ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ КОНТАКТНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАГОТОВКИ И ИНСТРУМЕНТА НА ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТОКАРНОГО СТАНКА
DOI:
https://doi.org/10.20535/2305-9001.2016.77.80469Keywords:
токарный станок, шпиндельный узел, динамическая модель, частоты собственных колебаний, эксперимент, численное моделированиеAbstract
Разработана динамическая модель упругой системы токарного станка с учетом контактного взаимодействия заготовки и инструмента. Получены аналитические зависимости для расчета частот собственных колебаний упругой системы станка при учете процесса резания в виде дополнительной упругой связи в месте контакта заготовки и инструмента. Представлена методика расчета жесткости этой связи с учетом упругих смещений заготовки и инструмента. На токарно-винторезном станке мод. 16Б05П экспериментально определены частоты собственных колебаний шпинделя с закрепленной в патроне заготовкой без ее поджатия резцом и при пяти вариантах поджатия на разных вылетах. Для этого же станка и таких же условий взаимодействия заготовки с резцом проведено численное моделирование частот собственных колебаний упругой системы станка. Результаты моделирования соответствуют экспериментальным значениям частот собственных колебаний и достаточно точно отражают тенденции их изменения при изменении массо-инерционных характеристик заготовки и условий ее взаимодействия с резцом. Это подтверждает целесообразность учета процесса резания в замкнутых динамических моделях металлорежущих станков в виде дополнительной упругой связи в месте контакта заготовки и инструмента
References
Lin, C.-W., Lin, Y.-K., and Chu, C.-H. (2013), Dynamic models and design of spindle-bearing systems of machine tools: A review, International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, vol. 14 (March), pp. 513-521.
Kudinov, V.A. (1967), Dinamika stankov, Mashinostroenie, Moscow, Russian.
Gusev, V.V., Kalafatova, L.P. and Olejnik, S.Ju. (2011), Obosnovanie raschetnoj shemy dlja issledovanija dinamicheskogo sostojanija tehnologicheskoj sistemy almazno-abrazivnoj obrabotki tonkostennyh obolochek iz sitalla, Suchasnі tehnologії v mashinobuduvannі, Izd-vo NTU "HPI", Har'kov, Ukraina, pp. 14-23.
Ivanov, O.I., Drachev, O.I. and Granchenko, D.V. (2013), Chislennye i jeksperimental'nye issledovanija dinamicheskih javlenij processa mehanicheskoj obrabotki malozhestkih valov, Vektor nauki Tol'jattinskogo gosudarstvennogo universiteta vol. 2 (24). pp. 144-148.
Danylchenko, M.A. (2016), Uchet processa rezanija v dinamicheskih modeljah shpindel'nyh uzlov metallorezhushhih stankov, Nadіjnіst' іnstrumentu ta optimіzacіja tehnologіchnih sistem. Zbіrnik naukovih prac', Kramators'k, Ukraina vol. 38, pp. 99-104.
Abele, E., Altintas, Y. and Brecher, C. (2010), Machine Tool Spindle Units, CIRP Annals-Manufacturing Technology, vol.59, No. 2, pp.781-802.
Danylchenko, Ju.M., Dorozhko, A.O. and Petryshyn, A.I. (2014), Issledovanie dinamicheskih harakteristik mehanicheskoj sistemy «shpindel'nyj uzel», Vestnik MGTU «Stankin», no 1 (28), pp. 81-91.
Biderman, V.L. (1972), Prikladnaja teorija mehanicheskih kolebanij: Ucheb. posobie dlja vtuzov. Mashinostroenie, Moscow, Russian.
Ivovich, V.A. (1981), Perehodnye matricy v dinamike uprugih sistem, Spravochnik, Mashinostroenie, Moscow, Russian.
Petrakov, Ju.V. and Drachev, O.I. (2011), Modelirovanie processov rezanija, uchebnoe posobie, Staryj Oskol, TNT.
