Технологічна динаміка нестаціонарних систем при фінішному переривчастому різанні.

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15276/opu.2.70.2024.01

Ключові слова:

нестаціонарна технологічна система, переривчасте різання, параметричні коливання, сталість, резонанс

Анотація

В роботі вивчено сталість та особливості коливань нестаціонарних технологічних систем при чистовому фінішному розточуванні у складних режимах різання – обробка переривчастих поверхонь або глибоких отворів малого діаметра тощо. У технології машинобудування такі операції виконуються досить часто, причому з постійно зростаючими вимогами щодо точності обробки. Зрозуміло, що в першому випадку перехідні процеси врізання і виходу інструменту, що періодично повторюються, викликають ударні впливи на різець, що призводить до сколювання різальних кромок, підвищеному зносу і негативно впливає на вихідну точність обробки. Замкнена на процес різання пружно-дисипативно-інерційна система стає нестаціонарною не тільки через переривання зв'язків, а й через періодичну зміну параметрів. В цьому випадку динамічні моделі описуються диференціальними рівняннями зі змінними коефіцієнтами. Системи з параметрами, що періодично змінюються, називають нестаціонарними, а коливання - параметричними. В сучасній технології машинобудування виникає багато завдань, у яких домінують динамічні чинники. Параметричні коливання описуються рівняннями Матьє, які відображають складні динамічні процеси, такі як резонанси та автоколивання. На стенді виконані експерименти з вивчення коливань при розточуванні зразків зі сталі, чавуну та бронзи з переривчастою поверхнею, причому кількість переривань за один оберт змінювалася від 1 до 20. Встановлено характер коливань та відображено умови сталості рішень на діаграмі Айнса-Стретта. Розроблено методику побудови часових форм коливань, що дозволяє прогнозувати амплітуди, частоти та резонансні явища при переривчастому різанні.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

Dan, Ö., Tormod, J., Mathias, T., Standal, O., & Mugaas, T. (2018). Cutting process monitoring with an instrumented boring bar measuring cutting force and vibration. Proc CIRP, 77, 235–238. DOI: https://doi.org/10.1016/j.procir.2018.09.004.

D. Smolenicki, J. Boos, F. Kuster, H. Roelofs, & C.F. Wyen. (2014). In-process measurement of friction coefficient in orthogonal cutting. CIRP Annals., 63, 1, 97–100. DOI: https://doi.org/10.1016/ j.cirp.2014.03.083.

X. Chen, T. Wang, M. Ding, J. Wang, J. Chen, & J. X. Yan. (2017). Analysis and prediction on the cutting process of constrained damping boring bars based on PSO-BP neural network model. Journal of Vibroengineering, 19, 2, 878–893. DOI: https://doi.org/10.21595/jve.2017.18068.

Oborskyi, G., Orgiyan, A., Ivanov, V., Balaniuk, A., Pavlenko, I., & Trojanowska, J. (2023). Improvement of the Dynamic Quality of Cantilever Boring Bars for Fine Boring. Machines, 11, 7. DOI: https://doi.org/10.3390/machines11010007.

Thomas Barois, S. Perisanu, Pascal Vincent, Stephen T. Purcell, & Anthony Ayari. (2014). Frequency modulated self-oscillation and phase inertia in a synchronised nanowire mechanical resonator. New Journal of Physics, 16, 083009. DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/8/083009.

Melnik, V.S., & Shever, I.V. (2018). Modulation of vibrations in a resonant system with a variable power frequency. Uzhhorod University Scientific Herald. Series Physics, 43, 125–136. DOI: https://doi.org/10.24144/2415-8038.2018.43.125-136.

Balaniuk, A., Oborskyi, G., Orgiyan, A., Tonkonogyi, V., & Dašič, P. (2024). Dynamics of Fine Boring of Intermittent Surfaces. Lecture Notes in Networks and Systems, 926, 109–117. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-031-54664-8_11.

Butikov, E.I. (2018). Analytical expressions for stability regions in the Ince-Strutt diagram of Mathieu equation. American journal of physics, 86(4), 257–267. DOI: https://doi.org/10.1119/1.5021895.

Altintas, Y., Verl, A., Brecher, C., Uriarte, L., & Pritschow, G. (2011). Machine tool feed drives. CIRP Annals, 60, 2, 779–796.

Liu, S. (2015). Multi-objective optimisation design method for the machine tool's structural parts based on computer-aided engineering. Int J Adv Manuf Technol., 78, 1053–1065. DOI: https://doi.org/10.1007/s00170-014-6700-z.

Insperger, T., & Stépán, G. (2002). Stability chart for the delayed Mathieu equation. Proc. R. Soc. A. 458, 1989–1998. DOI:10.1098/rspa.2001.0941.

Kovacic, I., Rand, R., & Mohamed Sah, S. (2018). Mathieu's Equation and Its Generalisations: Overview of Stability Charts and Their Features. ASME. Appl. Mech. Rev., 70(2), 020802. DOI: https://doi.org/10.1115/1.4039144.

Branislav Ftorek, Pavol Oršanský, & Helena Šamajová. (2018). Parametric oscillations of the mechanical systems. MATEC Web of Conferences, 157, 08002. DOI: https://doi.org/10.1051/ matecconf/201815708002.

Grigorian, G.A. (2022). Oscillation and non-oscillation criteria for linear nonhomogeneous systems of two first-order ordinary differential equations. J. Math. Anal. Appl., 507, 125734.

B.S Wu, C.W Lim, & Y.F Ma. (2003). Analytical approximation to large-amplitude oscillation of a non-linear conservative system. International Journal of Non-Linear Mechanics, 38, 7, 1037–1043. DOI: https://doi.org/10.1016/S0020-7462(02)00050-1.

A. R. Messina & Vijay Vitta. Nonlinear. (2006). Non-Stationary Analysis of Interarea Oscillations via Hilbert Spectral Analysis. IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, 21, 3, 1234–1241.

Tikkala, Vesa-Matti, Zakharov, Alexey, & Jämsä-Jounela, Sirkka-Liisa. (2014). A method for detecting non-stationary oscillations in process plants. Control Engineering Practice, 32, 1–8. DOI: 10.1016/j.conengprac.2014.07.008.

Matlab & Simulink. Release14 with Service Pack 3, Part Number SABWIN7SP3, SAB ASSEMBLY - PC REL 14SP3, Made in the USA.

D. Kurasov. (2020). Mathematical modelling system MatLab. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing, 012123, 1691. DOI: 10.1088/1742-6596/1691/1/012123.

Timoshenko, S. P. (1937). Vibration problems in engineering. 2nd ed. N.Y.: Van Nastard Co., Ins., Constable and Co.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-11-09

Як цитувати

[1]
Balaniuk, A., Orgiyan, A., Oborsky, G. і Khobin, V. 2024. Технологічна динаміка нестаціонарних систем при фінішному переривчастому різанні. Праці Одеського політехнічного університету. 2(70) (Лис 2024), 5–13. DOI:https://doi.org/10.15276/opu.2.70.2024.01.

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають