Подавление регенеративных автоколебаний при фрезеровании тонкостенного элемента детали концевыми цилиндрическими фрезами

Abstract

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.03.01 – процессы механической обработки, станки и инструменты. Национальный технический университет "Харьковский политехнический институт", Харьков, 2016. Диссертационная работа посвящена выявлению основных закономерностей влияния косоугольности и разнонаклонности зубьев концевой цилиндрической фрезы на повышение ее виброустойчивости и качество обработанной поверхности при фрезеровании тонкостенного элемента детали. Показано, что при изучении динамики процессов резания необходимо учитывать не только силы резания, но и силы упругости, демпфирования и инерционные силы, а также собственные частоты колебаний как инструмента, так и обрабатываемой детали. Конструкция измерительного стенда и система оценивания результатов позволяют определять закон движения тонкостенного элемента детали под действием всех видов сил. Разработанная конструкция 4–зубой экспериментальной концевой цилиндрической фрезы с регулируемым углом наклона каждого зуба позволила определить влияние косоугольности и разнонаклонности зубьев на вибрационные процессы, возбуждаемые при фрезеровании. Проведены исследования по определению влияния цилиндрической и плоской ленточки на задней поверхности зуба на подавление регенеративных автоколебаний. Установлено, что плоская ленточка на задней поверхности оказывает существенное положительное влияние на снижение параметра размаха автоколебаний R2. Механизм подавления автоколебаний в данном случае связан с изменением условий трения между задней поверхностью зуба фрезы и поверхностью резания. В работе приведены результаты сравнительных исследований по одновременному влиянию на подавление автоколебаний применения фрез с разнонаклонными режущими зубьями, у которых на задней поверхности заточена плоская ленточка. Заточка ленточки на задней поверхности разнонаклонных зубьев позволяет дополнительно уменьшить размах автоколебаний. При высоких скоростях фрезерования, когда автоколебания вырождаются, применение фрез с разнонаклонными зубьями не эффективно.The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.03.01 – machining processes, machines and tools. National Technical University "Kharkiv Polytechnic Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is sanctified to the exposure of basic conformities to law of influence of oblique–angledness and differently inclined points of end–capping cylindrical milling cutter on the increase of her vibration stability and quality of a treat surface at milling of the thin–walled element of detail. Construction of measuring stand and system of evaluation of results, and also the worked out construction of experimental end–capping cylindrical milling cutter with the managed angle of slope of every tooth allowed to define influence of oblique–angledness and differently inclined points on the oscillation processes excited at milling. On results the conducted experiments qualificatory correlation is set forth distinguished speed zones of vibrations of the thin–walled element of detail. It is set that increase of angle of slope of cutting edge w from 30° to 45° promotes vibrofirmness of process of the cylindrical milling. The turn of axis of rotation of milling cutter positively influences on the regenerative oscillation damping and reduces the parameter Ra of rejection of profile of a treat surface. A flat ribbon on a back surface renders substantial influence on the decline of parameter of scope of self–excited oscillations R2. Sharpening of ribbon on the back surface of differently inclined points allows additionally to decrease the scope of self–excited oscillations. At high–speeds of milling, when self–excited oscillations degenerate, application of milling cutters with differently inclined points is not effective.