Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II (Санкт-Петербург, Россия)

М. А. Адмакин, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, Admakin_MA@pers.spmi.ru
Д. Ю. Тимофеев, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, timofeev_dyu@pers.spmi.ru
А. Д. Халимоненко, доцент кафедры машиностроения, канд. техн. наук, Khalimonenko_AD@pers.spmi.ru

Санкт-Петербургский гуманитарный университет профсоюзов (Санкт-Петербург, Россия)

О. Н. Адмакина, старший преподаватель кафедры информатики и математики, spszk1@yandex.ru

Данная работа посвящена вопросу обеспечения точности при чистовой обработке отверстий борштангами с большим вылетом в крупногабаритных заготовках деталей машин из стали 20 на станках расточной группы. Обеспечение геометрической точности и качества поверхности при растачивании отверстий в корпусных деталях инструментами с большим вылетом на сегодняшний день является актуальной задачей, поскольку данная проблема на производстве решается либо регулированием жесткости системы СПИД, либо снижением режимов резания или введением в структуру операции механической обработки резанием дополнительного чистового прохода, что обычно приводит к сокращению производительности обработки и может сопровождаться значительными экономическими потерями. Для решения обозначенной проблемы была разработана математическая модель, учитывающая возможные погрешности от всех действующих при резании сил, включая прогиб борштанги от силы тяжести, который в отдельных случаях может превосходить по величине прогиб от сил резания. В работе выведена формула для расчета суммарного прогиба инструмента в случае горизонтально расположенной борштанги, позволяющая определить максимальное смещение вершины резца при горизонтальном растачивании и оценить возможность получения брака при чистовой обработке отверстий в крупногабаритных заготовках деталей машин. Для обеспечения необходимой точности при растачивании предлагается выполнять чистовую обработку отверстий в крупногабаритных заготовках деталей машин на станках вертикальной компоновки, что позволит исключить влияние силы тяжести на прогиб инструмента и производить обработку на режимах резания, обеспечивающих максимальную производительность без потери качества.

1. Михайлов А. В., Казаков Ю. А. Методология оценки многократной проходимости горнотранспортного агрегата по слабым грунтам // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. №8. С. 95–110. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_8_0_95
2. Gabov V. V., Zadkov D. A., Kuzkin A. Y., Elikhin A. S. Fractured-laminar structure of formations and methods of coal // Key Engineering Materials. 2020. Vol. 836. P. 90–96. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.836.90
3. Mikhailov A., Zhigulskaya A. I., Kazakov Y. A. Modeling of peat tractor semi-Trailer motion // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2021. Vol. 1061 (1). P. 012026. DOI: 10.1088/1757-899X/1061/1/012026
4. Bolobov V. I., Tsvetkov A. S., Popov G. G., Dagaev S. E., Salnikov D. R., Tigranyan G. A. Comparison of Existing Methods for Studying Compatibility of Pipeline Steels with Compressed Hydrogen // International Journal of Engineering, Transactions A: Basics. 2026. Vol. 39 (04). P. 917–924. DOI: 10.5829/IJE.2026.39.04A.10
5. Shaposhnikov N. O., Ermakov B. S., Shvetsov O. V., Vologzhanina S. A. Influence of metal structural heterogeneity in a sheet tube billet on forming mechanical properties and crack resistance of steel pipes for operation in the Arctic climate conditions // CIS Iron and Steel Review. 2024. Vol. 28. P. 69–74.
6. Болобов В. И., Жуков В. С., Цветков А. С., Тигранян Г. А., Кондратьева В. М. Использование метода магнитной анизотропии для установления границ стресс-коррозионного поражения и профилактики водородных повреждений трубных сталей // Черные металлы. 2025. №4. 55–61.
7. Хамидов О. У., Шибанов Д. А. Техническое обслуживание и ремонт карьерных экскаваторов по регламенту с учетом фактических условий и режимов их эксплуатации // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2025. №12-3. С. 152–167. DOI: 10.25018/0236_1493_2025_123_0_152
8. Лях Д. Д., Худякова И. Н., Иванов С. Л. Обоснование параметров модуля формования торфяного сырья и энергомассовых характеристик комплекса оборудования по добыче и переработке торфа // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2022. № 6. С. 93–108. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_93
9. Азимов А. М., Жуков И. А. Повышение энергоэффективности гидромолотов, применяемых при разрушении негабаритов горных пород, на основе эффекта влияния геометрии элементов ударного узла // Горная промышленность. 2025. № 3. С. 71–79. DOI: 10.30686/1609-9192-2025-3-71-79
10. Юнгмейстер Д. А., Тимофеев М. И., Исаев А. И., Гасымов Э. Э. Совершенствование исполнительного органа тоннелепроходческого механизированного комплекса S-782 // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 1. С. 107–118. DOI: 10.25018/0236_1493_2023_1_0_107
11. Алиева Л., Жуков И. А. Повышение эффективности ударно-поворотного бурения горных пород высокой крепости совершенствованием структуры породоразрушающего безлезвийного инструмента // Устойчивое развитие горных территорий. 2024. Т. 16. № 4. С. 1681–1694. DOI: 10.21177/1998-4502-2024-16-4-1681-1694
12. Сербин Д. В., Буслаев Г. В., Лаврик А. Ю., Кадочников В. Г., Дмитриев А. Н. Исследование взаимодействия заливочной жидкости и озерной воды при вскрытии подледникового озера Восток в Антарктиде // Записки Горного института. 2025. Т. 273. С. 136–146.
13. Fadeev D. V., Khudyakova I. N., Vagapova E. A. Algorithm for estimating loads of supports of floating platforms for extraction and processing of peat raw materials // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 378 (1). P 012012. DOI: 10.1088/1755-1315/378/1/012012
14. Maksarov V. V., Nguyen V. D. Machining of Austenite Steels Using the Method of Preliminary Local Cryogenic Treatment // International Journal of Engineering. 2025. Vol. 39. P. 1267–1274. DOI: 10.5829/ije.2026.39.05b.18
15. Ефимов А. Е., Успенская В. Д., Мотрич А. А. Повышение качества обработки изделий из низколегированных ферритно-перлитных сталей посредством концентрированного лазерного излучения // Черные металлы. 2024. № 9. 77–81.
16. Ershov D. Y., Zlotnikov E. G., Nestorovski B. Own fluctuations of technological systems // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1399 (2). P 022055. DOI: 10.1088/1742-6596/1399/2/022055

17. Ershov D., Lukyanenko I., Zlotnikov E. Dynamic Properties of Technological Drive Operating in Acceleration Mode // Smart Innovation, Systems and Technologies. 2022. Vol. 232. P. 323–333. DOI: 10.1007/978-981-16-2814-6_28
18. Zvonarev I. E., Folomkin A. I., Muratbakeev E. K. Computer simulation of machining // Key Engineering Materials. 2017. Vol. 743. P. 248–251. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.743.248
19. Максаров В. В., Ефимова М. В. Методика автоматизированной магнитно-абразивной обработки деталей летательных аппаратов в горнотранспортном комплексе // Горная промышленность. 2025. № 1S. С. 62–67. DOI: 10.30686/1609-9192-2025-1S-62-67
20. Keksin A. I., Filipenko I. A., Sorokopud N. I., Ovsyannikov D. A. Effect of Process Parameters of Magnetic Abrasive Finishing on Productivity While Ensuring Surface Quality of Electrical Engineering Products // International Journal of Engineering, Transactions B: Applications. 2026. Vol. 39 (11). P. 2815–2823. DOI: 10.5829/ije.2026.39.11b.13
21. Weitao Du, Liming Wang, Yimin Shao. A semi-analytical dynamics method for spindle radial throw in boring process // Journal of Manufacturing Processes. 2023. Vol. 96. P. 110–124. DOI: 10.1016/j.jmapro.2023.04.047
22. Nikolov S., Dimitrova R., Dimitrov L. Mathematical Mmodel of Displacements in Tools Used in Boring Operations on Machining Centers // Proceedings of the 25th IEEE International Conference on Problems of Automated Electric Drive. Theory and Practice, PAEP 2020. 2020. DOI: 10.1109/PAEP49887.2020.9240838
23. Pulkit Gupta, Harsh Singh Rajput, Mohit Law. Vision-based modal analysis of cutting tools // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2021. Vol. 32. P. 91–107. DOI: 10.1016/j.cirpj.2020.11.012
24. Справочник конструктора-инструментальщика / Под общ. ред. В. А. Гречишникова и С. В. Маслова. 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Машиностроение, 2006. – 546 с.
25. Pan Z. et al. Study on tool deflection compensation method based on cutting force observer for orbital drilling of CFRP/Ti stacks // Journal of Manufacturing Processes. 2022. Vol. 75. P. 450–460. DOI: 10.1016/j.jmapro.2021.12.058
26. Sortino M., Totis G., Prosperi F. Modeling the dynamic properties of conventional and high-damping boring bars // Mechanical Systems and Signal Processing. 2013. Vol. 34 (1-2). P. 340–352. DOI: 10.1016/j.ymssp.2012.05.016
27. Zhang G. M., Kapoor S. G. Dynamic Modeling and Analysis of the Boring Machining System // Journal of Engineering for Industry. 1987. Vol. 109 (3). P. 219–226. DOI: 10.1115/1.3187122
28. Ghongade H. P. Investigation of vibration in boring operation to improve Machining process to get required surface finish // Materials Today: Proceedings. 2022. Vol. 62. P. 5392–5395. DOI: 10.1016/j.matpr.2022.03.561
29. Lawrance G., Sam Paul P., Varadarajan A. S. et al. Suppression of Tool Vibration in Boring Process: A Review // Journal of The Institution of Engineers (India): Series C. 2019. Vol. 100. P. 1053–1069. DOI: 10.1007/s40032-019-00531-z
30. Kępczak N., Bechciński G., Rosik R. Operating Properties of Deep Hole Boring Tools with Modified Design // Materials. 2024. Vol. 17 (7). P. 1551. DOI: 10.3390/ma17071551
31. Moetakef-Imani B., Yussefian N. Z. Dynamic simulation of boring process // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2009. Vol. 49 (14). P. 1096–1103. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2009.07.008
32. Khramov A., Semdyankin I., Kiselev E. Improving the performance of the processing of deep holes by improving the structure of the boring tool // IOP Conference Series Materials Science and Engineering. 2020. Vol. 709 (4). P. 044068. DOI: 10.1088/1757-899X/709/4/044068
33. Krebs C. et al. Numerical and experimental analysis of margin geometries of twist drills in deep hole machining operations // Advances in Industrial and Manufacturing Engineering. 2023. Vol. 6. P. 100120. DOI: 10.1016/j.aime.2023.100120
34. Patel A., Yadav A., Law M., Bhattacharya B., Wahi P. Damped Chatter Resistant Boring Bar Integrated with an Absorber Working in Conjunction with an Eddy Current Damper // Journal of Vibration Engineering & Technologies. 2022. Vol. 11 (2). P. 1–12. DOI: 10.1007/s42417-022-00684-9
35. Yang Y., Gao H., Liu Q. Design of a slender turning cutting tool via a vibration absorber equipped with piezoelectric ceramic // Journal of Vibration and Control. 2022. Vol. 28 (19-20). P. 2531–2543. DOI: 10.1177/10775463211014414
36. Ящерицын П. И., Фельдштейн Е. Э., Корниевич М. А. Теория резания. – Минск : Новое знание, 2006. – 512 с.
37. Рыжкин А. А., Шучев, К. Г., Климов М. М. Обработка материалов резанием. – Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2007. – 419 с.