МОДЕЛИРОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ ПРИ РЕМОНТНОМ РАСТАЧИВАНИИ ДЕТАЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНО-ДОРОЖНЫХ МАШИН

Введение. В конструкциях строительно-дорожных машин довольно широко используются детали с отверстиями. Для черновой, получистовой, а в ряде случаев и чистовой обработки таких поверхностей применяется растачивание. Данный вид обработки зачастую сопровождается негативным характером колебательных процессов, что приводит к снижению точности и качества поверхности. В данной статье изучается возможность использования расчетного метода исследования колебательных процессов при растачивании, который позволит назначать режимы резания, обеспечивающие требуемые выходные параметры процесса обработки.

Материалы и методы. В качестве расчетной модели расточного резца была использована двухопорная балка. Решение задачи моделирования колебаний в рассматриваемом случае сводится к определению перемещений точки, соответствующей вершине резца (точки приложения равнодействующей сил резания). Определение перемещений производилось с использованием интегралов Мора. В модели учтено влияние образования и отделения стружки за счет введения дополнительной периодически действующей возмущающей силы.

Результаты. Расчет значений сил резания выполнялся с использованием зависимостей степенного вида. В качестве частоты возмущающего воздействия была принята частота стружкообразования. Частота образования стружки определялась на основе расчетных зависимостей, которые связывают параметры инструмента, срезаемого слоя и режимов резания. Были получены реализации колебательных процессов и изучено влияние различных факторов на амплитуду колебаний.

Обсуждение и заключение. Оценка адекватности полученных результатов производилась сравнением с данными эксперимента. В среднем ошибка не превышала 20%. Разработанная модель учитывает геометрические параметры инструмента (вылет, углы пластины и т.д.), режимы резания и механические свойства обрабатываемого материала, параметры образующейся стружки. Модель может использоваться как при проектировании операций растачивания, так и при оптимизации режимов резания с целью повышения производительности.

1. Шустиков А.Д. Влияние вибраций на износ инструмента // СТИН. 2000. № 1. С. 12–16.

2. Схиртладзе А.Г. Повышение точности растачивания отверстий // Технология машиностроения. 2006. № 2. С. 15–17.

3. Корнилович С.А. Причины интенсивного изнашивания цилиндров двигателей ЯМЗ- 238НБ // Вестник СибАДИ. 2017;(2(54)):70-76. doi.org/10.26518/2071-7296-2017-2(54)-70-76.

4. Корнилович С.А., Трофимов Б.С. Анализ точности, стабильности технологического процесса шлифования коленчатых валов // Вестник СибАДИ. 2018;(6(15)):878-885. doi. org/10.26518/2071-7296-2018-6-878-885.

5. Altintas Y., Eynian M., Onozuka H. Identification of dynamic cutting force coefficients and chatter stability with process damping // CIRP Annals - Manufacturing Technology. 2008. № 57. Р. 371–374.

6. Black J.T., Kohser R. Materials and Processes in Manufacturing. Danvers: Jonh Wiley & Sons, 2008. 1031 p.

7. Gaurav Saindane. Experimental Investigation of Vibration Damping in Boring Operation using passive damper / Gaurav Saindane, Amit Jakikore, Ashish Umbarkar // International Journal of Research in Engineering& Advanced Technology. Volume2, Issue3. URL: www.ijreat.org/Papers2014/Issue9/IJREATV2I3022.pdf.

8. Miguélez M.H., Rubio L., Loya J.A., Fernández-Sáez J. Improvement of chatter stability in boring operations with passive vibration absorbers / // International Journal of Mechanical Sciences. October 2010. Vol. 52, Issue 10. P. 1376–1384.

9. Kai Cheng. Machining Dynamics. Fundamental, applications and practies / Cheng Kai. Springer Series in Advanced Manufacturing. Advanced Manufacturing &Enterprice Engineering Department School of Engineering and Design. Brunel University. Middlesex UB8 3PH. UK. 2009.

10. Kalpakjian S., Schmid S. Manufacturing Engineering and Technology. Pearson Education, 2009. 1197 p

11. On the prediction of surface roughness in the hard turning based on cutting parameters and tool vibrations / Hessainia Z., Belbah A., Athmane Y. M., Mabrouki T., Rigal J. F. // Measurement. – 2013. – 46 (5). – Р. 1671–1681.

12. Ozel T., Zeren E. Finite Element Analysis of The Influence of Edge Roundness on The Stress and Temperature Fields Induced by High Speed Machining // Int. J. Adv. Manuf. Technology. 2007. Вып. 35. № 3. pp. 255–267.

13. Siddhpura M., Paurobally R. A review of chatter vibration research in turning // International Journal of Machine Tools and Manufacture. October 2012. Volume 61. pp. 27–47.

14. Sortino M., Totis G., Prosperi F. Development of a practical model for selection of stable tooling system configurations in internal turning // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2012. 61. Р. 58–70.

15. Мещеряков Р.К. [и др.] Управление точностью обработки при растачивании отверстий // Вестник машиностроения. 1988. № 9. С. 30–33.

16. Праведников И.С. Исследование механизма образования циклической стружки // Нефтегазовое дело. 2011. № 3. С. 283.

17. Маслеников И.А. Зависимость вида стружки от условий процесса резания при обработке пластичных материалов лезвийным инструментом // Металлообработка. 2013. №5–6(77–78). С. 9–16.

18. Хорошайло В.В. Повышение виброустойчивости растачивания на токарновинторезных станках // Технологический аудит и резервы производства. 2016. № 1/1 (27). С. 17–22.