Моделювання вимушених коливань при фрезеруванні тонкої пластини кінцевою сферичною фрезою

Автор(и)

  • Ю М Данильченко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна https://orcid.org/0000-0002-5375-950X
  • Андрій Ігорович Петришин КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/2409-7160.2019.XX.174505

Ключові слова:

фрезерування, тонка консольно-закріплена пластина, контактна взаємодія в зоні різання, вимушені коливання, динамічна модель, гармонічні коефіцієнти впливу, Ansys Workbench

Анотація

Розроблено динамічну модель системи «інструмент-заготовка» для моделювання вимушених коливань при фрезеруванні тонких консольно-закріплених пластин кінцевою фрезою. В моделі враховано пружні і масо-інерційні характеристики обидвох підсистем, а також контактну взаємодію інструменту і заготовки в зоні різання. На основі цієї моделі розроблено алгоритм і процедуру моделювання вимушених коливань фрези і пластини у Ansys Workbench, що базуються на визначенні гармонічних коефіцієнтів впливу підсистем в місці їх відокремлення. Коефіцієнти впливу отримуються у вигляді функції відгуку пружної системи на дію одиничної гармонічної сили для кожної конкретної точки контакту фрези з пластиною. За розробленим алгоритмом проведено моделювання вимушених коливань фрези і пластини з побудовою теоретичного профілю обробленої поверхні для фрезерування консольно-закріпленої пластини з параметрами 120×60×4 мм, кінцевою сферичною двозубою фрезою діаметром 16 мм, довжиною 125 мм та виставом 80 мм.

Посилання

  1. Badrawy S. Dynamic Modeling and Analysis of Motorized Milling Spindles for Optimizing the Spindle Cutting Performance. – 2009.
  2. Gagnol V. Dynamic Analyses and Design Optimization of High-Speed Spindle-Bearing System / V. Gagnol, C.B. Bouzgarrou, P. Ray, C. Barra / S. Tichkiewitch et al. (eds.). // Advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering II, Springer. – 2007. – p. 505–518.
  3. Wang J. Modeling and modal analysis of tool holder-spindle assembly on CNC milling machine using FEA / J. Wang, B. Wu, Y. Hu, and others. // Applied Mechanics and Materials. – 2012. – Vols. 157-158. – p. 220-226.
  4. Özşahin O. Investigating Dynamics of Machine Tool Spindles under Operational Conditions / O. Özşahin, E. Budak, H. N. Özgüven. // Advanced Materials Research Online. – 2011. – Vol. 223. – p. 610–621.
  5. Schmitz T. L. Tool Point Frequency Response Prediction for High-Speed Machining by RCSA / T.L. Schmitz, M.A. Davies, M.D. Kennedy // ASME J. Manuf. Sci. Eng. – 2001. – Vol. 123. – pp. 700–707.
  6. Wang Erhua, Dynamic Parameter Identification of Tool-Spindle Interface Based on RCSA and Particle Swarm Optimization / Erhua Wang, Bo Wu, Youmin Hu, Shuzi Yang, Yao Cheng // Shock and Vibration. – 2013. – Vol. 20, № 1. – pp. 69-78.
  7. Abele E. Machine Tool Spindle Units / E. Abele, Y. Altintas, C. Brecher // CIRP Annals: Manufacturing Technology. – 2010, Vol. 59, No. 2, pp. 781 - 802.
  8. Lin C.-W. Dynamic models and design of spindle-bearing systems of machine tools / C.-W. Lin, Y.-K. Lin, C. H. Chu, // International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 2013, Vol. 14(3), pp. 513 - 521.
  9. Соколовский А.П. Научные основы технологи машиностроения – М.-Л.: Машгиз. – 1955. – 515 с.
  10. Данильченко М.А. Исследование влияния контактного взаимодействия заготовки и инструмента на динамические характеристики токарного станка / М.А. Данильченко, А.И. Петришин // Вісник НТУУ «КПІ», серія Машинобудування. - №77. - 2016. - С.140-146.

##submission.downloads##

Опубліковано

2019-09-10

Як цитувати

Данильченко, Ю. М., & Петришин, А. І. (2019). Моделювання вимушених коливань при фрезеруванні тонкої пластини кінцевою сферичною фрезою. Матеріали науково-технічної конференції "Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта", (XX). https://doi.org/10.20535/2409-7160.2019.XX.174505

Номер

№ XX (2019): Прогресивна техніка, технологія та інженерна освіта

Розділ

ПРОГРЕСИВНА ТЕХНІКА І ТЕХНОЛОГІЯ МАШИНОБУДУВАННЯ

Ліцензія

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.