CC BY
21
Оригинальная статья / Original article |/ТЛ ,
УДК 621.9 iL^W^H
DOI: http://dx.doi.org/10.21285/1814-3520-2020-5-1019-1029
Управляемые шпиндельные опоры как инструмент обеспечения качества обработки
© П.А. Саблин, А.В. Космынин, В.С. Щетинин
Комсомольский-на-Амуре государственный университет, г. Комсомольск-на-Амуре, Россия
Резюме: Цель работы - обеспечение условий для управления качеством обработанной поверхности заготовок на основе применения газомагнитных опор в станочных системах (на примере внутришлифовального станка 3К227А). Для моделирования траектории взаимного перемещения инструмента и заготовки применены методы нелинейной динамики; проведены анализ литературных данных и экспериментальные исследования. На основе рассмотренных вопросов управления динамической устойчивостью технологических систем при механической обработке посредством бесконтактных управляемых газомагнитных опор шпиндельных узлов предложена схема адаптивного управления станочной системой, позволяющая во многом устранить внешние механические воздействия на технологическую систему, внутренние колебания, возникающие от приводов и подвижных частей, а также компенсировать температурные деформации станины и корпуса шпиндельного узла. Продемонстрирована в действии адаптивная система управления на основе газомагнитных опор шпиндельного узла и заготовки, а также системы контроля положения заготовки и инструмента (на примере внутришлифовального станка 3К227А). Разработанная в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете система управления газомагнитными опорами позволяет задавать положение оси ротора с точностью до 0,1 мкм. Полученные результаты исследования позволили сделать вывод: управление двумя адаптивными звеньями на газомагнитных опорах, а именно - шпиндельным узлом инструмента и шпиндельным узлом заготовки, позволяет достигать точность вращения до 0,2 мкм. Методы нелинейной динамики позволили в режиме реального времени построить аттрактор (траекторию) движения вершины инструмента, что дает возможность воздействовать на входные параметры процесса обработки и управлять тем самым выходными параметрами. При этом данная система управления динамической устойчивостью станочной системы применима и к другим видам обработки, в том числе лезвийной.
Ключевые слова: шпиндельный узел, схема адаптивного управления, качество механической обработки, газомагнитная опора, станочная система, динамическая устойчивость технологических систем
Информация о статье: поступила в редакцию 05 сентября 2020 г.; поступила после рецензирования и доработки 06 октября 2020 г.; принята к публикации 30 октября 2020 г.
Для цитирования: Саблин П.А., Космынин А.В., Щетинин В.С. Управляемые шпиндельные опоры как инструмент обеспечения качества обработки. Вестник Иркутского государственного технического университета. 2020. Т. 24. № 5. С. 1019-1029. https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-5-1019-1029
Controlled spindle supports as a tool for ensuring machining quality
Abstract: The purpose of the work is to provide conditions for machined workpiece surface quality control based on the use of gas-magnetic supports in machine-tool systems (on example of the 3K227A internal grinding machine). To model the trajectory of tool and workpiece mutual movement the methods of nonlinear dynamics are used. The literature data on the problem are analyzed and experimental studies are carried out. Based on the considered issues of controlling the dynamic stability of technological systems under machining by means of contactless controlled gas-magnetic supports of spindle units, a scheme for adaptive control of the machine-tool system is proposed. It allows in many respects to eliminate external mechanical effects on the technological system, internal vibrations caused by drives and moving parts, as well as to compensate temperature deformations of the spindle unit frame and body. An adaptive control system based on gas-magnetic supports of the spindle assembly and the workpiece, as well as the control systems of the position of workpiece and tool (on example of 3K227A internal grinding machine) are demonstrated in action. The gas-magnetic support control system developed at Komsomolsk-na-Amure State Technical University makes it possible to set the position of the rotor axis with the accuracy of 0.1 microns. The study results obtained lead to the conclusion that the control of
Pavel A. Sablin, Alexander V. Kosmynin, Vladimir S. Shchetinin
Komsomolsk-na-Amure State University, Komsomolsk-on-Amur, Russia
ISSN 1814-3520
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
1019
two adaptive links on the gas-magnetic supports, i.e., the spindle assembly of the tool and the spindle assembly of the workpiece, allows to achieve a rotation accuracy of up to 0.2 microns. The methods of nonlinear dynamics make it possible to construct an attractor (trajectory) of the tool tip movement in the real time, which provides a possibility to affect the input parameters of the machining process and thereby to control the output parameters. In addition to this, the control system of machine-tool system dynamic stability is applicable to other processing types as well, including edge cutting machining.
Keywords: spindle assembly, adaptive control scheme, machining quality, gas-magnetic support, machine-tool system, dynamic stability of technological systems
Information about the article: Received September 05, 2020; revised October 6, 2020; accepted for publication on October 30, 2020.
For citation: Sablin PA, Kosmynin AV, Shchetinin VS. Controlled spindle supports as a tool for ensuring machining quality. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2020;24(5): 1019—1029. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/1814-3520-2020-5-1019-1029
ВВЕДЕНИЕ
Развитие современной машиностроительной отрасли предъявляет повышенные требования к точности и качеству обработки деталей, а также к производительности, надежности металлообрабатывающего оборудования и уровню его автоматизации [1].
Если решение задач производительности и надежности в большей степени можно отнести к ряду инженерных задач, то обеспечение точности и качества обработки во многом зависит от точности станка, приспособлений, инструмента, условий эксплуатации и технологии обработки [2-11].
Целью данного исследования является обеспечение возможности управления выходными параметрами процесса механической обработки на основе применения управляемых шпиндельных узлов.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПАРАМЕТРЫ КАЧЕСТВА ОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ
Требования, которые на сегодняшний день предъявляются к современным высокоскоростным станкам, таким как расточные или шлифовальные, по точности формы рабочих поверхностей до 0,2...0,4 мкм и шероховатости по параметру Ra < 0,08 мкм. Кроме параметра обработанной поверхности Ra, необходимо обеспечить и другие параметры шероховатости (Rq, Rp, Rc, Rt, Rv, Rsm, ^^, Rsk). При таких требованиях к качеству и точности обработки возникает ряд проблем, связанных с условиями внешних воздействий на систему СПИЗ (станок-приспособление-
инструмент-заготовка). К таким воздействиям относятся: тепловые деформации, возникающие из-за изменения температур узлов СПИЗ; внешние механические воздействия, передающиеся от вибраций фундамента через опоры станка; изменения сил в процессе резания по причине неоднородности материала и износа инструмента [12-20]. Это обусловливает создание систем контроля позиционирования, стабилизации температурных деформаций, изолирования внешних механических воздействий. Усложнение станочных систем приводит к существенному удорожанию конечной продукции и, следовательно, снижению ее конкурентоспособности [2].
Относительные колебания инструмента и заготовки во время обработки, как правило, возникают по ряду причин, а именно:
- динамические воздействия составных звеньев технологической системы в процессе обработки [12];
- работа механизмов станка (разбаланси-рованность вращающихся звеньев, параметрические возмущения, изменение сил трения в узлах технологической системы, геометрические погрешности);
- внешние воздействия на динамическую систему резания через опоры станка, фундамент.
Переменное значение силы резания зачастую вызвано неоднородностью материала заготовки и непостоянной величиной припуска на обработку вследствие изменения сечений среза (при точении заготовок из поковки, шестигранника, при фрезеровании, рассверливании или растачивании отверстий), при
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
прерывистом резании, врезании и выходе инструмента. Непостоянство силы резания приводит к колебанию всей технологической системы механической обработки.
Колебания технологической системы происходят с минимальной амплитудой при достижении необходимой устойчивости в процессе механической обработки, в результате чего достигается необходимое качество обработанной поверхности.
При нарушении каких-либо канонов обработки (необоснованное увеличение скорости резания, подачи, глубины резания, вылета инструмента и т.д.) технологическая система начинает терять устойчивость, появляются колебания. Амплитуда колебаний при этом неизбежно растет, в результате чего качество обработанной поверхности резко снижается. Параллельно росту амплитуды колебаний неизбежно растет и диапазон изменения силы резания, и в определенные моменты сила резания может быть равна нулю (это происходит в момент скола элемента стружки и отрыва инструмента от заготовки).
МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ ВИБРАЦИЙ В СТАНОЧНЫХ СИСТЕМАХ
Для уменьшения влияния внешних механических воздействий в виде колебаний на станок и, как следствие, зону резания применяются различные виброопоры, а детали изготавливают из материалов, имеющих высокие демпфирующие свойства. Для снижения влияния от собственных колебательных процессов, возникающих в системе СПИЗ, кроме изготовления деталей из материалов, гасящих колебания, применяют различные конструктивные решения, связанные с подбором габаритов и масс узлов станка [1].
В последние время в станочные системы стали внедрять бесконтактные управляемые опоры в виде активных магнитных подвесов (АМП) и газомагнитных опор (ГМО) [3-5]. Это позволило встроить в цепь системы СПИЗ бесконтактное, управляемое, трансформируемое звено, которое позволило регулировать нагрузочные и жесткостные характеристики, передаваемые этим звеном.
Следует отметить, что круг научных работ, как и количество научных коллективов,
занимающихся исследованием особенностей работы металлорежущих станков [13-17], имеющих в своей конструкции газомагнитные опоры, крайне ограничен. Исследования, проведенные в Московском государственном техническом университете «СТАНКИН», показали, что при использовании электрошпинделя на активных магнитных опорах возможно достичь качественно обработанной поверхности Ra = 0,4.0,63 мкм. Также известен шпиндельный узел (ШУ), разработанный в Японии, с магнитогазовыми гибридными опорами, предназначенный для повышения точности обработки материалов [6]. Выполненный в Комсомольском-на-Амуре государственном техническом университете (КнАГТУ) ряд исследований со шпиндельными узлами на ГМО показал, что на внутри-шлифовальных операциях достигается точность обработки до 0,2 мкм. Следует отметить, что АМП уступают по нагрузочным характеристикам ГМО [1].
Использование ГМО в схеме СПИЗ с жесткими связями между элементами позволяет преобразовать ее в схему с трансформируемым управляемыми звеньями, которые представляют собой различные среды в виде жидкой (либо газовой) смазки или магнитного поля.
СХЕМА УПРАВЛЯЕМОГО ШПИНДЕЛЬНОГО УЗЛА
Для уменьшения внешних механических воздействий в виде колебаний, а также температурных деформаций узлов станка, таких как станина, в схему СПИЗ целесообразно ввести два бесконтактных управляемых звена (опоры): одно - между заготовкой и станиной, второе - между инструментом и станиной; через управляемые бесконтактные звенья можно обеспечить независимое положение заготовки и инструмента от внешних и температурных воздействий при условии контроля относительного положения заготовки и инструмента между собой. Разработанная в КнАГТУ система управления газомагнитными опорами позволяет задавать положение оси ротора с точностью до 0,1 мкм [7].
В качестве бесконтактных управляемых трансформируемых звеньев целесообразно
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020'24(5):1019-1029
применить газомагнитные опоры, обеспечивающие вращательное движение ротора и инструмента [3].
Предложенную схему станка с двумя управляемыми трансформируемыми звеньями (рис. 1) можно реализовать, например, для внутришлифовального станка. Как видно в системе СПИЗ, зона взаимодействия инструмента и заготовки разомкнута двумя бесконтактными управляемыми ГМО. Такая схема позволяет во многом устранить внешние механические воздействия на систему, внутренние колебания, возникающие от приводов и подвижных частей, а также компенсировать температурные деформации станины и корпуса шпиндельного узла. Кроме того, следящая система контроля положения инструмента и заготовки позволяет компенсировать температурные деформации шпинделя и суппорта с инструментом.
ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ВРАЩЕНИЯ ШПИНДЕЛЯ
Установить траекторию отклонения оси шпинделя от заданного положения, с достаточно высокой точностью, можно лишь с применением специальной высокоточной аппаратуры [8], например, лазерного интерферометра.
При оценке точности вращения шпинделя использовался программный метод с применением акустической эмиссии. Данный метод позволяет с высокой точностью, как и с применением лазерной интерферометрии, осуществлять непосредственно в процессе механической обработки динамическую диагностику относительных перемещений инструмента и заготовки, используя вибродатчики.
Исследование точности вращения шпинделя на газомагнитных опорах выполнено на
Рис. 1. Схема внутришлифовального станка с двумя бесконтактными трансформируемыми звеньями 1 и 2 датчика относительного положения Fig. 1. Diagram of the internal grinding machine with two contactless convertible links of 1 and 2 relative position sensors
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
экспериментальной установке, которая представлена выше (см. рис. 1). Схема измерения амплитудно-частотных характеристик представлена на рис. 2.
В качестве вибродатчика использовался контактный прямой совмещенный вибропреобразователь АР37 (таблица).
Технические характеристики АР37 AR37 technical characteristics
В состав экспериментальной установки также входит 8-разрядный аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) с 4 синхронными каналами и наибольшей частотой дискретизации 20000 МГц, с программируемым коэффициентом усиления 640 кБ, оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). Плата сбора данных выполнена в виде платы расширения для материнской платы персональной ЭВМ.
Вибропреобразователи крепились на передней части корпуса газомагнитного подшипника шпиндельного узла и на нагрузоч-
ных опорах под углом 90°. На рис. 3 показано расположение датчиков на стенде.
В качестве усилителя использовался цифровой двухканальный осциллограф ЛА-н10. Данная модель обладает 8-разрядным быстродействующим АЦП и собственной оперативной памятью, емкостью 640 Кб. Усилитель оснащен встроенным тактовым генератором, но допускает и подключение внешнего импульсного тактового генератора.
Для соединения вибродатчиков, усилителя и цифрового осциллографа использовался коаксиальный кабель.
При помощи программы РтАпаНБег, разработанной сотрудниками кафедры технологии машиностроения КнАГТУ, проводилась запись вибросигнала по двум каналам с использованием трех режимов синхронизации (внутренней, по другому каналу и по внешнему источнику синхронизации). Данная программа позволяет одновременно записывать осциллограммы сразу по двум каналам длиной от 1 до 128 кБ с частотой дискретизации от 3 кГц до 50 МГц или же записывать по одному каналу с частотой дискретизации до 100 МГц.
Методика определения амплитуды колебания шпинделя. Амплитуды колебания шпинделя определяли по осям координат в пределах частот вращения вала от 4000 до 30000 мин-1 с шагом 500 мин-1. Также исследования проводились при различных нагрузках на шпиндельный узел в диапазоне их изменения 0.180 Н.
Параметр Значение
Осевая чувствительность (± 3%), пКл/(м/с2) 0,94
Электрическая емкость, пФ 782
Сопротивление изоляции, МОм >1000
Относительная поперечная чувствительность, % <1,8
Верхний уровень измеряемого ускорения, м/с2 100000
Максимальное ударное ускорение, м/с2 150000
Частотный диапазон (неравномерность ± 1 дБ), Гц 0,5...15000
Рабочий диапазон температур, °С -60...+150
Масса (без кабеля), г 9
Рис. 2. Схема расположения датчиков и оборудования при исследовании точности вращения шпиндельного узла: 1 - нагрузочный подшипник; 2 - пьезопреобразователи; 3 - передняя газомагнитная опора;
4 - задняя газостатическая опора Fig. 2. Layout of sensors and equipment for studying spindle assembly rotation accuracy: 1 - load bearing; 2 - piezoelectric converters; 3 - front gas-magnetic support; 4 - rear gas-static support
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
При изменении частоты вращения шпинделя с шагом 500 мин-1 одновременно производилась запись сигнала виброакустической эмиссии (ВАЭ) с двух датчиков, расположенных взаимно перпендикулярно, а также с помощью датчика Холла снималась частота вращения. Сигнал ВАЭ регистрировался с помощью пьезопреобразователей АР37, затем усиливался и поступал на цифровой осциллограф, после сигнал передавался на ПЭВМ, где и происходила окончательная обработка.
Осциллограммы обрабатывались при помощи вейвлет-анализа, а именно: строился вейвлет-спектр и определялся максимальный масштаб вейвлет-коэффициентов. В работе [13] подробно описаны методы обработки сигнала. После снятия, усиления и фильтрации сигнала с использованием метода задержек, который основывается на теореме Такенса [14, 15], в координатной плоскости XОY строилась траектория (атрактор), отражающая траекторию вращения шпинделя. Данный аттрактор строился в безразмерной плоскости и характеризует лишь качественную характеристику траектории вращения шпинделя.
Размерные величины аттрактора определялись с использованием описанного в работе [18] метода контроля газостатических опор. Данный метод позволяет получать среднеарифметическое значение движения шпинделя по осям X, У.
Траекторию движения шпинделя определяли при помощи двух расположенных у консоли вала емкостных датчиков (см. рис. 3), один из которых установлен в вертикальной, а другой в горизонтальной плоскости на расстоянии 34 мм от торца подшипника.
Направляющие ползунов, кронштейны для установки микрометров изготовлены со щитом из одной заготовки. Их оси симметрии взаимноперпендикулярны друг другу. Регистрирующие приборы тарировались при помощи индикаторов часового типа с ценой деления 1 мкм, которые устанавливались на кронштейнах щита. В результате тарировки установлена линейность амплитудной характеристики емкостных датчиков.
Комплекс экспериментов выполняли с ис-
пользованием автоматизированной системы, которая позволяла решать следующие задачи: определять частоту вращения вала, измерять перемещение вращающегося вала в смазочном зазоре подшипника и строить траекторию движения оси вала. Данная система встроена в персональную электронно-вычислительную машину. На рис. 4 изображена структурная схема автоматизированной системы.
В качестве датчика частоты вращения вала использовали транзисторную инфракрасную оптопару с открытым оптическим каналом. Инфракрасный излучающий диод CQW58A-1 и фототранзистор ОР 500 фирмы Philips устанавливают под углом к поверхности вращающегося вала с тем условием, чтобы отраженный луч от вала попал в фотоприемник [19].
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Цифровой сигнал с фотоприемника (датчика Холла) по кабелю поступает на цифровой осциллограф. Через программу DinAna-liser происходит обработка сигнала, в результате которой определяется частота вращения шпинделя, амплитуда колебаний и траектория движения.
Строится траектория вращения шпинделя в координатной плоскости XOY по данным, полученным с помощью емкостных датчиков, а также аттрактор, построенный методом задержек, для режима работы опоры ШУ с отключенным электромагнитом (рис. 5). Сопоставляя среднеарифметические безразмерные величины аттрактора с размерами траектории вращения шпинделя, полученной с помощью емкостных датчиков по осям Х и Y, можно оценить аттрактор в размерных величинах.
Полученные траектории движения шпинделя (см. рис. 5), как виброакустическим методом, так и с помощью емкостных датчиков, в обоих случаях представляют собой эллипс. Эллиптическую форму траектории движения вала при постоянной скорости вращения можно объяснить переменной динамической жесткостью [9, 11] (неравномерностью эпюры давления) по окружности подшипника.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
Рис. 3. Схема расположения емкостных датчиков: 1 - эбонитовый изолятор; 2 - ползун; 3 - направляющая; 4 - обкладка емкостного датчика; 5 - стойка микрометра; 6 - щит; 7 - вал; 8 - оптопара Fig. 3. Layout of capacitance sensors: 1 - ebonite insulator; 2 - slider; 3 -idle; 4 - capacitance sensor covering; 5 - micrometer stand; 6 - screen, 7 - shaft, 8 - optical coupler
Рис. 4. Структурная схема автоматизированной системы исследования амплитуды колебаний шпинделя: БД - блок датчиков; ДЧВ - датчик частоты вращения вала; ДПГ- емкостной датчик перемещения по горизонтали; ДПВ - емкостной датчик перемещения по вертикали; ПС - плата сопряжения; МПл - мультиплексор; ЧМ - частотомер; ИЧ - интерфейсная часть Fig. 4. Block diagram of the automated system for studying the spindle vibration amplitude: БД - sensor block; ДЧВ - shaft speed sensor; ДПГ - capacitance sensor of horizontal displacements; ДПВ - capacitance sensor of vertical displacements; ПС - interface board; МПл - multiplexer; ЧМ - frequency meter; ИЧ - interface part
Для проверки работоспособности предложенной схемы был изготовлен стенд на базе внутришлифовального станка 3К227А, в котором шпиндель инструмента установлен на газомагнитных опорах с контролем положения оси, а шпиндель заготовки на неуправляемых газостатических опорах.
Результаты экспериментальной оценки точности вращения шпинделя с управлением
одним бесконтактным адаптивным звеном представлены на рис. 6.
На рис. 6 показана реконструированная траектория движения оси шпинделя с управляемым звеном. Как видно из рис. 6, что применение даже одного трансформируемого управляемого звена в виде газомагнитной опоры в шпиндельном узле позволяет достигать точность вращения до 0,2 мкм.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(Б):1019-1029
Рис. 5. Траектории отклонения оси вращения шпинделя при работе передней консоли в гибридном режиме с отключенным магнитным подвесом: 1 - аттрактор (траектория вращения шпинделя), полученный на основе ВАЭ; 2 - траектория, полученная с помощью емкостных датчиков (n = 21000 мин'1) Fig. 5. Trajectories of spindle rotation axis deviation under front console operation in a hybrid mode with disabled magnetic suspension: 1 - attractor (spindle rotation trajectory) obtained on the basis of vibro-acoustic emission; 2 - trajectory obtained using capacitance sensors (n = 21000 min'1)
M км 0,4
λ
д Y
-0,4
-0,4 0 0,4 MKM
лХ —►
Рис. 6. Траектории движения оси шпинделя с выключенной электромагнитной частью опоры (n = 25000 мин'1) Fig. 6. Motion path of the spindle axis with a disabled electromagnetic part of the support (n = 25000 min'1)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Внедрение управляемых газомагнитных опор в подвижные механизмы станочных систем позволяет управлять качеством обработанной поверхности.
2. Применение адаптивной системы к управляемым газомагнитным опорам позволяет в режиме реального времени управлять динамическим состоянием технологической системы и, как следствие, управлять качеством обработанной поверхности.
3. Примененная адаптивная система для
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
газомагнитных опор позволила достичь точности вращения шпинделя 0,2 мкм.
В настоящее время в КнАГТУ проводятся исследования по влиянию бесконтактных управляемых трансформируемых звеньев с учетом пространственного относительного положения заготовки и инструмента на качество и точность различных видов механической обработки.
В связи с тем, что в современном маши-
ностроении количество деталей, обрабатываемых с применением фрезерных станков, достигает 90%, то планируется внедрить разработанную адаптивную систему управления и адаптивные звенья на газомагнитных опорах во фрезерные станки с числовым программным управлением. Работы по реализации данного проекта ведутся в экспериментальном участке технопарка КнАГТУ.
Библиографический список
1. Дружинский И.А. Концепция конкурентоспособных станков. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1990. 247 с.
2. Космынин А.В., Хвостиков А.С., Щетинин В.С., Смирнов А.В. О теории газовой смазки и одной ее задаче // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Cерия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2020. № III-1 (43). С. 94-98.
3. Космынин А.В., Щетинин В.С., Хвостиков А.С. Основы проектирования высокоскоростных шпиндельных узлов на газомагнитных опорах. Владивосток: Даль-наука, 2011. 178 с.
4. Иванова Н.А., Космынин А.В., Щетинин В.С. Шлифовальный шпиндельный узел для высокоскоростной обработки металлов // Успехи современного естествознания. 2009. № 9. С. 74-75.
5. Щетинин В.С., Космынин А.В., Ульянов А.В., Ваньков А.А. Шпиндельные узлы металлорежущих станков на опорах с внешним наддувом газа для финишной обработки отверстий малого диаметра // Фундаментальные исследования. 2015. № 2. Ч. 19. С. 41924196.
6. Yamada H., Suzuki N. Development of Magnetic aerostatic hybrid spindle // NTN. Technical review. 2001. Issue 69. Р. 21-26. [Электронный ресурс]. URL: https://www.ntn.co.jp/japan/products/review/pdf/NTN_Tec hnicalReview_69.pdf (25.06.2020).
7. Ульянов А.В. Система управления активно управляемой газомагнитной опорой // Современные тенденции технических наук: матер. III Междунар. науч. конф. (г. Казань, октябрь 2014 г.). Казань: Бук, 2014. С. 49-52.
8. Остафьев В.А., Антонюк В.С., Тымчик Г.С. Диагностика процесса металлообработки. К.: Тэхника, 1991. 152 с.
9. Ким В.А., Якубов Ч.Ф. Диссипативная структура контактно-фрикционного взаимодействия при резании металлов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2018. Т. 22. № 12. С. 35-45. http://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-12-35-45
10. Savilov A.V., Svinin V.M., Timofeev S.A. Investigation of output parameters of titanium reverse turning // Journal of Physics: IOP Conference Series. 2018. Vol. 1015.
Issue 4. Р. 042055. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1015/4/042055
11. Савилов А.В., Никулин Д.С., Николаева Е.П., Родыгина А.Е. Современное состояние производства высокопроизводительного режущего инструмента из порошковых быстрорежущих сталей и твердых сплавов // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 6. С. 26-33.
12. Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е. Влияние флуктуаций на устойчивость формообразующих траекторий при точении // Известия высших учебных заведений. Северокавказский регион. Серия: Технические науки. 2017. № 2. С. 52-61.
http://doi.org/10.17213/0321-2653-2017-2-52-61
13. Башков О.В., Ким В.А., Лончаков С.З., Физулаков Р.А., Белова И.В. Исследование деформационно-технологических характеристик стали 12Х18Н10Т // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. 2019. № I-1 (37). С. 77-83. http://doi.org/10.17084/II-1(37).10
14. Сарилов М.Ю., Мельников В.В. Исследование процессов электроэрозионной обработки // Журнал технической физики. 2019. Т. 89. Вып. 6. С. 893-898. http://doi.org/10.21883/JTF.2019.06.47636.66-18
15. Ким В.А., Мокрицкий Б.Я., Самар Е.В., Якубов Ч.Ф. Адгезионные процессы контактного взаимодействия при резании материалов // Ученые записки Комсомоль-ского-на-Амуре государственного технического университета. Cерия: Науки о природе и технике. 2018. № I-1(33). C. 66-75. http://doi.org/10.17084/II-1 (33).9
16. Лановой Д.А., Свинин В.М., Савилов А.В. Подавление автоколебаний при концевом фрезеровании на станке с числовым программным управлением методом программной модуляции скорости резания // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. 2018. № IV-1 (36). С. 79-90. http://doi.org/10.17084/I-1 (36). 11
17. Свинин В.М. Выбор параметров модуляции скорости резания для гашения регенеративных автоколебаний // Вестник Самарского государственного технического университета. Технические науки. 2006. № 41. С. 135-142.
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(Б):1019-1029
18. Ваньков А.А., Щетинин В.С., Космынин А.В. Описание динамики высокоскоростного ротора // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. 2018. № 1-1(33). С. 76-79.
http://d0i.0rg/10.17084/11-1 (33).10
19. Мокрицкий Б.Я., Усова Т.И. Исследование возможности расширения области применения видеоизмерительной машины // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университе-
та. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2017. № !У-1(32). С. 45-49. 20. Еренков О.Ю., Кравченко Е.Г., Верещагина А.С. Исследование шероховатости полимерных материалов после точения заготовок, предварительно обработанных поверхностно-активными веществами // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре государственного технического университета. Серия: Науки о природе и технике. Машиностроение. 2016. № !!-1 (26). С. 23-28. http://d0i.0rg/10.17084/2016.!!-1(26).4
References
1. Druzhinskij IA. The concept of competitive machine tools. Leningrad: Mashinostroenie. Leningradskoe otdele-nienie; 1990, 247 р. (In Russ.)
2. Kosmynin AV, Khvostikov AS, Shchetinin VS, Smirnov AV. On the theory of gas lubrication and one of its challenge. Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike. Mashinostroenie = Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. Mechanical engineering. 2020; III-1 (43):94—98. (In Russ.)
3. Kosmynin AV, Shchetinin VS, Hvostikov AS. Fundamentals of designing high-speed spindle assemblies on gas-magnetic bearings. Vladivostok: Dal'nauka; 2011, 178 р. (In Russ.)
4. Ivanova NA, Kosmynin AV, Shchetinin VS. Grinding spindle unit for high-speed metal machinining. Uspekhi sovremennogo estestvoznaniya = Advances in current natural sciences. 2009;9:74-75. (In Russ.)
5. Shchetinin VS, Kosmynin AV, Ulyanov AV, Vankov AA Spindle assemblies of metal cutting machine tools (mrs) for finishing small-diameter holes on support from external inflating gas. Fundamental'nye issledovaniya = Fundamental research. 2015;2(19):4192-4196.
6. Yamada H, Suzuki N. Development of magnetic aerostatic hybrid spindle. NTN. Technical review. 2001;69:21-26. Available from: https://www.ntn.co.jp/japan/products/review/pdf/NTN_Tec hnicalReview_69.pdf [Accessed 25th June 2020].
7. Ul'yanov AV. Control system of actively controlled gas-magnetic support. Sovremennye tendencii tekhnicheskih nauk: materialy III Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii = Modern trends in technical sciences: Proceedings of III International scientific conference. October 2014, Kazan'. Kazan': Buk; 2014, р. 49-52. (In Russ.)
8. Ostafiev VA, Antonyuk VS, Tymchik GS. Diagnostics of the metalworking process. Kiev: Tekhnika; 1991, 152 р.
9. Kim VA, Yakubov CF. Dissipative structure of contact-friction interaction at metal cutting. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2018;22(12):35-45. (In Russ.)
http://doi.org/10.21285/1814-3520-2018-12-35-45
10. Savilov AV, Svinin VM, Timofeev SA. Investigation of output parameters of titanium reverse turning. In: Journal of Physics: IOP Conference Series. 2018;1015(4):042055. http://doi.org/10.1088/1742-6596/1015/4/042055
11. Savilov AV, Nikulin DS, Nikolaeva EP, Rodygina AE. Current state of manufacturing high performance cutting tools from powdered metal high-speed steels and hard alloys. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta = Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2013;6:26-33. (In Russ.)
12. Zakovorotnyj VL, Gvindzhiliya VE. The influence of fluctuation on the shape-generating trajectories stability with a turning. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedenij. Severo-kavkazskij region. Seriya: Tekhnicheskie nauki = University news. North-Caucasian region. Technical sciences series. 2017;2:52-61. (In Russ.) http://doi.org/10.17213/0321-2653-2017-2-52-61
13. Bashkov OV, Kim VA, Lonchakov SZ, Fizulakov RA, Belova IV. Study of deformation-technological characteristics of steel 12X18H10T. Uchenye zapiski Komso-mol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike = Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. 2019;I-1 (37):77-83. (In Russ.) http://doi.org/10.17084/II-1 (37). 10
14. Sarilov MYu, Mel'nikov VV. Analysis of electrical discharge machining. Zhurnal tekhnicheskoj fiziki. 2019;89(6):893-898.
http://doi.org/10.21883/JTF.2019.06.47636.66-18
15. Kim VA, Mokrickij BYa, Samar EV, Yakubov ChF. Adhesive proceses of contact interaction when cutting materials. Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike = Scholarly Notes of Komso-molsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. 2018;I-1(33):66-75. (In Russ.) http://doi.org/10.17084/II-1 (33).9
16. Lanovoy DA, Svinin VM, Savilov AV. Self-oscillation suppression by the cutting speed variation method when end milling on the CNC machine tool. Uchenye zapiski Komso-mol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike = Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. 2018;IV-1(36):79-90. (In Russ.) http://doi.org/10.17084/I-1(36).11
17. Svinin VM. Selection of cutting speed modulation parameters for damping regenerative self-oscillations. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Vestnik of Samara State Technical University. Technical Sciences Series. 2006;41:135-142. (In Russ.)
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(5):1019-1029
18. Vankov АА, Shchetinin VS, Kosmynin AV. Description of the high-speed rotor dynamics. Uchenye zapiski Kom-somol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnich-eskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike = Scholarly Notes of Komsomolsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. 2018;I-1 (33):76—79. (In Russ.)
http://doi.org/10.17084/II-1 (33).10
19. Mokritskii BYa, Usova TI. Study of expansion possibility of a video measuring machineapplication. Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike. Mashinostroenie = Scholarly Notes of Komso-
Критерии авторства
Саблин П.А., Космынин А.В., Щетинин В.С. заявляют о равном участии в получении и оформлении научных результатов и в равной мере несут ответственность за плагиат.
Конфликт интересов
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ
Саблин Павел Алексеевич,
кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры машиностроения, Комсомольский-на-Амуре государственный университет,
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27,
Россия;
!"■■■".! e-mail: ikpmto@knastu.ru
Космынин Александр Витальевич,
доктор технических наук, профессор, проректор по науке и инновационной работе, Комсомольский-на-Амуре государственный университет,
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27, Россия;
e-mail: avkosm@knastu.ru
Щетинин Владимир Сергеевич,
доктор технических наук, доцент, профессор кафедры машиностроения, Комсомольский-на-Амуре государственный университет,
681013, г. Комсомольск-на-Амуре, пр. Ленина, 27, Россия;
e-mail: schetynin@mail.ru
molsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. Mechanical Engineering. 2017;IV-1 (32):45—49. (In Russ.) 20. Erenkov OYu, Kravchenko EG, Vereshchagina AS. The study of polymeric materials roughness after work-pieces turning pre-treated with surfactants. Uchenye zapiski Komsomol'skogo-na-Amure gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya: Nauki o prirode i tekhnike. Mashinostroenie = Scholarly Notes of Komso-molsk-na-Amure State Technical University. Series: Engineering and Natural Sciences. Mechanical Engineering. 2016;II-1(26):23-28. (In Russ.)
http://doi.org/10.17084/2016.II-1 (26).4
Authorship criteria
Sablin P.A., Kosmynin A.V., Shchetinin V.S. declare equal participation in obtaining and for-malization of scientific results and bear equal responsibility for plagiarism.
Conflict of interests
The authors declare that there is no conflict of interests regarding the publication of this article.
The final manuscript has been read and approved by all the co-authors.
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Pavel A. Sablin,
Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor,
Associate Professor of the Department of Mechanical
Engineering,
Komsomolsk-na-Amure State University,
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013,
Russia;
!"■■■".! e-mail: ikpmto@knastu.ru
Alexander V. Kosmynin,
Dr. Sci. (Eng.), Professor,
Vice-Rector for Research and Innovation,
Komsomolsk-na-Amure State University,
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013,
Russia;
e-mail: avkosm@knastu.ru
Vladimir S. Shchetinin,
Dr. Sci. (Eng.), Associate Professor,
Professor of the Department of Mechanical Engineering,
Komsomolsk-na-Amure State University,
27, Lenin Prospect, Komsomolsk-on-Amur 681013,
Russia;
e-mail: schetynin@mail.ru
ВЕСТНИК ИРКУТСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА 2020;24(Б):1019-1029
