|
DOI: 10.14489/td.2018.06.pp.056-063
Козочкин М. П.
ВОПРОСЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ
(с. 56-63)
Аннотация. Показано, что при резании упругая система станка получает приращение потенциальной энергии. Это делает положение равновесия инструмента при резании неустойчивым. Автоколебания, сопровождающие обработку лезвийным инструментом, могут характеризоваться разными аттракторами, которые в зависимости от размаха и ориентации в пространстве характеризуют технически устойчивое и неустойчивое резание.
Ключевые слова: процесс резания, устойчивость, аттрактор, автоколебания, вибрации, диагностика.
Kozochkin M. P.
QUESTIONS OF TECHNICAL STABILITY OF THE CUTTING PROCESS
(pp. 56-63)
Abstract. When carrying out computational and experimental work to improve the vibration resistance of metal cutting machines, in most cases, it’s emphasized on satisfying the stability conditions in accordance with the requirements of the Lyapunov theory. It is demonstrated that these conditions are not enough to ensure surface quality, and that it is necessary to pay attention to the technical stability of the cutting process. In accordance with the Lagrange theorem, during the cutting process the tool is in nonequilibrium condition. The stability of its position is largely determined by the characteristics of the separated swarf and the amount of potential energy stored by the time the swarf elements are shifted. The decrease in potential energy is encouraged by increasing rigidity along all directions and rational arrangement of the main stiffeners relative to the cutting force vector. Improving the static rigidity of tools and workpieces does not guarantee compliance with the requirements of technical stability in finishing. This is due to the presence of high-frequency forms of oscillations, manifested when the swarf elements are shifted and its effect on the cutting tool is weakened. At these moments, these forms of vibrations tend to break the contact of the tool with the workpiece in the radial direction. An increase in the amplitude of oscillations in directions other than tangential leads to a loss of the technical stability of the cutting process, to the occurrence of impacts in the cutting zone. The article shows that self-oscillations correspond to technically stable cutting, the phase trajectories of which are tend to the attractor elongated in the tangential direction. A technically unstable state corresponds to self-oscillations trajectories of which are tend to an attractor elongated perpendicular to the tangential direction. Examples of surfaces obtained under self-oscillation conditions are given. The methods of their monitoring are under discussion.
Keywords: cutting process, stability, attractor, self-oscillation, vibration, diagnostics.
М. П. Козочкин (Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
M. P. Kozochkin (Stankin Moscow State Technical University, Moscow, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Кудинов В. А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с.
2. Анищенко В. С. Сложные колебания в простых системах. М.: Наука, 1990. 312 с.
3. Левина Г. А. Элементы аналитической механики и теории колебаний: учеб. пособие. Ч. 2. Челябинск: Изд. центр ЮУрГУ, 2009. 66 с.
4. Kozochkin M. P., Sabirov F. S. Attractors in cutting their future use in diagnostics // Measurement Techniques. 2009. V. 52. N P. 166 – 171.
5. Тлустый И. Автоколебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1956. 396 с.
6. Черногоров Е. П. Колебания механических систем: курс лекций. Челябинск: Центр ЮУрГУ, 2013. 69 с.
7. Яблонский А. А., Норейко С. С. Курс теории колебаний. М.: Высш. шк., 1975. 248 с.
8. Козочкин М. П., Порватов А. Н. Влияние адгезионных связей во фрикционном контакте на виброакустический сигнал и автоколебания // Трение и износ. 2014. Т. 35. № 5. С. 575 – 583.
9. Козочкин М. П. Нелинейная динамика процесса резания // СТИН. 2012. № 1. С. 6 – 12.
10. Козочкин М. П. Особенности автоколебаний при резании металлов // Вестник машиностроения. 2012. № 12. С. 62 – 66.
11. Козочкин М. П. Устойчивость процесса резания // Вестник машиностроения. 2013. № 2. С. 78 – 82.
12. Козочкин М. П. Влияние динамических характеристик станочных узлов на вибрации при резании // СТИН. 2014. № 2. С. 4 – 9.
13. Анищенко В. С. Аттракторы динамических систем // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 1997. Т. 5. № 1. C. 109 – 127.
14. Новое в синергетике. Загадки мира неравновесных структур. М.: Наука, 1996. 263 с.
15. Козочкин М. П., Миков И. Н., Ивлева Л. П. Особенности динамики лезвийной обработки минералов // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 2. С. 308 – 314.
16. Подураев В. Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. 350 с.
17. Жарков И. Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. Л.: Машиностроение, 1986. 184 с.
18. Талантов Н. В. Физические основы процесса резания, изнашивания и разрушения инструмента. М.: Машиностроение, 1992. 240 с.
19. Исаев А. В., Козочкин М. П., Порватов А. Н. Информационно-измерительная система контроля вибраций при металлообработке // Метрология. 2011. № 8. С. 18 – 25.
20. Козочкин М. П., Сабиров Ф. С., Маслов А. Р., Завгородний В. И. Виброакустическое диагностирование инструмента в процессе резания // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2010. № 2. С. 44 – 47.
21. Козочкин М. П., Маслов А. Р., Порватов А. Н. Информационно-измерительные и управляющие системы силовых и виброакустических параметров // Измерительная техника. 2015. № 8. С. 5 – 9.
1. Kudinov V. A. (1967). Dynamics of machine tools. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
2. Anishchenko V. S. (1990). Complex oscillations in simple systems. Moscow: Nauka. [in Russian language]
3. Levina G. A. (2009). Elements of analytical mechanics and oscillation theory: textbook. Part 2. Chelyabinsk: Centr YuUrGU. [in Russian language]
4. Kozochkin M. P., Sabirov F. S. (2009). Attractors in cutting their future use in diagnostics. Measurement Techniques, 52, pp. 166-171.
5. Tlustyi I. (1956). Self-oscillations in machine tools. Moscow: Mashgiz. [in Russian language]
6. Chernogorov E. P. (2013). Oscillations of mechanical systems: a course of lectures. Chelyabinsk: Centr YuUrGU. [in Russian language]
7. Yablonskiy A. A., Noreiko S. S. (1975). Course of the oscillations theory. Moscow: Vysshaya shkola. [in Russian language]
8. Kozochkin M. P., Porvatov A. N. (2014). Influence of adhesion bonds in frictional contact on a vibroacoustic signal and self-oscillation. Trenie i iznos, 35(5), pp. 575-583. [in Russian language]
9. Kozochkin M. P. (2012). Nonlinear dynamics of the cutting process. STIN, (1), pp. 6-12. [in Russian language]
10. Kozochkin M. P. (2012). Peculiarities of autooscillations in metal cutting. Vestnik mashinostroeniya, (12), pp. 62-66. [in Russian language]
11. Kozochkin M. P. (2013). Stability of the cutting process. Vestnik mashinostroeniya, (2), pp. 78-82. [in Russian language]
12. Kozochkin M. P. (2014). Influence of dynamic characteristics of machine components on vibration during cutting. STIN, (2), pp. 4-9. [in Russian language]
13. Anishchenko V. S. (1997). Attractors of dynamic systems. Izvestiya vuzov. Prikladnaya nelineinaya dinamika, 5(1), pp. 109-127. [in Russian language]
14. New in synergetics. Mysteries of the world of nonequilibrium structures. (1996). Moscow: Nauka. [in Russian language]
15. Kozochkin M. P., Mikov I. N., Ivleva L. P. (2009). Features of dynamics of blade processing of the minerals. Gornyi informacionno-analiticheskij byulleten', (2), pp. 308-314. [in Russian language]
16. Poduraev V. N. (1970). Cutting with vibrations. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
17. Zharkov I. G. (1986). Vibrations during processing with a blade tool. Leningrad: Mashinostroenie. [in Russian language]
18. Talantov N. V. (1992). The physical basis of the process of cutting, wear and tear of the tool. Moscow: Mashinostroenie. [in Russian language]
19. Isaev A. V., Kozochkin M. P., Porvatov A. N. (2011). Information-measuring system for monitoring vibration in metalworking. Metrologiya, (8), pp. 18-25. [in Russian language]
20. Kozochkin M. P., Sabirov F. S., Maslov A. R., Zavgorodniy V. I. (2010). Vibroacoustic diagnosis of the tool in the process of cutting. Spravochnik. Inzhenernyi zhurnal, (2), pp. 44-47. [in Russian language]
21. Kozochkin M. P., Maslov A. R., Porvatov A. N. (2015). Information-measuring and control systems of power and vibro-acoustic parameters. Izmeritel'naya tekhnika, (8), pp. 5-9. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 350 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2018.06.pp.056-063
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 350 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2018.06.pp.056-063
and fill out the form
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»