Влияние сил в зоне резания на движение привода подачи фрезерного станка

Анализ влияния механических процессов обработки металла фрезерованием на точность отработки рабочим органом (столом с заготовкой) программно заданного закона движения посредством комплекса электроприводов подачи является актуальной проблемой. Обзор научной литературы выявил отсутствие работ, посвященных оценке пульсаций сил в зоне резания при фрезеровании и их влиянию на движение электроприводов подачи. Разработана математическая модель процесса фрезерования, учитывающая две степени свободы, с использованием которой получена имитационная модель, позволяющая исследовать пульсации силы в зоне резания по значению и направлению. Исследование показало, что при фрезерной обработке (особенно цилиндрическими и торцевыми фрезами) амплитуда пульсаций силы в зоне резания может достигать 50 % среднего значения. Исследование влияния параметров режимов резания на относительное движение стола и фрезы позволило установить связь между скоростью ее вращения, подачей на зуб, ошибкой позиционирования и ошибкой, обусловленной характеристиками электропривода подачи. Получены выражения для колебаний моментов нагрузки выходных валов электроприводов и колебаний скоростей их вращения, вызываемых этими пульсациями.

Литература

[1] Харченко А.О. Металлообрабатывающие станки и оборудование машиностроительных производств. Москва, ИНФРА-М, 2015. 260 с.

[2] Черпаков Б.И., Альперович Т.А. Металлорежущие станки. Москва, Академия, 2003. 368 с.

[3] Бушуев В.В., Кузовкин В.А., Молодцов В.В., Филатов В.В. Анализ погрешностей привода подачи металлорежущего станка и способов их снижения. Измерительная техника, 2006, № 6, с. 18–22.

[4] Додонов В.В. Повышение точности обработки на станках с числовым программным управлением. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, № 6. URL: http://www.engjournal.ru/catalog/mesc/tempp/1506.html, doi: 10.18698/2308-6033-2016-06-1506

[5] Вейц В.Л., Коловский М.3., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. Москва, Наука, 1984. 352 с.

[6] Михайлов О.П. Автоматизированный электропривод станков и промышленных роботов. Москва, Машиностроение, 1990. 304 с.

[7] Онищенко Г.Б. Теория электропривода. Москва, ИНФРА-М, 2015. 294 с.

[8] Логоминов В.А. Формирование шероховатости обработанной поверхности при концевом цилиндрическом фрезеровании тонкостенных элементов. Дис. … канд. техн. наук. Запорожье, 2013. 226 с.

[9] Быкадор В.С., Костенко Г.Ю., Бабенко Т.С. Возникновение автоколебаний в простейшей системе резания металлов. Вестник Воронежского государственного технического университета, 2016, № 2, с. 119–123.

[10] Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Нгуен С.Т., Рыжкин М.Н. Моделирование динамической связи, формируемой процессом точения, в задачах динамики процесса резания (позиционная связь). Вестник Донского государственного технического университета, 2011, № 3(54), с. 301–311.

[11] Кудинов В.А. Динамические расчeты станков (основные положения). СТИН, 1995, № 8, с. 3–13.

[12] Кудинов В.А. Динамика станков. Москва, Машиностроение, 1967. 360 с.

[13] Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения. Москва-Ленинград, Машгиз, 1946. 207 с.

[14] Заковоротный В.Л., Блохин В.П., Алексейчик М.И. Введение в динамику трибосистем. Ростов-на-Дону, ИнфоСервис, 2004. 680 с.

[15] Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Быкадор В.С. Самоорганизация и бифуркации динамической системы обработки металлов резанием. Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика, 2014, № 3, с. 26–39, doi: 10.18500/0869-6632-2014-22-3-26-39

[16] Ермолаев А.И., Ерофеев В.И., Плехов А.С. Анализ вибраций, возникающих в процессе фрезерования. Вестник научно-технического развития, 2019, № 3, с. 12–23, doi: 10.18411/vntr2019-139-2

[17] Кожевников Д.В., Кирсанов С.В. Металлорежущие инструменты. Томск, Изд-во Том. ун-та, 2003. 392 с.

[18] Бобров В.Ф. Основы теории резания металлов. Москва, Машиностроение, 1975. 344 с.

[19] Тлусты И. Автоколебания в металлорежущих станках. Москва, Машгиз, 1956. 395 с.