89 / 530
Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3
Инновационные технологии
в машиностроении
____________________________________________________________________
89
операций механической обработки не позволяет проводить анализ устойчивости
технологической системы при изменении её параметров (динамические колебания
параметров режущего инструмента,
заготовки,
узлов станка,
станочного
приспособления, вспомогательной оснастки и других элементов технологической
системы). Известно, что процессы механической обработки не являются
стабильными, нестабильны и параметры всех элементов технологической системы.
Поэтому для обеспечения стабильности параметров качества деталей,
изготавливаемых методами механической обработки необходимо использование
динамических моделей, прогнозирующих технологические параметры, которые
оптимальны и обеспечивают устойчивость выполнения технологической операции.
Современные прикладные объектно-ориентированные программные пакеты (CAMeL-
View, RecurDyn, ANSYS) позволяют произвести разработку модели технологической
системы (станок,
приспособление,
инструмент,
деталь) с возможностью
программного управления её движениями. Для решения этих задач может быть
использован пакет прикладных программ RecurDyn, который широко применяется
для создания моделей различных механических систем, их анализа и оптимизации
конструкции, и использует идеологию визуального объектно-ориентированного
программирования [2]. Это объясняется функциональными возможностями 3D
моделирования и наличием полного спектра средств инженерного анализа.
Моделирование напряжений, деформаций, частот собственных колебаний,
момента инерции, амплитудно-частотных характеристик и других параметров,
характерных для процесса механической обработки резанием, осуществляется
компьютерным исследованием объемных твердотельных моделей режущего
инструмента, заготовки и других элементов технологической системы.
Методика экспериментального исследования
Твердотельная модель сборной торцовой фрезы и заготовки создавалась с
помощью программы SolidWorks Version 2014. На рисунке 1 показаны модель
торцовой фрезы с цилиндрическими вставками (демпфирующими элементами) из
резины для регулирования жесткости и модель обрабатываемой стальной заготовки.
Конструкция данной сборной торцовой фрезы разработана на кафедре «технология
машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова и защищена патентом РФ (патент на
изобретение № 2559078).
Для моделирования динамического состояния сборной торцовой фрезы при
резании стальной заготовки использовался программный комплекс RecurDyn
V8R3(рис. 2) [3].
Торцовая фреза и стальная заготовка моделируются как твердые тела, массово-
геометрические характеристики которых определяются по задаваемым
пользователем размерам и плотности материала.
Силы, действующие на режущие пластинки фрезы в процессе резания,
определяются в инерциальной системе отсчета в блоке Force (упругую силу Spring с
задаваемой жесткостью и демпфированием, силу Axial, действующую в задаваемом
направлении и описываемой аналитическим выражением и др.) (рис. 3) [1].