vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2022-67-1-39-48vestift-719Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ, МЕХАНИКАMECHANICAL ENGINEERING AND MECHANICSВлияние свойств рабочей технологической среды на шероховатость поверхности и производительность при магнитно-абразивной обработкеInfluence of properties of the working technological environment on the surface roughness and productivity during magnetic abrasive machiningАкуловичЛ. М.AkulovichL. M.

Акулович Леонид Михайлович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Технология металлов»

пр. Независимости, 99, 220023, Минск

Leonid M. Akulovich – D. Sc. (Engineering), Professor, Professor of the Department of Technology of Metal

99, Nezavisimosti Ave., 220023, Minsk 

leo-akulovich@yandex.ruСергеевЛ. Е.SergeevL. E.

Сергеев Леонид Ефимович – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Технология металлов»

пр. Независимости, 99, 220023, Минск

Leonid E. Sergeev – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Technology of Metal

99, Nezavisimosti Ave., 220023, Minsk 

l.sergeev.mail@gmail.comДечкоМ. М.DechkoM. M.

Дечко Михаил Михайлович – кандидат технических наук

ул. Заводская 4, 223701, Солигорск, Минская область

Mikhail M. Dechko – Ph. D. (Engineering)

4, Zavodskaya Str., 223701, Soligorsk, Minsk Region 

dech37106@gmail.comБелорусский государственный аграрный технический университетBelarusian State Agrarian Technical UniversityОАО «ЛМЗ Универсал»JSC “LMZ Universal”2022060420226713948Copyright © Акулович Л.М., Сергеев Л.Е., Дечко М.М., 20222022Акулович Л.М., Сергеев Л.Е., Дечко М.М.Akulovich L.M., Sergeev L.E., Dechko M.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/719

Приведены результаты экспериментальных исследований параметров шероховатости поверхностей беговых дорожек шариковых подшипников из стали ШХ-15 и производительности процесса магнитно-абразивной обработки в зависимости от свойств компонентов рабочей технологической среды. При исследованиях использовали методы математического моделирования технологического процесса магнитно-абразивной обработки, последующего анализа полученных многофакторных уравнений регрессии для выявления наиболее значимых технологических факторов по критериям их взаимодействия и относительного влияния на шероховатость поверхности и производительность обработки. Установлен относительный суммарный вклад в изменение шероховатости обработанной поверхности (Ra, мкм) и производительности обработки (ΔG, мг/мин): одиночных управляющих технологических факторов 29,1 % и 48,2 % соответственно; взаимодействующих управляющих технологических факторов 46,8 % и 45,9 % соответственно. Управляющие технологические факторы в порядке убывания степени влияния по обобщенной значимости располагаются в последовательности: водородный показатель pH, градиент магнитной индукции B (Тл/мм), микротвердость абразива HV (ГПа), вязкость СОЖ γ (сСт), время обработки t (с) и магнитная проницаемость µ (мкГн/м). Приведено толкование физических механизмов взаимодействия управляющих технологических факторов. Полученные результаты количественной оценки относительного суммарного вклада одиночных управляющих технологических факторов могут быть использованы при назначении режимов магнитно-абразивной обработки колец подшипников, а их (факторов) взаимодействия – в исследованиях синергизма параметров рабочей технологической среды, что позволяет получить значительно больший эффект, чем использование каждого параметра в отдельности.

The results of experimental studies of the surface roughness parameters of ball bearing treadmills made of steel SHX-15 and the performance of the magnetic abrasive treatment process depending on the properties of the components of the working process medium are presented. The research used methods of mathematical modeling of the technological process of magnetic abrasive processing, subsequent analysis of the obtained multivariate regression equations to identify the most significant technological factors according to the criteria of their interaction and relative influence on surface roughness and processing performance. The relative total contribution to the change in the roughness of the treated surface (Ra, microns) and processing performance (ΔG, mg/min) was established: single control technological factors affect 29,1 % and 48,2 %, respectively; interacting control technological factors 46.8 % and 45.9 %, respectively. The controlling technological factors in descending order of the degree of influence by generalized significance are arranged in the sequence: hydrogen pH, gradient of magnetic induction B (T/mm), microhardness of abrasive HV (GPa), coolant viscosity γ (cSt), processing time t (s) and magnetic permeability µ (mH/m). The interpretation of the physical mechanisms of interaction of controlling technological factors is given. The obtained results of a quantitative assessment of the relative total contribution of single control technological factors can be used in assigning modes of magnetic abrasive treatment of bearing rings, and their interaction – in studies of the synergism of the parameters of the working technological environment, which allows obtaining a much greater effect than using each parameter separately.

магнитно-абразивная обработкамагнитная индукциярабочая технологическая средарегрессионный анализсмазочно-охлаждающее технологическое средствоферроабразивные порошкисинергизмmagnetic abrasive machiningmagnetic inductionworking technological environmentregression analysislubricating and cooling technological agentferroabrasive powderssynergismReferencesОбработка и упрочнение поверхностей при изготовлении и восстановлении деталей / В.И. Бородавко [и др.]; под ред. М.Л. Хейфеца, С.А. Клименко. – Минск: Беларус. навука, 2013. – 463 с.Borodavko V.I., Ivashko V.S., Klimenko S.A., Kheifets M.L.; Kheifets M.L., Klimenko S.A. (eds.). Treatment and Hardening of Surfaces in the Manufacture and Restoration of Parts. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2013. 463 p. (in Russian).Технологические процессы механической и физико-химической обработки в авиадвигателестроении / В. Ф. Безъязычный [и др.]; под общ. ред. В. Ф. Безъязычного. – М.: Машиностроение, 2007. – 538 с.Bez”yazychnyi V.F., Kuzmenko M.L., Krylov V.N., Lobanov A.V.; Bez”yazychnyi V.F. (under total. ed.). Technological Processes of Mechanical and Physical-Chemical Processing in Aircraft Engine Building. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2007. 538 p. (in Russian).Финишная обработка поверхностей при производстве деталей / С.А. Клименко [и др.]; под общ. ред. С. А. Чижика, М. Л. Хейфеца. – Минск: Беларус. навука, 2017. – 377 с.Klimenko S. A., Kopeikina M. Yu., Lavrinenko V.I., Maiboroda V. S., Akulovich L.M., Levin M.L., Kheifets M. L., Khudolei A. L., Chizhik S.A.; Chizhik S.A., Kheifets M.L. (under total. eds.). Finishing Surface in the Production of Parts. Minsk, Belaruskaya navuka Publ., 2017. 377 p. (in Russian).Смоленцев, Е. В. Проектирование электрических и комбинированных методов обработки / Е.В. Смоленцев. – М.: Машиностроение, 2005. – 511 с.Smolentsev E.V. Design of Electrical and Combined Processing Methods. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2005. 511 p. (in Russian).Энциклопедия машиностроения / А.М. Дальский [и др.]. – М.: Машиностроение, 2000. – Т. 3: Технология изготовления деталей машин. – 420 с.Dalsky A.M. [et al.]. Encyclopedia of Mechanical Engineering. Vol. 3. Manufacturing Technology of Machine Parts. Moscow, Mashinostroenie Publ., 2000. 420 p. (in Russian).Данилов, В.А. Формообразующая обработка сложных поверхностей резанием / В. А. Данилов. – Минск: Наука и техника, 1995. – 264 с.Danilov V. A. Shaping Processing of Complex Surfaces by Cutting. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1995. 264 p. (in Russian).Сакулевич, Ф.Ю. Основы магнитно-абразивной обработки / Ф.Ю. Сакулевич. – Минск: Наука и техника, 1981. – 326 с.Sakulevich F. Yu. Fundamentals of Magnetic Abrasive Processing. Minsk, Nauka i tekhnika Publ., 1981. 326 p. (in Russian).Майборода, В.С. Кинетика формирования микропрофиля поверхности режущего инструмента при магнитноабразивной обработке / В.С. Майборода, Н.В. Ульяненко // Вiснiк СумДУ. Сер. Технічні науки. – 2003. – №2. – С. 104–111.Maiboroda V.S., Ulyanenko N. V. Kinetics of the formation of a micro-profile of the surface of a cutting tool during magnetic abrasive processing. Vіsnik Sums’kogo derzhavnogo unіversitetu. Serіya “Tekhnіchnі nauki” [Visnyk of Sumy State University. Series of Technical Sciences], 2003, no. 2, pp. 104–111 (in Russian).Хомич, Н. С. Магнитно-абразивная обработка поверхностей ответственных изделий / Н.С. Хомич // Наука и инновации. – 2015. – № 6. – С. 24–26.Khomich N.S. Magnetic-abrasive treatment of surfaces of critical products. Nauka i innovatsii = Science and Innovation, 2015, no. 6, pp. 24–26 (in Russian).Скворчевский, Н. Я. Научные основы повышения эффективности магнитно-абразивной обработки созданием сверхсильных магнитных полей и новых технологических сред: автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.02.08 ; 05.03.01 / Н. Я. Скворчевский ; БГПА. – Минск, 1994. – 35 с.Skvorchevskii N. Ya. Scientific Bases of Increasing the Efficiency of Magnetic-Abrasive Processing by Creating Superstrong Magnetic Fields and New Technological Environments. Minsk, 1994. 35 p. (in Russian).Акулович, Л.М. Магнитно-абразивная обработка сложнопрофильных поверхностей деталей / Л.М. Акулович, Л.Е. Сергеев. – Минск: БГАТУ, 2019. – 272 с.Akulovich L.M., Sergeev L. E. Magnetic-Abrasive Treatment of Complex-Profile Surfaces. Minsk, Belarusian State Agrarian Technical University, 2019. 272 p. (in Russian).Цикарев, В.Г. Опыт получения композиционных материалов системы Ti–Cu–C СВС-процессом / В. Г. Цикарев [и др.] // Известия вузов. Порошковая металлургия и функциональные покрытия. – 2021. – Т. 15, № 4. – С. 4–11. https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-4-11Cikarev V. G., Filippenkov A. A., Filippov M. A., Alabushev A.V., Sharapova V.A. Experience in obtaining composite materials of the Ti–Cu–C system by the SHS process. Izvestiya vuzov. Poroshkovaya metallurgiya i funkcional’nye pokrytiya = Powder Metallurgy аnd Functional Coatings, 2021, vol. 15, no. 4, pp. 4–11 (in Russian). https://doi.org/10.17073/1997-308X-2021-4-11Юдин, А. Г. Общие способы обработки поверхностей режущими инструментами / А.Г. Юдин // Вестн. машиностроения. – 2022. – № 1. – С. 78–82.Yudin A.G. General methods of surface treatment with cutting tools. Vestnik mashinostroeniya [Bulletin of Mechanical Engineering], 2022, no. 1, pp. 78–82 (in Russian).Ефремов, В. Д. Технологическое обеспечение качества рабочих кромок инструмента и деталей / В. Д. Ефремов, П.И. Ящерицын. – Минск: БАТУ, 1997. – 250 с.Efremov V. D., Yasheritsyn P. I. Technological Assurance of the Quality of the Working Edges of the Tool and Parts. Minsk, Belarusian Agrarian Technical University, 1997. 250 p. (in Russian).Магнитно-абразивная обработка многогранных неперетачиваемых твердосплавных пластин в условиях больших рабочих зазоров / В.С. Майборода [и др.] // Наукові праці ДонНТУ. – 2009. – №6.– С. 157–165.Mayboroda V.S., Juliy D.Yu., Fesyun B.M., Anisimova A.V., Geychuk V.N. Magnetic-abrasive processing of multifaceted non-regrowth hard-alloy plates in conditions of large working gaps. Naukovі pratsі DonNTU [Scientific Works of Donetsk National Technical University], 2009, no. 6, pp. 157–165 (in Russian).Евгенев, Г. Б. Синергетическая case-технология создания прикладных интеллектуальных систем // 12-я национальная конференция по искусственному интеллекту с международным участием (КИИ-2010): труды. – М.: Физматлит, 2010. – Т. 3. – С. 294–302.Evgenev G. B. Synergetic case technology for creating applied intelligent systems. 12-ya natsional’naya konferentsiya po iskusstvennomu intellektu s mezhdunarodnym uchastiem (KII-2010): Trudy. T. 3 [12th National Conference on Artificial Intelligence with International Participation (KII-2010): Conference Proceedings. Vol. 3]. Moscow, Fizmatlit Publ., 2010, pp. 294–302 (in Russian).Абдокова, Л.З. Синергетический эффект как результат эффективного управления / Л. З. Абдокова // Фундамент. исследования. – 2016. – №10. – С. 581–584.Abdokova L.Z. Synergetic effect as a result of effective management. Fundamental’nye issledovaniya = Fundamental Research, 2016, no. 10, pp. 581–584 (in Russian).Наумова, Ю. А. Синергические системы в многокомпонентных эластомерных материалах: идентификация, анализ, формирование: дис. … канд. хим. наук / Ю.А. Наумова; Моск. гос. ун-т тонких хим. технологий им. М.В. Ломоносова. – М., 2017. – 308 с.Naumova Yu.A. Synergistic Systems in Multicomponent Elastomeric Materials: Identification, Analysis, Formation. Moscow, Moscow State University of Fine Chemical Technologies named after M.V. Lomonosov, 2017. 308 p. (in Russian).Состав для приготовления концентрата смазочно-охлаждающей жидкости для магнитно-абразивной обработки металлов : пат. BY 23142 / С.К. Дубновицкий, Л.Е. Сергеев, Л.М. Акулович, В.М. Хвисевич, С.Р. Онысько. Опубл.: 30.10.2020.Dubnovickii S.K., Sergeev L.E., Akulovich L.M., Hvisevich V.M., Onys’ko S.R. Composition for the preparation of coolant concentrate for magnetic abrasive treatment of metals. Patent BY no. 23142. Publ. date 30 October 2020 (in Russian).Лавров, В.В. Методы планирования и обработки результатов инженерного эксперимента / В. В. Лавров, Н.А. Спирин. – Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. – 257 с.Lavrov V.V., Spirin N.A. Methods of Planning and Processing the Results of an Engineering Experiment. Yekaterinburg, Ural State Technical University – UPI, 2004. 257 p. (in Russian).Miller S.H. Experimental Design and Statistics / S.H. Miller. – London: Routledge, 2015. – 186 p. https://doi.org/10.4324/9780203977644Miller S.H. Experimental Design and Statistics. London, Routledge, 2015. 186 p. https://doi.org/10.4324/9780203977644

The authors declare that there are no conflicts of interest present.