|
DOI: 10.14489/hb.2021.05.pp.038-042
Богомолов М. Н., Ямников А. С.
СНИЖЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ ФРЕЗЕРОВАННЫХ ТОНКОСТЕННЫХ ВТУЛОК
(с. 38-42)
Аннотация. Показано, что даже в условиях «спокойного» резания при точении поверхностей возникают автоколебания. Дан обзор отечественной и зарубежной литературы, показывающей причины образования колебаний при резании. Отмечена сложность аналитического описания физических процессов в зоне резания, вынуждающая исследователей прибегать к математическому моделированию. Отмечено, что особую сложность представляет исследование и описание процесса фрезерования вследствие наличия переменных по модулю и направлению сил резания, приводящих к дополнительным вынужденным колебаниям технологической системы. Показано, что для уменьшения вибраций в системе возможно снижение параметров режима резания и, соответственно, производительности, повышение жесткости и демпфирующей способности системы. При установке тонкостенных втулок на многоцелевые станки особую роль отводят зажимным приспособлениям. Приспособления с металлическими разжимными элементами воздействуют на ограниченный участок цилиндрической поверхности, поэтому не могут повысить виброустойчивость по всей поверхности. Разработана конструкция оправки с упругоэластичной втулкой, расположенной между телом заготовки и основной базовой оправкой. Посредством осевого сжатия упругоэластичной втулки увеличивают ее толщину и повышают жесткость и демпфирующую способность технологической системы, что в итоге приводит к снижению шероховатости обработанной поверхности в 1,5 раза.
Ключевые слова: динамические нагрузки; нежесткие тонкостенные втулки; режимы резания; вибрации; шероховатость поверхности; демпфирующая способность.
Bogomolov M. N., Yamnikov A. S.
REDUCING THE IMPACT OF DYNAMIC LOADS ON THE SURFACE QUALITY OF MILLED THIN-WALLED BUSHINGS
(pp. 38-42)
Abstract. It is shown that even under conditions of quiet cutting, self-oscillations arise when turning surfaces. A review of domestic and foreign literature showing the reasons for the formation of oscillations during cutting is given. The complexity of the analytical description of the physical processes in the cutting zone, forcing researchers to resort to mathematical modeling, is noted. It is noted that a particular difficulty is the study and description of the milling process, due to the presence of variables on the module and direction of cutting forces, leading to additional forced vibrations of the technological system. It is shown that in order to reduce vibrations in the system, it is possible to reduce cutting conditions and, accordingly, productivity, increase rigidity and damping ability of the system. When installing thin-walled v-lok on multi-purpose machines, a special role is given to clamping devices. Devices with metal expanding elements act on a limited portion of the length of the cylindrical suface, and therefore cannot increase the vibration resistance over the entire surface. The design of the mandrel with an elastic-elastic sleeve located between the body of the workpiece and the main base mandrel has been developed. Through axial compression, the elastic-elastic sleeve increases its thickness and increases the rigidity and damping capacity of the technological system, which ultimately leads to a decrease in the roughness of the treated surface by 1.5 times.
Keywords: Dynamic loads; Non-rigid thin-walled bushings; Cutting conditions; Vibrations; Surface roughness; Damping ability.
М. Н. Богомолов, А. С. Ямников (Тульский государственный университет, Тула, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. N. Bogomolov, A. S. Yamnikov (Tula State University, Tula, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Лазарев Г. С. Устойчивость процессов резания металлов. М.: Высшая школа, 1973. 184 с.
2. Амосов И. С., Скраган В. А. Точность, вибрации и чистота поверхности при токарной обработке. М.–Л.: МАШГИЗ, 1958. 91 с.
3. Богомолов М. Н. Причины возникновения автоколебаний при резании // Научный альманах. 2017. № 1-3(27). С. 25 – 30.
4. Леонтьев Б. В., Леонтьева А. Н. Управление процессом резания с целью устранения вибраций // Вологдинские чтения. Изд-во Дальневосточного федер. ун-та, 2012. № 80. С. 159 – 162.
5. Мурашкин Л. С., Мурашкин С. Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение (Ленингр. отдние), 1977. 192 с.
6. Кузнецов В. П., Ямникова О. А. Устойчивость технологической системы при нарезании резьбы многорезцовыми головками // СТИН. 2004. № 2. С. 12 – 14.
7. Bykov G. T., Yamnikov A. S., Yamnikova O. A., Dorokhin N. B. Vibrational Stability in Turning Thin-Walled Pipe by Multicutter Heads // Russian Engineering Research. 2010. V. 30, Is. 3. Р. 296 – 299.
8. Kalinski K., Mazur M., Galewski M. High Speed Milling Vibration Surveillance with the Use of the Map of Optimal Spindle Speeds // Proceedings of the 8th International Conference on High Speed Machining, 2010. ENIM, Metz, France. Р. 300 – 305.
9. Wu D. W. Comprehensive Dynamic Cutting Force Model and Its Application to Wave-Removing Processes // Journal of Engineering for Industry. 1989. Is. 2. Р. 155 – 164.
10. Ямникова О. А. Построение математической модели колебаний нежесткого вала при обработке резанием // СТИН. 2003. № 1. С. 18 – 21
11. Zagórski I., Kulisz M., Semeniuk A., Malec A. Artificial Neural Network Modelling of Vibration in the Milling of AZ91D Alloy. Advances in Science and Technology // Research Journal. Sep. 2017. V. 11, Is. 3. Р. 261 – 269. DOI 10.12913/22998624/76546.
12. Comak A., Budak E. Modeling Dynamics and Stability of Variable Pitch and Helix Milling Tools for Development of a Design Method to Maximize Chatter Stability // Precision Engineering. 2017. V. 47. Р. 459 – 468.
13. Yamnikov A. S., Chuprikov A. O. Chucks for Thin-Walled Blanks // Russian Engineering Research. 2015. V. 35, No. 11. P. 838 – 840.
14. Бородкин Н. Н., Васин Л. А., Васин С. А. Особенности формирования структуры силового поля в окрестности вершины резца с высокодемпфирующей конструкцией державки // СТИН. 2018. № 4. С. 19 – 26.
15. Профилометр-Surftest-SJ-210-PRRUS1344.pdf. [Электронный ресурс]. URL: www.mirstan.ru. (дата обращения: 14.12.2018.)
16. Ямников А. С., Мягков Ю. В. Определение минимальной удельной нормальной силы, необходимой для начала резания // Изв. ВУЗов. 1979. № 12. С. 111 – 115.
17. Ямников А. С., Богомолов М. Н. Центрирующая оправка повышенной виброустойчивости для фрезерования тонкостенных втулок // Черные металлы. 2019. № 5. С. 52 – 57.
18. Пат. РФ № 2688019, B23B31/40. Оправка для закрепления тонкостенных цилиндрических заготовок / Богомолов М. Н., Чуприков А. О., Ямников А. С.; опубл. 17 мая 2019 г., Бюл. № 14.
1. Lazarev G. S. (1973). Stability of metal cutting processes. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]
2. Amosov I. S., Skragan V. A. (1958). Precision, vibration and surface finish when turning. Moscow–Leningrad: MAShGIZ. [in Russian language]
3. Bogomolov M. N. (2017). Causes of self-oscillation during cutting. Nauchniy al'manah, 27(1-3), pp. 25 – 30. [in Russian language]
4. Leont'ev B. V., Leont'eva A. N. (2012). Cutting control to eliminate vibration. Vologdinskie chteniya, 80, pp. 159 – 162. Izdatel'stvo Dal'nevostochnogo federal'nogo universiteta. [in Russian language]
5. Murashkin L. S., Murashkin S. L. (1977). Applied nonlinear machine tool mechanics. Leningrad: Mashinostroenie (Leningradskoe otdelenie). [in Russian language]
6. Kuznetsov V. P., Yamnikova O. A. (2004). Stability of the technological system when cutting threads with multi-cutter heads. STIN, (2), pp. 12 – 14. [in Russian language]
7. Bykov G. T., Yamnikov A. S., Yamnikova O. A., Dorokhin N. B. (2010). Vibrational Stability in Turning Thin-Walled Pipe by Multicutter Heads. Russian Engineering Research, Vol. 30, (3), pp. 296 – 299.
8. Kalinski K., Mazur M., Galewski M. (2010). High Speed Milling Vibration Surveillance with the Use of the Map of Optimal Spindle Speeds. Proceedings of the 8th International Conference on High Speed Machining, pp. 300 – 305. Metz.
9. Wu D. W. (1989). Comprehensive Dynamic Cutting Force Model and Its Application to Wave-Removing Processes. Journal of Engineering for Industry, (2), pp. 155 – 164.
10. Yamnikova O. A. (2003). Construction of a mathematical model of vibrations of a non-rigid shaft during cutting. STIN, (1), pp. 18 – 21. [in Russian language]
11. Zagórski I., Kulisz M., Semeniuk A., Malec A. (2017). Artificial Neural Network Modelling of Vibration in the Milling of AZ91D Alloy. Advances in Science and Technology. Research Journal, Vol. 11, (3), pp. 261 – 269. DOI 10.12913/22998624/76546.
12. Comak A., Budak E. (2017). Modeling Dynamics and Stability of Variable Pitch and Helix Milling Tools for Development of a Design Method to Maximize Chatter Stability. Precision Engineering, Vol. 47, pp. 459 – 468.
13. Yamnikov A. S., Chuprikov A. O. (2015). Chucks for Thin-Walled Blanks. Russian Engineering Research, Vol. 35, (11), pp. 838 – 840.
14. Borodkin N. N., Vasin L. A., Vasin S. A. (2018). Features of the formation of the structure of the force field in the vicinity of the tip of the cutter with a high-damping holder design. STIN, (4), pp. 19 – 26. [in Russian language]
15. Profilometer-Surftest-SJ-210-PRRUS1344.pdf. Available at: www.mirstan.ru. (Accessed: 14.12.2018.) [in Russian language]
16. Yamnikov A. S., Myagkov Yu. V. (1979). Determination of the minimum specific normal force required to start cutting. Izvestiya VUZov, (12), pp. 111 – 115. [in Russian language]
17. Yamnikov A. S., Bogomolov M. N. (2019). Centering mandrel with increased vibration resistance for milling thin-walled bushings. Chernye metally, (5), pp. 52 – 57. [in Russian language]
18. Bogomolov M. N., Chuprikov A. O., Yamnikov A. S. (2019). Mandrel for clamping thin-walled cylindrical workpieces. Ru Patent No. 2688019. Russian Federation. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/hb.2021.05.pp.038-042
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/hb.2021.05.pp.038-042
and fill out the form
.
|
Текущий номер
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»