Забезпечення динамічної якості технологічної обробної системи при точінні

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.08 – Технологія машинобудування. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2021. В дисертаційній роботі вирішена важлива науково-практична задача підвищення якості токарного оброблення шляхом удосконалення технології прогнозування і гасіння регенеративних коливань. Ця технологія базується на використанні результатів моделювання динамічної взаємодії ТОС з процесом різання з урахуванням обробки за слідом. На відміну від попередніх досліджень методів і засобів гасіння регенеративних коливань, для опису взаємодії пружної ТОС з процесом різання запропоновано застосувати модель відносних коливань інструмента в 3D просторі. В моделі враховано вплив природних зворотних зв'язків між пружною ТОС і процесом різання на зміну глибини, подачі і швидкості різання. Вперше вплив оброблення за слідом введено в модель за двома напрямками - глибиною різання і подачею, що дозволило отримати характеристики просторового руху інструмента відносно заготовки як функцію зміни припуску, безпосередньо пов’язану із керованими параметрами режимів різання. Для вибору форми представлення пружної ТОС, було проведене теоретичне і експериментальне дослідження впливу контактної взаємодії заготовки з інструментом при точінні на формування динамічних характеристик пружної ТОС із використанням динамічної моделі токарного верстата як складної механічної коливальної системи шпиндель-заготовка-супорт з урахуванням контактної взаємодії заготовки з інструментом і описом складових елементів розподіленими моделями. Результати дослідження довели адекватність представлення пружної ТОС в моделі динамічної взаємодії з процесом різання у вигляді одномасової системи із пружними і дисипативними характеристиками, визначеними експериментально. Порівняння результатів моделювання і експериментальних досліджень стосовно змінності значень частот власних коливань пружної ТОС при поздовжній подачі різця, відповідності спектральних характеристик профілограм оброблених поверхонь і вільних коливань елементів ТОС, а також суттєве зменшення шорсткості обробленої поверхні при застосуванні опції SSV на верстаті ST-30 фірми HAAS (USA) з теоретично визначеними параметрами амплітуди і періоду зміни частоти обертання шпинделя, свідчать про адекватність розроблених математичних моделей і ефективність їх застосування для визначення параметрів опції SSV на токарних верстатах з ЧПК.