Mathematical Modeling and Control of Non-Rigid Axisymmetric Parts Processing


Authors : Sulyukova L. F.; Yakubjanova D. K.; Djumayev S.N.

Volume/Issue : Volume 10 - 2025, Issue 6 - June


Google Scholar : https://tinyurl.com/bdektv87

DOI : https://doi.org/10.38124/ijisrt/25jun1036

Note : A published paper may take 4-5 working days from the publication date to appear in PlumX Metrics, Semantic Scholar, and ResearchGate.


Abstract : This article investigates the control of technological system parameters in the processing of elastically deformed non-rigid axisymmetric parts. The developed mathematical models describe the relationships between machining accuracy and key technological factors. Methods for improving accuracy by introducing positive feedback on cutting force, which eliminates static errors, as well as approaches to minimizing the system's sensitivity to changes in technological environment parameters, are presented. An analysis of the dynamic characteristics and stability of control systems using sensitivity theory was conducted. Methods for optimizing control structures to improve their speed and processing quality, including the application of integral quadratic criteria, are considered. The research results confirm the possibility of adapting the proposed approaches for various metalworking operations, ensuring a significant improvement in the accuracy and quality of parts processing

Keywords : Technological System, Elastically Deformed Parts, Machining Accuracy, Processing Parameters, Cutting Force, Dynamic Characteristics, Control Structure Optimization, Mathematical Modeling.

References :

  1. Грубый С.В. Обеспечение качества поверхностного слоя с учетом особенностей изнашивания инструмента// Материалы Росс. НТК. Рыбинск: РГАТА, 2003. С. 174-176.
  2. Петухов Ю.Е.   Численные модели режущего инструмента для обработки сложных поверхностей// Вестн. машиностроения. Москва, 2003.  № 5. С. 61-63.
  3. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. М.: Машиностроение, 1977. – 304 с.
  4. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. – М.: Наука, 1980. – 272 с.
  5. Рыкунов А.Н.   Минимальная толщина срезаемого слоя при чистовой лезвийной обработке// Справочник. Инженерный журнал. Москва, 2003. № 4. С. 15-18.
  6. Пуш В.Э., Пигерт Р., Сосонкин В.Л. Автоматические станочные системы. М.: Машиностроение, 1982. –319 с.
  7. Садуллаев Р., Равшанов Н. Методология математического моделирования для исследования сложных динамических   процессов, происходящих в технических системах// Узб. журнал «Проблемы информатики и энергетики».  Ташкент, 2008. № 2-3. С. 15-23.
  8. Растригин Л.А., Маджаров Н.Е. Введение в идентификацию объектов управления. М.: Энергия, 1977. –215 с.
  9. Решетов Д.И., Каминская В.В. и др. Детали и механизмы металлорежущих станков. т.1, т.2, -М.: Машиностроение, 1972. –664 с., 520 с.
  10. Воронов С. А., Киселёв И. А., Ма В., Ширшов А. А. Имитационная динамическая модель процесса шлифования сложнопрофильных деталей. Развитие методов моделирования// Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 05. С. 40–58.
  11. Медведев А. С. Структурное моделирование и синтез системы автоматического управления процессом шлифования на координатно-шлифовальном станке. Автореф. дисс. кандид.техн. наук, Самара  -  2009
  12. САПР изделий и технологических процессов в машиностроении/ Р.А. Аллик, В.И. Бордянский, А.Г. Бурин и др.; Под общ. ред. Р.А. Аллика. Л.: Машиностроение, Ленинградское отд. 1986. –319 с.
  13. Новиков Ф.В., Бережной Р.А. Исследование условий возникновения и путей устранения колебаний при шлифовании// Захист металургійних машин від поломок. Вип. № 11: міжвузівський темат. зб. наук. праць. 2009. С. 264-270.
  14. Охтилев М.Ю. Интеллектуальные технологии управления структурной динамикой сложных объектов // М.: Наука, 2005.  -224 с.
  15. Основы технологии машиностроения/ Под ред. В.С. Корсакова. – М.: Машиностроение, 1977. – 416 с.
  16. Лизогуб В.А. Влияние параметров шпиндельного узла станка на точность обработки деталей // СТИН. - 2003. - № 3. -С.16-17.
  17. Носкова О.Е. Решение задач сопротивления материалов с помощью программного комплекса SolidWorks: методические указания по выполнению самостоятельных работ. Краснояр. гос. аграр. ун-т. Красноярск, 2016. – 71 с.

This article investigates the control of technological system parameters in the processing of elastically deformed non-rigid axisymmetric parts. The developed mathematical models describe the relationships between machining accuracy and key technological factors. Methods for improving accuracy by introducing positive feedback on cutting force, which eliminates static errors, as well as approaches to minimizing the system's sensitivity to changes in technological environment parameters, are presented. An analysis of the dynamic characteristics and stability of control systems using sensitivity theory was conducted. Methods for optimizing control structures to improve their speed and processing quality, including the application of integral quadratic criteria, are considered. The research results confirm the possibility of adapting the proposed approaches for various metalworking operations, ensuring a significant improvement in the accuracy and quality of parts processing

Keywords : Technological System, Elastically Deformed Parts, Machining Accuracy, Processing Parameters, Cutting Force, Dynamic Characteristics, Control Structure Optimization, Mathematical Modeling.

CALL FOR PAPERS


Paper Submission Last Date
30 - June - 2025

Paper Review Notification
In 2-3 Days

Paper Publishing
In 2-3 Days

Video Explanation for Published paper

Never miss an update from Papermashup

Get notified about the latest tutorials and downloads.

Subscribe by Email

Get alerts directly into your inbox after each post and stay updated.
Subscribe
OR

Subscribe by RSS

Add our RSS to your feedreader to get regular updates from us.
Subscribe