АНАЛІТИЧНА МОДЕЛЬ РУХУ ОБ’ЄКТІВ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ КОНТУРНОГО ФРЕЗЕРУВАННЯ МЕТАЛІВ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.58(2).2019.189414Ключові слова:
траєкторії руху об’єктів, контурне фрезерування, фантомний рух, негативні технологіїАнотація
Вступ. У статті йдеться про актуальну проблему, яка виникає при механічній обробці металів, тобто створення аналітичного супутнього опису технологічних процесів обробки різанням. Розглянуто вплив основних напрямків фізики металообробки на точність виготовлення прецизійних деталей приладів. Аналізуючи весь перелік проблем, пов’язаних з аналітичним описом процесу механічної обробки металів, необхідно визначити низку теоретичних засад металообробки. Отже, доведено, що врахування реальних координат траєкторій руху об’єктів технологічного процесу механічної обробки металів надає можливості підвищення точності обробки деталі.
Основна частина. Вирішуємо задачу руху твердого тіла (інструмента) у твердому тілі (деталі), тобто маємо типово негативну технологію. Процес негативної технології відбувається зі знищенням надлишкового матеріалу аж до поверхні деталі. Для фрезерної обробки вводиться низка понятійних траєкторій, які вважаються нормалізованими. Оскільки всі інструменти та деталі або заготовки мають свою панданну зону, то у траєкторіях руху об’єктів завжди враховується це явище у вигляді еквідістанти.
Аналізуючи всі види металообробки, можна зробити один досить вагомий висновок, а саме, що надлишковий матеріал руйнується у три основних способи. Визначено елементарні способи руйнації речовини та відповідні їм рухи інструменту, тобто: лінійна руйнація; кільцева руйнація; руйнація у формі диску. Процес негативного технологічного процесу відбувається за умови, що твердість інструмента та його динамічні властивості перевищують аналогічні параметри матеріалу деталі. При цьому панданний об’єм зруйнованого матеріалу значно більший за об’єм зруйнованої частини матеріалу заготовки деталі. Відбувається це внаслідок значного зростання шорсткості окремих часточок зруйнованого матеріалу. Для проведення аналітичного дослідження ми приймаємо низку умов, які відкидають вторинні ознаки. Проведено моделювання взаємного руху різального інструмента і деталі при контурному фрезеруванні. Створені формалізовані моделі контурної фрезерної обробки надають опис фантомного руху інструменту та заготовки під час виготовлення деталі.
Висновки. Розглянуто ідеалізовані формалізовані моделі руху технологічних об’єктів під час контурного фрезерування. Ці моделі надають можливість дослідити основні засади причин утворення похибок, оскільки являють собою ідеалізовані траєкторії відносно реальних технологічних операцій. Попри ці дослідження контурного руху інструмента існують явища, які супроводжують металообробку, як супутні, і яким теж необхідно приділяти увагу. Таким супроводжуючим явищем є панданна зона різального інструменту. Подальшими необхідними дослідженнями є створення моделей руху цієї панданної зони в просторі деталі, що надає можливості вдосконалення траєкторії контурного руху різального інструмента, а таким чином підвищення точності виготовлення прецизійних деталей.
Посилання
Andrzej Wieczorek, Rafal Burdzik, Piotr Folega and Lukasz Konieczny, “Modern trends in diagnostics of technical condition of material handling equipment drives”, Journal of Measurements in Engineering, Vol. 1, Is. 3, pp. 143-147, 2013.
S.A. Zelinskiy, Yu.A. Morozov, Yu.A. Serebriy. “Mathematical model of process of contour milling of nonrigid details”, Pratsi Odesʹkoho politekhnichnoho universytetu, Is. 1(45), pp. 28-33, 2015. [in Russian]
Farbod Akhavan, Niaki Laine Mears, “A comprehensive study on the effects of tool wear on surface roughness, dimensional integrity and residual stress in turning IN718 hard-to-machine alloy”, Journal of Manufacturing Processes, Vol. 30, (December 2017), pp. 268-280. https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2017.09.016
E. J. A. Armarego, R. H. Brown. The machining of metals. Prentice-Hall, Technology & Engineering, 437 pages, 1969.
G.S. Tymchik, V.I. Skytsiouk, M.A. Weintraub, T.R. Klotchko. Zasoby kontrolyu protsesiv mekhanoobrobky nadtochnykh detaley. Kyiv, Ukraine: NTUU «KPI», 2011. [in Ukrainian]
D. R. Koehler, “Geometric-distortions and physical structure modeling”, Indian J. Phys., 87: 1029, 2013. DOI:10.1007/s12648-013-0321-5.
G.S. Tymchik, V.I. Skytsiouk, T.R. Klotchko. Teoriya biotekhnichnykh obʺyektiv. Tom 1. Uzahalʹneni vlastyvosti biotekhnichnoho obʺyekta. Kyiv, Ukraine: NTUU"KPI", VPK "Politekhnika", 2016. [in Ukrainian]
R.E. Safragan, A.E. Polonskiy, G.E. Taurit. Ekspluatatsiya stankov s chislovym programmnym upravleniyem. Kyiv, Ukraine: Tekhníka, 1974. [in Russian]
V.I. Skytsiouk, T.R. Klotchko, “Vyznachennya koordynaty uyavno-realʹnoyi poverkhni mezhovoyi pandannoyi zony obʺyekta. Chastyna 1”, BULLETIN of NTUU “KPI”. Series INSTRUMENT MAKING , Iss. 53(1),.pp. 49-56, 2017. [in Ukrainian]
V.I. Skytsiouk, T.R. Klotchko, “Vplyv tekhnolohichnoho fantomu tochnosti vyhotovlennya detaley u pryladobuduvanni”, BULLETIN of NTUU “KPI”. Series INSTRUMENT MAKING, Iss. 53(1), pp. 69-77, 2017. [in Ukrainian]
I.N. Bronstein, K.A. Semendyaev. Spravochnik po matematike. Moscow, USSR: Nauka, 1967 [in Russian]
Andre Angot. COMPLEMENTS DE MATHEMATIQUES à l'usage des ingénieurs de l'électrotechnique et des télécommunications, Paris, 778, 1957.
Granino A. Korn, Theresa M. Korn. Mathematical Handbook for Scientists and Engineers: Definitions, Theorems, and Formulas for Reference and Review (Dover Civil and Mechanical Engineering). 2 Revised Edition, 1152, 2000.
V.Grenvil' i N. Luzin. Kurs diferentsial'nogo i integral'nogo ischisleniy. Chast' 1. Differentsial'noye ischisleniye, izd. 5-ye. Moskva-Leningrad, SSSR: Ob"yedinennoye nauchno-tekhn. izd-vo NKTP SSSR, Glavn. Red. Tekhn.-teoret. lit-ry, 1937 [in Russian]
G.S. Tymchik, V.I. Skytsiouk, T.R. Klotchko. Theory of biotechnical objects. Volume 2. Dynamics of object interactions. Kyiv, Ukraine: Interdruck LTD, 2017 [in Ukrainian]
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
