Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

В. В. Максаров, профессор, заведующий кафедрой машиностроения, декан механико-машиностроительного факультета, докт. техн. наук, эл. почта: maks78.54@mail.ru
А. И. Кексин, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, эл. почта: keksin.a@mail.ru
И. А. Филипенко, аспирант кафедры машиностроения, эл. почта: f.ira94@list.ru

Широкое применение алюминиевого сплава марки АМц в промышленности обусловлено его физико-механическими свойствами и высокой свариваемостью. В отношении большинства изделий предъявляют высокие требования к шероховатости поверхности, в том числе поверхности кромок изделий, подвергнутых специальной подготовке перед сваркой для обеспечения качественного сварного соединения. Однако достижение требуемых значений этого параметра технологически довольно трудоемко. В качестве финишного метода обработки в целях обеспечения заданного значения шероховатости широко применяют метод магнитно-абразивной обработки (МАО), позволяющий в разы снижать этот показатель. Однако зависимость процесса формирования шероховатости поверхности изделий из алюминиевого сплава марки АМц от технологических параметров обработки ранее не была установлена. В связи с этим в статье представлены результаты экспериментальных исследований оценки влияния факторов МАО (величина магнитной индукции B, Тл; время обработки t, мин; частота вращения заготовки n, мин^–1; скорость подачи заготовки вдоль полюсных наконечников S, мм/мин) на формирование шероховатости поверхности (Ra) плоских изделий из алюминиевого сплава марки АМц. По результатам исследований составлены полиномиальные функции, позволяющие оценить степень влияния каждого параметра обработки на шероховатость поверхности, а также определить рациональные значения указанных параметров, необходимые для достижения ее требуемого уровня. Выбранные рациональные значения позволяют сформировать шероховатость поверхности изделий из алюминиевого сплава марки АМц в диапазоне Ra = 0,23÷0,31 мкм, что в 6 раз ниже исходной. Создана математическая модель процесса формирования шероховатости поверхности в зависимости от параметров обработки, позволяющая комплексно оценить влияние этих параметров на процесс. Модель подтверждает вывод, сделанный на основе анализа полиномиальных функций, и показывает, что наибольшее влияние на этот показатель оказывают скорость подачи заготовки вдоль полюсных наконечников и величина магнитной индукции.

1. Thijs L., Kempen K., Kruth J.-P., Van-Humbeeck J. Fine structured aluminium products with controllable texture by selective laser melting of pre-alloyed AlSi10Mg powder. Acta Mater. 2013. Vol. 61, Iss. 5. pp. 1809–1819.
2. Han Q., Setchi R., Evans S. L. Characterisation and milling time optimisation of nanocrystalline aluminium powder for selective laser melting. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. No. 88. pp. 1429–1438.
3. Song D., Zhou J., Wang K. et al. Experiment investigation on machining characteristics of 7075 aluminium alloy with short electric arc milling. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2021. No. 117. pp. 863–876.
4. Ivanov S. L., Ivanova P. V., Kuvshinkin S. Yu. Evaluation of working time for quarry excavators of the prospective vehicle line in the real operating conditions. Journal of Mining Institute. 2020. No. 242. pp. 228–233. DOI: 10.31897/pmi.2020.2.228.
5. Mikhailov A. V., Fedorov A. S. Aanalysis of parameters of a screw press die for 3D extrusion of tubular-type peat pieces. Journal of Mining Institute. 2021. No. 249. pp. 351–365. DOI: 10.31897/pmi.2021.3.4.

6. Yungmeister D. A., Lavrenko S. A., Yacheikin A. I., Urazbakhtin R. Y. Improving the shield machine cutter head for tunneling under the conditions of the Metrostroy Saint Petersburg mines. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2020. Vol. 11. 15. pp. 1282–1288.
7. Komolov V., Belikov A., Demenkov P. Research on load-bearing constructions behavior during pit excavation under “Slurry wall” protection. Lecture notes in civil engineering. 2022. Vol. 180. pp. 313–323. DOI: 10.1007/978-3-030-83917-8_29.
8. Palyanitsina A., Safiullina E., Byazrov R., Podoprigora D., Alekseenko A. Environmentally safe technology to increase efficiency of high-viscosity oil production for the objects with advanced water cut. Energies. 2022. Vol. 15(3), 753. DOI: 10.3390/en15030753.
9. Beloglazov I.I., Petrov P.A., Bazhin V. Yu. The concept of digital twins for tech operator training simulator design for mining and processing industry. Eurasian Mining. 2020. Vol. 2. pp. 50–54. DOI: 10.17580/em.2020.02.12.
10. Nikolaev A.K., Zaripova N. А. Substantiation of analytical dependences for hydraulic calculation of high-viscosity oil transportation. Journal of Mining Institute. 2021. Vol. 252. pp. 885–895.
11. Litvinenko V. S., Dvoynikov M. V., Trushko V. L. Elaboration of a conceptual solution for the development of the Arctic shelf from seasonally flooded coastal areas. International Journal of Mining Science and Technology. 2022. Vol. 32, Iss. 1. pp. 113–119.
12. Litvinenko V. S., Dvoinikov M. V. The technique for determination of drilling procedure parameters of inclined and straight hole sections using a downhole screw motors. Journal of Mining Institute. 2020. No. 241. pp. 105–112. DOI: 10.31897/pmi.2020.1.105.
13. Shishlyannikov D. I., Zverev V. Yu., Muravsky A. K., Zvonarev I. E., Korolyov I. A. Procedure to determine weighted average capacity of machine chains in potash mines. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021. Vol. 7. pp. 125–133. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_7_0_125.
14. Grigoryev М. V., Oglodkov М. S. Effect of machining on mechanical and fatigue properties of 1441 and B-1481 aluminum-lithium alloy sheets. Trudy VIAM. 2018. No. 4(64). pp. 20–27.
15. Drits А. М., Ovchinnikov V. V. Welding of aluminum alloys. Moscow : Ruda i Metally, 2020. 476 p.
16. Vasilyev A. S., Goncharov A. A. Special processing strategy for conic screw surfaces with complicated shape in working mechanisms of a singlescrew compressor. Journal of Mining Institute. 2019. No. 235. pp. 60–64. DOI: 10.31897/pmi.2019.1.60.
17. Khomich N. S. Magnetic-abrasive processing of articles : monograph. Minsk : BNTU, 2006. 218 p.
18. Maksarov V. V., Keksin А. I. Technological improvement of the quality of complex-profile surfaces by magnetic-abrasive polishing. Metalloobrabotka. 2017. Vol. 97. pp. 47–57.
19. Sakulevich F. Yu. Fundamentals of magnetic-abrasive processing. Minsk : Nauka i tekhnika, 1981. 328 p.
20. Gupta B., Jain A., Purohit R., Rana R. S., Gupta B. Effects of process parameters on the surface finish of flat surfaces in magnetic assist abrasive finishing process. Materials Today: Proceedings. 2018. No. 5. pp. 17725–17729.
21. Girma B., Joshi S. S., Raghuram M. V. G. S., Balasubramaniam R. An experimental analysis of magnetic abrasives finishing of plane surfaces. Machining Science and Technology. 2006. No. 10. pp. 323–340.
22. Li W., Li X., Yang S., Li W. A newly developed media for magnetic abrasive finishing process: material removal behavior and finishing performance. Journal of Materials Processing Technology. 2018. No. 260. pp. 20–29.
23. Anjaneyulu K., Venkatesh G. Surface texture improvement of magnetic and nonmagnetic materials using magnetic abrasive finishing process. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers. Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 2020. Vol. 235. pp. 4084–4096.
24. Davis J. R. Aluminum and Aluminum Alloys. ASM International. 1993. 784 p.
25. Baron Yu. М. Magnetic-abrasive and magnetic processing of articles and cutting tools. Leningrad : Mashinostroenie, 1986. 176 p.
26. Novik F. S., Arsov Ya. B. Optimization of metal technology processes by methods of experiments planning. Moscow : Mashinostroenie, 1980. 304 p.