All
 
|
 
 


Modeling and investigation of the stability of the process of multi-cutting cutting "on the trail"
 
PIIS023571190000533-7-1
DOI10.31857/S023571190000533-7
Publication type Article
Status Published
Authors
Andrey Guskov 
Affiliation:
IMASH A.A. Blagonravova RAS
MGTU them. N.E. Bauman
Address: Moscow, Russia
M. Guskov
Affiliation: Le laboratoire Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux, Ecole Nationale Supérieure d’Arts et Métiers (PIMM UMR 8006 CNRS)
Address:  Paris, France
Toong Dyn Dyk
Affiliation: MGTU them. N.E. Bauman
Address: Moscow, Russia
G. Panovko
Affiliation:
IMASH A.A. Blagonravova RAS
MGTU them. N.E. Bauman
Address: 
Journal nameProblemy mashinostroeniia i nadezhnosti mashin
EditionIssue 4
Pages19-27
Abstract

                                  

Keywords
Publication date15.10.2018
Number of characters14176
Cite  
100 rub.
When subscribing to an article or issue, the user can download PDF, evaluate the publication or contact the author. Need to register.
Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной

Table of contents

Введение и постановка задачи
Расчетная схема и математическая модель динамики многорезцового точения
Двурезцовое точение. 
Исследование устойчивости непрерывного двурезцового точения
Анализ результатов
Заключение
1

Введение и постановка задачи
2 Одним из способов повышения эффективности процесса токарной обработки является многорезцовое точение, при котором могут совмещаться различные виды обработки (черновая и чистовая), за один проход может быть повышена глубина резания (толщина снимаемого слоя), уравновешиваются поперечные составляющие сил резания (что особенно важно при точении протяженных деталей), существенно сокращается время конечного изготовления детали [1-5]. При определённых условиях точение с постоянной толщиной снимаемого слоя (стружки) может стать динамически неустойчивым. Общие вопросы возникновения колебаний при резании обсуждались в многочисленных работах отечественных и зарубежных исследователей [5-8]. Одной из причин потери устойчивости и возбуждения автоколебаний являются нелинейности сил резания и сил трения (в частности, при затирании задней грани резца), зависящие от скорости резания и толщины снимаемого слоя и приводящие к прерывистости (дроблению) стружки [5, 6, 9, 12]. Другими причинами потери устойчивости оказывается резание "по следу", т.е. резание поверхности, образованной при предыдущем проходе инструмента, податливость обрабатываемой детали и элементов станка, температурные эффекты и др. [9-15]. При многорезцовом точении существенную роль в появлении этих крайне нежелательных режимов оказывает осевая (вдоль продольной оси детали) вибрация резцов. В зависимости от жесткости крепления резцов и их взаимного расположения могут возникнуть различные формы колебаний резца и толщины образующейся стружки.
3 С целью выявления условий возникновения колебаний и оценки возможности реализации режимов непрерывного резания в настоящей работе рассматриваются некоторые особенности моделирования динамики процесса многорезцового точения при учете взаимного влияния резцов при обработке по следу, а также приводится бифуркационный анализ устойчивости процесса на основе полученной расчетной модели.
4

Расчетная схема и математическая модель динамики многорезцового точения

 см.
5

Обрабатываемая деталь представляет собой абсолютно твердое тело цилиндрической формы с радиусом боковой поверхности R и длиной l (рис. 1, (а)). Деталь вращается вокруг своей продольной оси с постоянной угловой скоростью ω . Обработка осуществляется одновременно n резцами, расположенными по окружности детали под углом 
6
1

7

друг к другу так, что 
8
2

9

и закрепленными на общем суппорте (рис. 1, (б)).
10
01

Рис. 1. Схема модели многорезцового точения: 1 – общий суппорт, 2 – j-й резец, 3 – j-й резцедержатель, 4 – (j-1)-й резец, 5 – (j-1)-й резцедержатель

11 Каждый j-ый резец рассматривается как абсолютно жесткое тело, независимо закрепленное в отдельном резцедержателе. Все резцедержатели жестко установлены на общем суппорте, который перемещается вдоль детали с постоянной скоростью подачи V. Для выявления особенностей динамики, связанных с обработкой по следу, будем считать, что крепление резца в резцедержателе в продольном направлении обладает конечной жесткостью, а в касательном направлении крепление абсолютно жесткое. На каждый j-ый резец действует кинематическое возбуждение, возникающее при обработке поверхности, сформированной предыдущим резцом за время (t – tj-1). Тем самым, время tj-1 = φj-1 /ω является запаздыванием, равным времени поворота детали на установочный угол φj-1 между резцами.

Number of purchasers: 0, views: 1388

Readers community rating: votes 0 

1. Kalidasan R., Yatin M., Sarma D.K.,  Senthilvelan S.Dixit. An experimental study of cutting forces and temperature in multi-tool turning of grey cast iron // Int. J. of Machining and Machinability of Materials. 2016. Vol. 18, No.5/6, pp. 540 – 551.
2. Reith M.J., Bachrathy D., Stepan G. Improving the stability of multi-cutter turning with detuned dynamics  // Machining Science and Technology. Machining Science and Technology. 2016, Vol. 20(3), pp. 440-459.
3. Azvar M., Budak E. Multi-dimensional modelling of chatter stability in parallel turning operation. Proceedings of the 17th International Conference on Machine Design and Production. July 12 –15, 2016, Bursa, Turkey.
4. Guskov A., Voronov S.A., Paris H., Batzer S.A. Cylindrical Workpiece Turning Using Multiple-Cutting Tool. Proceedings of the Design Technical Conferences and Computers and Information Engineering Conference. September 9-12, 2001. Pittsburgh, Pennsylvania.
5. Козочкин М.П. Динамика процесса резания. Теория, эксперимент, анализ. Lambert Academic Publishing. 2013, 297 c.
6. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 357 с.
7. Dombovari Z., Barton D.A.W., Wilson R.E., Stepan G. On the global dynamics of chatter in the orthogonal cutting model // Int. J. of Non-linear Mechanics. 2011 (46), pp. 330 – 338.
8. Эльясберг М. Е. Автоколебания металлорежущих станков. С.-Пб, ОКБС, 1993. 180 с.
9. Brissaud D., Gouskov A., Guibert N., Rech J. Influence of the ploughing effect on the dynamic behavior of the self-vibratory drilling head. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 2008, pp. 385-388.
10. Gerasimenko A., Guskov M., Gouskov A., Lorong P., Panovko G. Analytical approach of turning thin-walled tubular parts. Stability analysis of regenerative chatter // Vibroengineering Procedia, 2016, Vol. 8, pp. 179 – 184.
11. Wang, X., Feng C.X. Development of Empirical Models for Surface Roughness Prediction in Finish Turning // Int. J. of Advanced Manufacturing Technology. 2002, Vol. 20(5). pp. 348–56.
12. Gouskov A., Gouskov M., Lorong Ph., Panovko G. Influence of the clearance face on the condition of chatter self-excitation during turning // Int. J. of Machining and Machinability of Materials. 2017, Vol. 19(1), pp. 17-39.
13. Benardos P.G., Mosialos S., Vosniakos G.C. Prediction of workpiece elastic deflections under cutting forces in turning // Robotics and Computer-Integrated Manufacturing. 2002, Vol. 22, pp. 505–514.
14. Асташев В.К., Корендясев Г.К. Термомеханическая модель возникновения автоколебаний при резании. Проблемы машиностроения и надежности машин. 2012. № 3. С. 3-9.
15. Kondratenko K., Gouskov A., Guskov M., Lorong Ph., Panovko G. Analysis of indirect measurement of cutting forces turning metal cylindrical shells // Vibration Engineering and Technology of Machinery. 2014, pp. 929-937.
16. Guskov A.M., Voronov S. A., Paris H., Batzer S. A. Nonlinear dynamics of a machining system with two interdependent delays // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation. 2002. Vol. 7 (3), pp.207-221.
17. Lamikiz A. Calculation of the specific cutting coefficients and geometrical aspects in sculptured surface machining // Machining Science and Technology. 2005. Vol. 9 (3). P. 411– 436.

Система Orphus

Loading...
Up