Simulation of the machined surface after end milling with self-oscillations

Abstract

В авіаційній промисловості широко поширена обробка тонкостінних деталей. Переважно вона виконується кінцевими фрезами і при чорновому фрезеруванні супроводжується автоколиваннями. Вони негативно впливають на якість обробленої поверхні. Тому важливим є її моделювання з урахуванням динаміки процесу фрезерування для прогнозування точності. У ранніх роботах авторів визначено механізм формування профілю обробленої поверхні. При цьому за основу взята ідентичність форми поверхні різання і осцилограми коливань деталі при фрезеруванні. У формоутворенні обробленої поверхні при зустрічному фрезеруванні з автоколиваннями бере участь перша хвиля автоколивань, при попутному фрезеруванні - остання хвиля. Зміна відстаней вирізаних западин до положення пружної рівноваги деталі періодично повторюється від найбільшого значення до найменшого. На підставі цього, при моделюванні кроку хвилястості обробленої поверхні після зустрічного фрезерування, необхідно знати величину подачі і кількість різів, що зроблено інструментом від найбільшої до найменшої западини. При моделюванні обробленої поверхні після попутного фрезерування треба знати довжину поверхні різання. Вона розраховується на підставі швидкості різання і часу формування поверхні різання. Формула для визначення кроку хвилястості після попутного фрезерування отримана з урахуванням подачі інструменту. Висота хвилястості обробленої поверхні після зустрічного і попутного фрезерування визначається як різниця між найбільшою і найменшою западинами. Для визначення розмірів кроку і висоти хвилястості отримано формули по перетворенню електричних і часових величин осцилограм в лінійні. Ці формули також дозволяють визначати ділянки осцилограми з коливаннями деталі при різанні і отримані при цьому ділянки поверхні на профілограмі. Методики моделювання оброблених поверхонь перевірялися після зустрічного і попутного фрезерування з автоколиваннями. При цьому порівнювалися крок і висота хвилястості на профілограмі і розраховані за результатами вимірювань осцилограм. На підставі їх аналізу виведені уточнені формули для розрахунку висоти хвилястості. Похибка між результатами вимірювань кроку і висоти хвилястості і розрахованими значеннями знаходиться в межах 6%.