Експериментальне дослідження коливань консольних борштанг при тонкому розточуванні ступінчастих отворів
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.1.60.2020.01Ключові слова:
ступінчаста борштанга, розточний різець, амплітуда коливань, частота, вібросталість, технологічна динамікаАнотація
Тонке розточування є широко поширеним методом фінішної лезвийной обробки. При розточуванні ступінчастих отворів на практиці необхідно проектувати і виготовляти спеціальні ступінчасті консольні борштанги або багаторізцеві головки. В експериментах досліджені складні динамічні взаємодії, що виникають в технологічній системі при багаторізцевому розточуванні ступінчастими борштангами. Вивчено закономірності зміни амплітуд вимушених коливань при змінах параметрів пружної системи і процесів різання, зокрема, при змінах масо-геометричних характеристиках борштанг, жорсткостей та власних частот, довжин і діаметрів ступенів. Експерименти проводилися на експериментальних стендах, зібраних на базі обробно-розточувального верстата, оснащеного високоточної шпиндельною головкою з безступінчатим регулюванням швидкості обертання, і сучасної вимірювальною апаратурою. Виміри проводилися тензометричним методом, а також аналізатором спектру вібрацій з п'езодатчиком. Використовувалися двох і триступінчаті борштанги з різними масо-геометричними параметрами. Досліджувалися технологічні схеми обробки з обертовими та необертовими борштангами. В експериментах також варіювалися взаємне положення різців, глибини різання, що призводило до зміни значень коефіцієнтів впливу. Складні динамічні взаємодії при тонкому розточуванні ступінчастими борштанг при одночасній роботі різців призводять до немонотонної зміни амплітуд вимушених коливань, а вібросталість процесу розточування може або підвищуватися, або знижуватися. Практична значимість роботи дозволяє вирішити область застосування ступінчатих консольних борштанг шляхом вдосконалення їх проектування на основі не тільки статичних, але і динамічних розрахунків. Результати експериментальних досліджень покладені в основу теоретичного моделювання та розробку динамічних розрахункових моделей. Крім того, результати комплексного експериментального дослідження в науковому плані розвивають технологічну динаміку, як складову частину технології машинобудування.
Завантаження
Посилання
Внуков Ю.Н. Определение динамических характеристик нежестких деталей типа защемленных пластин. Cучаснi технологii в машиноборудованнi. 2011. Вип. 6. С. 6-12.
Оборский Г.А., Паленный Ю.Г., Оргиян Андр.А. Возбуждение изгибно-крутильных колебаний их измерения на вращающихся консольных инструментах. Вістник ХНУ, Технічні науки. 2016.№ 1. С. 146-149.
Zaloga W., Shapoval Y., Kolesnyk V. Increasing of efficiency of parts turning al spindle speed from 5.000 to 10.000 rpm by controlling the dynamics of machining / Monograph: Quality and reliability of technical systems: theory and practice / Editors: Andrii Goroshko, Vilen Royzman, Maryna Zembytska.JVE International Ltd., Lithuania. 2018. Vol. 2. P. 90-102. ISSN 2351-5260, ISBN 978-609-96036-0-5.
Grossi N., Croppi L., Scippa A., Campatelli, G. A dedicated design strategy for active boring bar.Applied Sciences. 2019. 9(17). 3541. DOI: https://doi.org/10.3390/app9173541.
Ren Y., Zhao Q., Liu Y., Ma J. Analysis of bending vibration characteristics of rotating composite bor-ing bar. Journal of Physics: Conference Series. 2019. 1303. DOI:10.1088/1742-6596/1303/1/012147.
Bansal A., Law M. A Receptance Coupling Approach to Optimally Tune and Place Absorbers on Bor-ing Bars for Chatter Suppression. 8th CIRP Conference on High Performance Cutting (HPC 2018).2018. Vol. 77. P. 167-170. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.08.267.
Yang Y., Munoa J., Altintas Y. Optimization of multiple tuned mass dampers to suppress machine toolchatter. Int. J. of Mach. Tools and Mfg. 2010. 50 (9). P. 834-842.
Bansal A., Law M. A Receptance Coupling Approach to Design Damped Boring Bars. COPEN 10. 2017.P. 798-801.
Lijia Liu, Xianli Liu, Yuanhong Liu. Non-uniform sampling finite-time control for networked control systems via event-driven transmission. Advances in Mechanical Engineering. 2016. Vol. 8(4). P. 1-10.
Amato F., Ariola M., Cosentino C. Finite-time stability of linear time-varying systems: analysis and controller design. IEEE Transactions on Automatic Control. 2010. 55 (4). P. 1003–1008. DOI: 10.1109/TAC.2010.2041680
Knut Sшrby, Dan Шstling. Precision turning with instrumented vibration-damped boring bars. 8th CIRP Conference on High Performance Cutting (HPC 2018). 2018. Vol. 77. P. 666–669. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.08.181.
Analysis and predictionon the cutting process of constrained damping boring bars based on PSO-BP neural network model / Xianming Chen, Tieliu Wang, Mingming Ding, Jing Wang, Jianqing Chen, Jun Xia Yan. Journal of vibroengineering. 2017. Vol. 19, Is. 2. P. 878–893. DOI: 10.21595/jve.2017.18068.
Брижан Т.М. Условия повышения точности обработки отверстий. Инновации, качество и сервис в технике и технологиях: сб. науч. тр. 4-ой международ. науч.-практ. конф. В 3-х томах, Том 1. Курск : Юго-Зап. гос. ун-т, 2014. С. 104–109.
Кочанов Ю.С. Алмазно-расточные станки. Источники погрешностей при тонком растачивании. Фундаментальные и прикладные проблемы техники и технологии. Орловский государственный университет им. И.С. Тургенева. 2014. № 6(308). С. 82–85.
Родионова H.A. Оценка отклонений формы цилиндрических поверхностей собираемых деталей. Сборка в машиностроение. 2004. № 11. С. 9–12.
Основы теории резания материалов: учебник / Н.П. Мазур, Ю.Н. Внуков, А.И. Грабченко и др. Под общ. ред. Н.П. Мазура и А.И. Грабченко. 2-е изд., перераб. и дополн. Харьков : НТУ«ХПИ», 2013. 534 с.
