Исследование влияния сил контактного взаимодействия по задней поверхности режущего зуба на динамику концевого фрезерования


DOI: 10.34759/trd-2022-123-11

Авторы

Жуков Н. А.*, Киселёв И. А.**

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

*e-mail: jukov.n@yandex.ru
**e-mail: i.a.kiselev@yandex.ru

Аннотация

В настоящей работе представлена новая имитационная модель динамики концевого фрезерования тонкостенных деталей из труднообрабатываемых сплавов. Отличительными особенностями модели являются учет пространственного силового взаимодействия как по передней, так и по задней поверхности режущих зубьев фрезы, а также эффекта регенерации поверхности при моделировании динамики лезвийной обработки. Модель позволяет рассчитывать временные законы колебательного движения обрабатываемой детали в процессе обработки фрезерованием, сил резания, а также выбирать рациональные режимы обработки по критерию производительности технологического процесса за счет проведения многовариантных расчетов при изменении технологических параметров. Приведена структура разработанной имитационной модели, а также описаны все основные блоки, составляющие данную модель. Разработанная модель была использована для проведения численного эксперимента по исследованию влияния сил контактного взаимодействия по задней поверхности режущего зуба инструмента на динамику концевого фрезерования тонкостенной заготовки. Полученные результаты моделирования показали качественное соответствие экспериментальным данным из открытых литературных источников.

Ключевые слова:

динамика резания, концевое фрезерование, демпфирование процесса, задняя поверхность зуба фрезы, имитационное моделирование

Библиографический список

  1. Коротыгин А.А., Багров С.В., Пятунин К.Р. Разработка конструкции моноколеса вентилятора с полыми лопатками для ТРДД высокой степени двухконтурности // Труды МАИ. 2011. № 45. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=25419

  2. Глушков Т.Д., Митрофович В.В. Влияние особенности конструкции лопаток входного направляющего аппарата вентилятора на его характеристики // Труды МАИ. 2018. № 101. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=96592

  3. Болховитин М.С., Ионов А.В. Повышение качества изготовления штамповой оснастки для компрессоров газотурбинных двигателей // Труды МАИ. 2013. № 71. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=46719

  4. Altintas Y. Manufacturing automation. New York (USA), Cambridge University Press, 2012, 366 p.

  5. Tlusty J., Polacek M. The stability of machine tools against self-excited vibrations in machining // Proceedings of the ASME International Research in Production Engineering, Pittsburgh, USA, 1963, pp. 465-474.

  6. Tobias S., Fishwick W. Theory of regenerative machine tool chatter, London (UK), The Engineer, 1958, 258 p.

  7. Tobias S. The chatter of lathe tools under orthogonal cutting conditions // Transactions of ASME, 1958, vol. 80, pp. 1079-1085. DOI:10.1115/1.4012609

  8. Andrew C. Chatter in horizontal milling // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, 1964, vol. 179, no. 1, pp. 877-906. DOI:10.1243/PIME_PROC_1964_179_054_02

  9. Sisson T.R., Kegg R.L. An explanation of low-speed chatter effects // Journal of ngineering for Industry, 1969, vol. 91, no.4, pp. 951-958. DOI: 10.1115/1.3591778

  10. Altintas Y., Weck M. Chatter stability of metal cutting and grinding // CIRP annals, 2004, vol. 53, no. 2, pp. 619-642. DOI:10.1016/S0007-8506(07)60032-8

  11. Генералов Л.К. Управление формообразованием деталей с использованием упреждающих сигналов // Труды МАИ. 2011. № 44. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24993

  12. Легаев В.П., Генералов Л.К. Управление приводом металлорежущего станка с компенсацией эксцентриситета шпинделя // Труды МАИ. 2011. № 44. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=24995

  13. Ivanov I.I., Larkin A.A., Pleshcheev I.I. Influence of parameters of adaptive control system on vibratory drilling efficiency // Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 2020, vol. 1546, no. 1, pp. 012081. DOI:10.1088/1742-6596/1546/1/012081

  14. Губанов Г.А., Деев К.А. Применение технологических демпферов при фрезеровании нежестких деталей // Материалы XXVIII научно-технической конференции по аэродинамике (п. Володарского, 20-21 апреля 2017): сборник трудов. – Жуковский: Изд-во ЦАГИ, 2017. С. 106.

  15. Kuts V.A., Nikolaev S.M., Kiselev I.A. Application of combined technique for chatter prediction in 5-Axis milling // International Conference on Industrial Engineering, Springer, Cham, 2018, pp. 683-691. DOI:10.1007/978-3-319-95630-5_71

  16. Tuysuz O., Altintas Y. Analytical Modeling of Process Damping in Machining // Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2019, vol. 141, no. 6. DOI:10.1115/1.4043310

  17. Voronov S.A., Kiselev I.A. Dynamics of flexible detail milling //Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part K // Journal of Multi-body Dynamics, 2011, vol. 225, no. 4, pp. 299-309. DOI:10.1177/1464419311418735

  18. Biermann D., Kersting P., Surmann T. A general approach to simulating workpiece vibrations during five-axis milling of turbine blades // CIRP annals, 2010, vol. 59, no. 1, pp. 125-128. DOI:10.1016/j.cirp.2010.03.057

  19. Lorong P. et al. Simulation of a finishing operation: milling of a turbine blade and influence of damping // ASME 2012 11th Biennial Conference on Engineering Systems Design and Analysis, American Society of Mechanical Engineers Digital Collection, 2012, pp. 89-98. DOI:10.1115/ESDA2012-82534

  20. Воронов С.А., Киселев И.А. Геометрический алгоритм 3MZBL для моделирования процессов обработки резанием. Алгоритм изменения поверхности и определения толщины срезаемого слоя // Инженерный журнал: наука и инновации. 2012. № 6 (6).

  21. Wu D.W. A new approach of formulating the transfer function for dynamic cutting processes // Journal of Engineering for Industry, 1989, vol. 111, pp. 37-47. DOI:10.1115/1.3188730


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход