач) факторов режима шлифования. Оптимальность режимов подтверждена экспериментально. Таким образом, режим шлифования, определенный методом линейного программирования, действительно является оптимальным, так как обеспечивает получение детали заданного качества при меньшей себестоимости обработки.

1. Malkin S., Guo C. Grinding technology: Theory and applications of machining with abrasives. — New York : Industrial Press, 2008. — 372 р.
2. Новоселов Ю. К. Динамика формообразования поверхностей при абразивной обработке. — Севастополь : Изд-во СевНТУ, 2012. — 304 с.
3. Zhen B. H., Komanduri R. On the mechanics of the grinding process. Part I. Stochastic nature of the grinding process // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2003. Vol. 43. P. 1579–1593.
4. Godinoa L., Pomboa I., Sanchez J. A., Alvarez J. On the development and evolution of wear flats in microcrystalline sintered alumina grinding wheels // Journal of Manufacturing Processes. 2018. Vol. 32. P. 494–505.
5. Bratan S., Novoselov Yu., Bogutsky B. Analysis of relation between grinding wheel wear and abrasive grains wear // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 809–814.
6. Lee C. W. A control-oriented model for the cylindrical grinding process // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2009. Vol. 44. P. 657–666. DOI: 10.1007/s00170-008-1894-6
7. Shen N., He Y., Li J., Fang M. An improved differential evolution (IDE) based on double populations for cylindrical grinding optimization // In Proceedings of the 2009 International Conference on Measuring Technology and Mechatronics Automation. Hunan. China, 11–12 April. 2009. P. 724–727.
8. Hung L. X., Ky L. H., Hong T. T. et al. Optimization of manufacturing time in internal grinding // In Proceedings of the International Conference on Engineering Research and Applications, ICERA 2019. Thai Nguyen. Vietnam, 1–2 December. 2020. P. 557–565.
9. Корчак С. Н. Производительность процесса шлифования стальных деталей. — М. : Машиностроение, 1974. — 280 с.
10. Görög A. Simulation of superfinished surface formation // Adv. Sci. Technol. Res. J. 2021. Vol. 15. P. 219–227. DOI: 10.12913/22998624/133064
11. Максимов И. С., Рахчеев В. Г., Галанский С. А. Осциллирующее шлифование рельсов железнодорожного пути // Вестник транспорта Поволжья. 2019. № 2 (74). С. 46–50.
12. Zhensheng Ya., Zhonghua Yu. Grinding wheel wear monitoring based on wavelet analysis and support vector machine // Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2012. Vol. 62. P. 107–121.
13. Shi Z., Malkin S. Wear of electroplated CBN grinding wheels // J. Manuf. Sci. Eng. 2005. Vol. 128, Iss. 1. P. 110–118.
14. Lajmert P., Sikora V., Ostrowski D. A dynamic model of cylindrical plunge grinding process for chatter phenomena investigation // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 148. 09004. DOI: 10.1051/matecconf/20181480900
15. Leonesio M., Parenti P., Cassinari A., Bianchi G. et al. A time-domain surface grinding model for dynamic simulation // Procedia CIRP. 2012. Vol. 4. P. 166–171. DOI: 10.1016/j.procir.2012.10.030
16. Sidorov D., Sazonov S., Revenko D. Building a dynamic model of the internal cylindrical grinding process // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. P. 400–405. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.06.739
17. Zhang N., Kirpitchenko I., Liu D. K. Dynamic model of the grinding process // Journal of Sound and Vibration. 2005. Vol. 280. P. 425–432. DOI: 10.1016/j.jsv.2003.12.006
18. Ahrens M., Damm J., Dagen M., Denkena B. et al. Estimation of dynamic grinding wheel wear in plunge grinding // Procedia CIRP. 2017. Vol. 58. P. 422–427. DOI: 10.1016/j.procir.2017.03.247
19. Garitaonandia I., Fernandes M. H., Albizuri J. Dynamic model of a centerless grinding machine based on an updated FE model // International Journal of Machine Tools & Manufacture. 2008. Vol. 48. P. 832–840. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2007.12.001
20. Tawakolia T., Reinecke H., Vesali A. An experimental study on the dynamic behavior of grinding wheels in high efficiency deep grinding // Procedia CIRP. 2012. Vol. 1. P. 382–387. DOI: 10.1016/j.procir.2012.04.068
21. Jung J., Kim P., Kim H., Seok J. Dynamic modeling and simulation of a nonlinear, non-autonomous grinding system considering spatially periodic waviness on workpiece surface // Simulation Modelling Practice and Theory. 2015. Vol. 57. P. 88–99. DOI: 10.1016/j.simpat.2015.06.005
22. Братан С. М., Владецкая Е. А., Харченко А. О. Динамические модели процессов круглошлифовальной обработки // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2022. № 3 (77). С. 138–148. DOI: 10.34771/UZCEPU.2022.77.3.027
23. Bratan S., Roshchupkin S., Kharchenko A., Belousov S. Quality improvement of manufacturing rolling mill rolls // CIS Iron and Steel Review. 2021. Vol. 22. P. 26–31.
24. Братан С. М., Харченко А. О., Лысенко Д. А. Обеспечение стабильности обработки поверхностей на операциях круглого наружного шлифования с позиций системного анализа // Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. 2023. № 1 (357). С. 84–93. DOI: 10.33979/2073-7408-2023-357-1-84-93.
25. Лысенко Д. А., Братан С. М., Харченко А. О. Повышение стабильности чистового шлифования шеек валов вало-винторулевого комплекса // Ученые записки Крымского инженерно-педагогического университета. 2023. № 1 (79). С. 232–239.

26. Братан С. М., Часовитина А. С. Моделирование влияния относительных вибраций инструмента и заготовки на съем материала при внутреннем шлифовании // Наукоемкие технологии в машиностроении. 2022. № 9 (135). С. 3–9. DOI: 10.30987/2223-4608-2022-9-3-9
27. Bratan S., Sagova Z., Sága M., Yakimovich B. et al. New calculation methodology of the operations number of cold rolling rolls fine grinding // Applied Sciences. 2023. Vol. 13. 3484. DOI: 10.3390/app13063484