Формирование силовой последовательности в процессе фрезерной обработки древесины на копировально-фрезерных станках

Автор: Чукарин Александр Николаевич, Голосной Сергей Владимирович

Журнал: Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu

Рубрика: Машиностроение и машиноведение

Статья в выпуске: 2 (89) т.17, 2017 года.

Бесплатный доступ

Введение. Анализ научных работ показывает актуальность данной темы, т. к. не обнаружены публикации, посвященные определению спектральных составляющих силовой последовательности от процесса фрезерования, что затрудняет анализ моделей возбуждения шума и вибрации. Значительную проблему представляет превышение допустимых уровней шума, возникающего из-за высоких частот вращения инструмента. Наиболее высокие частоты вращения отмечены при работе копировально-фрезерных станков. В нормативах режимов резания на обработку древесины задается только амплитуда силового воздействия, что затрудняет определение спектров шума. Данная научная работа посвящена определению параметров силовой последовательности, возникающей при фрезеровании древесины цилиндрическими фрезами. Материалы и методы. В процессе научных изысканий были использованы методы теории резания, спектрального анализа, статистической обработки. Методы расчета уровней шума и вибрации в значительной степени определяются заданием силового воздействия в функции времени. Результаты исследования. В результате проведенного исследования определены и уточнены: закономерности формирования сил при фрезеровании; правила распределения сил по проекциям; закономерности изменения величины срезаемого припуска при фрезеровании. Обсуждение и заключения. Построенная математическая модель динамики процесса фрезерования и разработанное на ее основе программное обеспечение позволяют оценивать уровни звукового давления, создаваемые как режущим инструментом, так и корпусом шпиндельной бабки. Данное звуковое давление фактически определяет превышение уровней шума над предельно допустимыми значениями.

Еще

Фрезерование, обработка древесины, силовое воздействие

Короткий адрес: https://sciup.org/14250286

IDR: 14250286   |   УДК: 62-784.9:   |   DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-2-79-87

Power sequence definition under woodworking milling on contour-milling machines

Introduction. The analysis of the research papers shows the relevance of this topic, since there are no publications devoted to the determination of the spectral components of the power sequence of the milling process which makes it difficult to analyze models of the noise and vibration excitation. The noise exposure limits excess due to the high tool speed presents a critical problem. The highest speed is observed when the copy milling machines are operated. In the cutting conditions standards, only the power action amplitude is specified for woodworking which makes it difficult to determine the noise spectra. This study is devoted to determining parameters of the power sequence arising under the circular moulding. Materials and Methods. Methods of the cutting theory, spectral analysis, and statistical processing are used in the course of this study. Techniques of the noise and vibration levels analysis are largely determined by specifying the power action as a time function. Research Results. As a result of the conducted research, the mechanism of the force generation under milling; rules of the forces distribution over the projections; and patterns of variation in the cut-off allowance under milling are determined and specified. Discussion and Conclusions. The constructed mathematical model of the milling process dynamics and the software developed on its basis make it possible to evaluate the sound pressure levels created by both the cutting tool and the spindle case. This sound pressure actually determines the excess of noise levels over the maximum permissible values.

Еще

Список литературы Формирование силовой последовательности в процессе фрезерной обработки древесины на копировально-фрезерных станках

  • Новоселов, В. Г. Экспериментальное исследование изменения шероховатости обработанной поверхности в процессе фрезерования древесины/В. Г. Новоселов, И. Т. Рогожникова//Лесной журнал. -2011. -№ 6. -С. 70-75. -(Известия высших учебных заведений).
  • Батуев, В. В. Расчет толщины срезаемого слоя при фрезеровании пространственно-сложных поверхностей, имеющих ступенчатый припуск/В. В. Батуев//Известия Челябинского научного центра УрО РАН. -2006. -№ 3. -С. 119-123.
  • Хайдер, А. М. Исследование и разработка процесса фрезерования декоративных элементов мебели на станках с ЧПУ/А. М. Хайдер, В. С. Петровский, А. А. Грибанов//ФЭС: Финансы. Экономика. Стратегия. -2012. -№ 2. -С. 53-56.
  • Козлов, А. М. Методика подбора оптимальных режимов обработки для минимизации виброскорости при фрезеровании/А. М. Козлов, Е. В. Кирющенко//Современные фундаментальные и прикладные исследования. -2012. -№ 1-4. -С. 32-38.
  • Богачев, А. Н. Нагрузка, действующая на консоль ротора при фрезеровании/А. Н. Богачев, С. Н. Мухина//Вологдинские чтения. -2010. -№ 78. -С. 98-100.
  • Цаплин, П. В. Анализ стружкообразования при фрезеровании композиционных плит двухподвижной винтовой фрезой/П. В. Цаплин, А. Г. Ермолович, В. А. Меновщиков//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. -2010. -№ 1. -С. 129-132.
  • Свинин, В. М. Управление регенеративными автоколебаниями при фрезеровании на основе модуляции скорости резания: автореф. дис. … д-ра тех. наук/В. М. Свинин. -Иркутск, 2008. -229 с.
  • Zakovorotny, V. L. Stability of Shaping Trajectories in Milling: Synergetic Concepts/V. L. Zakovorotny, A. A. Gubanova, A. D. Lukyanov//Russian Engineering Research. -2016. -Vol. 36, № 11. -P. 956-964.
  • Zakovorotny, V. L. Parametric Self-Excitation of a Dynamic End-Milling Machine/V. L. Zakovorotny, A. A. Gubanova, A. D. Lukyanov//Russian Engineering Research. -2016. -Vol. 36, № 12. -P. 1033-1039.
  • Заковоротный, В. Л. Использование синергетической концепции для изучения устойчивости формообразующих траекторий попутного фрезерования/В. Л. Заковоротный, А. А. Губанова, А. Д. Лукьянов//СТИН. -2016. -№ 4. -С. 32-40.
  • Заковоротный, В. Л. Условия параметрического самовозбуждения динамической системы фрезерования концевыми фрезами/В. Л. Заковоротный, А. А. Губанова, А. Д. Лукьянов//СТИН. -2016. -№ 6. -С. 10-16.
  • Заковоротный, В. Л. Притягивающие множества при фрезеровании концевыми фрезами/В. Л. Заковоротный, А. А. Губанова, А. Д. Лукьянов//СТИН. -2016. -№ 8. -С. 27-33.
  • Заковоротный, В. Л. Синергетический подход при изучении устойчивости формообразующих траекторий попутного фрезерования боковыми гранями концевых фрез (случай малой скорости резания)/В. Л. Заковоротный, А. А. Губанова, А. Д. Лукьянов//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2016. -Т. 16, № 1 (84). -С. 52-66.
  • Заковоротный, В. Л. Синергетический подход при изучении устойчивости формообразующих траекторий попутного фрезерования боковыми гранями концевых фрез (случай большой скорости резания)/В. Л. Заковоротный, А. А. Губанова, А. Д. Лукьянов//Вестник Дон. гос. техн. ун-та. -2016. -Т. 16, № 2 (85). -С. 32-42.
  • Козлов, А. М. Повышение производительности фрезерования вогнутых поверхностей сложной формы на станках с ЧПУ/А. М. Козлов, Г. Е. Малютин//Вестник машиностроения. -2014. -№ 12. -С. 71-75.
Еще