МЕТОД РОЗРАХУНКУ СИЛ РІЗАННЯ МОДЕЛЮВАННЯМ CAD СИСТЕМОЮ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ЗРІЗУ РАДІУСНИМИ ФРЕЗАМИ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.62(2).2021.249130Ключові слова:
фрези з радіусною твірною, твердотільне моделювання, CAD системи, API додаток, пружні деформації у ході процесу різання, векторне підсумовування сил різанняАнотація
Точність обробки поверхонь складного профілю значною мірою залежить від обраної стратегії обробки, яка дозволить створити на інтервалах програмної траєкторії інструменту однакові, у певних межах, силові характеристики процесу формоутворення. У цьому випадку з'являється можливість включити до програми керування верстатами з CNC модулі підналагодження, які формують на окремих ділянках, векторні значення поправок, що залежать від пружних деформацій процесу різання. Тому особливо важливо знати модуль і напрямок результуючого вектору сил різання, який не обов'язково збігається з напрямом подачі.
Метою даної роботи є створення методу розрахунку сил різання моделюванням CAD системою геометричних параметрів зрізу, фрезою з нелінійною твірною. Твердотільне моделювання процесу побудовано на основі булевих операцій «перетину» та «віднімання» 3D об'єктів: зубів радіусної фрези з гвинтовою різальною крайкою та заготовки, що «переміщується» зі швидкістю подачі. Інструментом для реалізації цього методу є програмний модуль, створений на основі API функцій, вхідними даними для якого є: 3D інструмент та заготовка, а також рівняння траєкторії її переміщення під час руху врізання на дискретне значення подачі. Орієнтація на властивості API додатка дає можливість моделювати різні траєкторії під час обробки поверхонь складного профілю, наприклад, гвинтові або трохоідальні. У перспективі можливо враховувати в моделі процеси пластичної деформації в зоні стружкоутворення підключенням зовнішніх модулів.
У ході проведених досліджень фрезерування кінцевими радіусними фрезами з гвинтовою різальною крайкою, коли два або більше зубів знаходяться в межах дуги контакту було встановлено шляхом 3D моделювання, який товщини і ширини шар зрізає кожен із зубів у процесі подачі на оберт. Отже, в процесі формоутворення присутні різні за напрямом і модулем змінні нормальні та тангенціальні сили різання у функції від кута повороту фрези. Тому прийняте в теорії різання поняття «окружна сила на фрезі», як постійна складова процесу, може стати суттєвою причиною помилки при розгляді найважливіших питань механізму збудження різних за своєю природою коливань, що виникають у зоні обробки.
Посилання
O. Rott, D. Homberg, C. Mense, A comparison of analytical cutting force models. Preprint no. 1151, WIAS, Berlin, 2006. 23 p.
Spravochnik tekhnologa-mashinostroitelya: v 2-kh t.. Red.: A. M. Dal'skiy, A. G. Kosilova, R. K. Meshcheryakov, A. G. Suslov. 5-ye izd., ispr. Moscow, USSR: Mashinostroyeniye, 2003, vol.1. 912 p. (in Russian)
GARANT. Machining Handbook. [Online]. Available: www.garant-tools.com
Catalog KORLOY 2013. Metal-cutting tools and tooling. Cutting tool. [Online]. Available: http://www.korloy.com/ru/download/cata.do
Yu. N. Vnukov, A. G. Sarzhinskaya, “Osobennosti rascheta sostavlyayushchikh sily rezaniya pri tortsevom frezerovanii sfericheskimi frezami”, Sbornik nauchnykh rabot NTU «KHPI»: Suchasní tekhnologíí̈ v mashinobuduvanní, no. 5, NTU «KHPI», 2010. (in Russian)
Yu. A. Rozenberg, S. I. Takhman, Sily rezaniya i metody ikh opredeleniya. Uchebnoye posobiye: CH.1. Obshchiye polozheniya. Kurgan, RF: KMI, 1995. (in Russian)
V. I. Feodos'yev, Soprotivleniye materialov: Uchebnik dlya vtuzov. 9-ye izd., pererab. Moscow, USSR: Nauka, 1986. (in Russian)
M. F. Poletika, “Vliyaniye svoystv obrabatyvayemogo materiala na protsess struzhkoobrazovaniya”, Vestn. Mashinostroyeniya, no. 7, pp. 45-48, 2001. (in Russian)
Ye. M. Trent. Rezaniye metallov. Moscow, USSR: Mashinostroyeniye, 1980. (in Russian)
A. M. Rozenberg, A. N. Yeremin, “Otnositel'nyy sdvig”, in Elementy teorii protsessa rezaniya metallov. Moscow, USSR: Mashgiz, 1956, 320 p., p. 14. (in Russian)
V. S. Kushner, O. YU Burgonova, Teoriya struzhkoobrazovaniya: monografiya. Omsk, RF: Izd-vo OmGTU, 2011. (in Russian)
M. F. Poletika, Kontaktnyye nagruzki na rezhushchikh poverkhnostyakh instrumenta. Moskva, USSR: Mashinostroyeniye, 1969. (in Russian)
N. S. Svirnevskiy, Razrabotka prilozheniy dlya produktov Autodesk: Uchebnoye posobiye. Khmel'nitskiy, Ukraí̈na: KHNU, 2017. (in Russian)
A. I. Leshchenko, “Raschetno-graficheskoye 3D modelirovaniye ploshchadey sreza i silovykh zavisimostey pri obrabotke kontsevymi frezami”, in Х Vseukr. nauk..-tekhn. konf z mizhnarodnoyu uchastyu. Protsesy mekhanichnoyi obrobky, verstaty ta instrument, Derzhavnyy universytet «Zhytomyrsʹka politekhnika», Zhytomyr, pp. 137-139, 2019. (in Russian)
O. I. Leshchenko, “Modelyuvannya tochnosti obrobky skladno-profilʹnykh poverkhonʹ za dopomohoyu CAD/CAE system”, in IХ Mizhnarodniy naukovo-tekhnichniy konf., Lʹviv-Play. Lʹviv, 2020, pp. 111–113. (in Ukrainian)
G. N. Polozhiy, Matematicheskiy praktikum. Moscow, USSR: Izd-vo fiz.-mat. lit, 1960 (in Russian)
Надійшла до редакції
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
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.
