Стаття

Завантажити статтю

Вплив робочих параметрів гідроабразивного різання різноманітних матеріалів на точність дотримання ширини різу

Віталій Хлівний, Костянтин Вікторович Базіло

Отримано 03.01.2023, Доопрацьовано 13.04.2023, Прийнято 11.05.2023

Анотація

У статті розглянуто питання побудови регресійних моделей для визначення впливу робочих параметрів гідроабразивного різання різноманітних матеріалів на точність дотримання ширини різу. Вхідні параметри включають кількість подачі абразиву, величину тиску ріжучої рідини (води) та в’язкість оброблюваного матеріалу, а вихідний параметр – ширина різу. За допомогою програмного забезпечення Neuro Solutions був проведений попередній аналіз можливих архітектур нейромереж для побудови регресійних моделей. За результатами аналізу була вибрана нейромережа MLPR-2-B-L з методом навчання Levenberg-Marquardt. Застосування цієї моделі дозволило отримати вагові коефіцієнти, які були використані для передбачення вихідного значення ширини різу на вході ріжучого струменя в оброблюваний матеріал та на виході ріжучого струменя з оброблюваного матеріалу на основі вхідних параметрів. Проведена оцінка похибок, адекватності та інформативності регресійних моделей. Застосування гістограм залишків дозволило проаналізувати отримані результати. Крім того, була розроблена програма в середовищі MathCAD, яка дозволяє аналізувати отримані результати і здійснювати передбачення ширини різу за створеною регресійною моделлю як на вході ріжучого струменя в оброблюваний матеріал, так і на виході з матеріалу. Отримані результати визначають важливість вхідних параметрів гідроабразивного різання і демонструють можливість їх використання для передбачення ширини різу. Ця робота має практичне значення для промислових підприємств, що застосовують гідроабразивне різання, оскільки точні передбачення ширини різу дозволяють оптимізувати процес різання, чим забезпечують високу якість та ефективність і точність роботи

Ключові слова:

гідроабразивне різання; ширина різу; регресійна модель; зношування абразивного сопла; керованість процесу; точність обробки

https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2023.280719

Взято з Том 28, № 2, 2023

Сторінки 38-49

Використані джерела ЦИТУВАТИ

Використані джерела

[1] R. Vijayakumar, N. Srirangarajalu, M. Santhanakumar, N. E. Edwin Paul, and M. Rajesh, "Investigation of abrasive aqua jet hole making (AAJHM) parameters using desirability analysis on Inconel-625 space alloy", Journal of Manufacturing Processes, vol. 92, pp. 311-328, 2023. ISSN 1526-6125. doi: 10.1016/j.jmapro.2023.03.008.

[2] R. K. Thakur, and K. K. Singh, "Evaluation of hole quality to explore the influence of graphene nanoplatelets embedded in epoxy/carbon composite during abrasive water jet drilling", Journal of Manufacturing Processes, vol. 85, pp. 569-583, 2023. ISSN 1526-6125. doi: 10.1016/j.jmapro.2022.11.054.

[3] J. Chen, Y. Yuan, H. Gao, T. Zhou, and Z. Wu, "Predictive modeling approach for the jet lag in multi-pass cutting of thick materials using abrasive waterjet", Journal of Manufacturing Processes, vol. 83, pp. 143156, 2022. ISSN 1526-6125. doi: 10.1016/j.jmapro.2022.08.059.

[4] Zh. Liao, D. Xu, D. Axinte, J. Diboine, and A. Wretland, "Surface formation mechanism in waterjet guided laser cutting of a Ni-based superalloy", CIRP Annals, vol. 70, iss. 1, pp. 155-158, 2021. ISSN 0007-8506. doi: 10.1016/j.cirp.2021.03.007.

[5] X. Liu, Z. Liang, G. Wen et al., "Waterjet machining and research developments: a review". The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 102, pp. 1257-1335, 2019. doi: 10.1007/s00170-018-3094-3.

[6] "On the technology of hydroabrasive cutting of materials" [Online]. Available: https://www.roden.ua/waterjet-cuttingtechnology.html#. Accessed on: April 1, 2023 [in Ukrainian].

[7] J. J. R. Jegaraj, and N. R. Babu, "A strategy for efficient and quality cutting of materials with abrasive waterjets considering the variation in orifice and focusing nozzle diameter", The International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 45, iss. 12-13, pp. 1443-1450, 2005. ISSN 0890-6955.

[8] M. Monno, and C. Ravasio, "The effect of cutting head vibrations on the surfaces generated by waterjet cutting", The International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 45, iss. 3, pp. 355-363, 2005. ISSN 0890-6955. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2004.07.010.

[9] D. A. Axinte, D. S. Srinivasu, M. C. Kong, and P. W. Butler-Smith, "Abrasive waterjet cutting of polycrystalline diamond: A preliminary investigation", The International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 49, iss. 10, pp. 797-803, 2009. ISSN 0890-6955. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2009.04.003.

 

[10] M. K. Kulekci, "Processes and apparatus developments in industrial waterjet applications", The International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 42, iss. 12, pp. 1297-1306, 2002. ISSN 0890-6955. doi: 10.1016/S0890-6955(02)00069-X.

[11] J. Billingham, C. B. Miron, D. A. Axinte, and M. C. Kong, "Mathematical modelling of abrasive waterjet footprints for arbitrarily moving jets: Part II – Overlapped single and multiple straight paths", The International Journal of Machine Tools and Manufacture, vol. 68, pp. 30-39, 2013. ISSN 0890-6955. doi: 10.1016/j.ijmachtools.2013.01.003.

 

[12] S. O. Subbotin, Neural networks: theory and practice. Zhytomyr, Ukraine: O. O. Evenok (Ed.), 2020 [in Ukrainian].

[13] A. O. Oliynyk, S. O. Subbotin, and O. O. Oliynyk, Intelligent data analysis. Zaporizhzhia, Ukraine: ZNTU, 2012. ISBN 978-617-529-052-1 [in Ukrainian].

[14] V. Ya. Galchenko, R. V. Trembovetska, and V. V. Tychkov, "Application of neurocomputing at the stage of building metamodels in the process of optimal surrogate synthesis of antennas", Visnyk NTUU «KPI». Seriia: Radiotekhnika. Radioaparatobuduvannia, no. 74, pp. 60-72, 2018 [in Ukrainian]. doi: 10.20535/RADAP.2018.74.60-72.

[15] V. O. Horokhovatsky, and I. S. Tvoroshenko, Methods of intellectual analysis anddata processing. Kharkiv, Ukraine:KHNURE, 2021 [in Ukrainian].doi: 10.30837/978-966-659-298-2

[16] P. M. Pavlenko, S. F. Filonenko,O. M. Cherednikov, and V. V Treytyak, Mathematical modeling of systems and processes. Kyiv, Ukraine: NAU, 2017. [in Ukrainian].

ЦИТУВАТИ

Khlivnyi, V., & Bazilo, C. (2023). Influence of operating parameters of hydroabrasive cutting of various materials on the accuracy of observing the cutting width . Bulletin of Cherkasy State Technological University, 28(2), 38-49. https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2023.280719