автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Влияние ускорительной головки планетарного типа на качество обработки при фрезеровании концевыми фрезами

На правах рукописи

□□3451332

ШЕРЕМЕТЬЕВ КОНСТАНТИН ВАСИЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ УСКОРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА НА КАЧЕСТВО ОБРАБОТКИ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ КОНЦЕВЫМИ

ФРЕЗАМИ

Специальность 05.03.01 - «Технологии и оборудование механической и физико-технической обработки»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

з О ОКТ 2008

Москва 2008

003451332

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском государственном технологическом университете «Станкин»

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Хомяков В.С.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Васильев Г.Н.

кандидат технических наук, доцент Досько С.И.

Ведущая организация:

ЗАО ЗЭМ РКК «Энергия»

Защита диссертации состоится «20» ноября 2008 г. в то часов на заседании диссертационного совета Д 212.142.01 в ГОУ ВПО Московском государственном технологическом университете «Станкин» по адресу: 127994, Москва, ГСП-4, Вадковский пер., д. 3-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО Московского государственного технологического университета «Станкин»

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим высылать по указанному адресу в диссертационный совет Д 212.142.01.

Автореферат разослан «19» октября 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.142.01

М.А. Волосова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Для успешной работы современного предприятия в условиях рыночной экономики необходимо максимально повышать эффективность обработки, сохраняя при этом качество выпускаемой продукции. Именно производительность ключевым образом влияет на рентабельность и конкурентоспособность. Использование современных станков и инструмента, правильный выбор технологии и режимов обработки - это области, совершенствование которых существенно скажется на прибыльности. Но в настоящее время большинство отечественных машиностроительных предприятий оснащено морально и физически изношенным станочным парком оборудования, обновлению которого препятствуют ограниченные финансовые ресурсы. Такое оборудование не обеспечивает режимов обработки, необходимых для применения современного твердосплавного инструмента, рассчитанного на высокие скорости резания, и в первую очередь влияющего на качество обработки; отсутствие достаточного количества управляемых координат вынуждает использовать различные приспособления для закрепления заготовки под углом, что приводит к потери времени и точности обработки; малоэффективное охлаждение, или его полное отсутствие снижает стойкость инструмента и производительность обработки. Как следствие -невозможность существования такого производителя на рынке. Поэтому рациональное обновление станочного парка в условиях недостаточных финансовых возможностей является на сегодня важной задачей для многих предприятий в металлообработке.

Альтернативное решение, дающее зачастую эффект не меньший, чем новое оборудование - это модернизация и дооснащение уже существующего, что позволяет существенно расширить его возможности. Под модернизацией станков понимают внесение в их конструкцию отдельных изменений и усовершенствований с целью повышения общего технического уровня до

уровня современных моделей аналогичного назначения (общетехническая модернизация) или для решения конкретных технологических задач производства путем приспособления к более качественному выполнению определенного вида работ (технологическая модернизация). В результате модернизации повышается точность и производительность оборудования, уменьшаются эксплуатационные расходы, снижается брак, а в ряде случаев увеличивается длительность межремонтного периода. Некоторые крупные компании предлагают дать «вторую жизнь» вашему оборудованию, совершенствуя технологические процессы за счет увеличения степени использования современной оснастки.

Существует большое количество разновидностей вспомогательного инструмента, устанавливаемого в шпиндель станка, которые дают возможность получить необходимую скорость резания при обработке фрезами малого диаметра, вести обработку под углом, несколькими режущими инструментами одновременно, эффективно охлаждать рабочую зону, повысить уровень автоматизации, а также надежность производственных процессов. Некоторые из разновидностей такого инструмента показаны на рис. 1.

Рис.1. Примеры сложного вспомогательного инструмента. Однако, несмотря на все положительные стороны использования таких

приспособлений, нельзя забывать, что, применяя их, мы добавляем в несущую

систему станка еще один узел, который содержит стыки, подвижные элементы, обладает массой и собственной податливостью, что оказывает влияние на статические и динамические характеристики несущей системы станка, а, следовательно, и на точность обработки. Кроме того, некоторые вспомогательные инструменты, как в частности, показанная слева на рис.1 ускорительная головка, содержат планетарную передачу, которая может стать источником возмущающих воздействий колебательного характера на динамическую систему станка.

Используя современные методы расчета, можно найти матрицу динамических характеристик несущей системы станка по внешним воздействиям. Однако, сами внешние воздействия (амплитуды и частоты) и точки их приложения можно лишь прогнозировать. Это не позволяет проводить достаточно надежное определение точности обработки только расчетным путем. Необходимость решения этой весьма актуальной задачи требует проведения экспериментальных исследований.

Возможность прогнозировать влияние вспомогательного инструмента на характеристики станка, и в первую очередь на его точность, позволит сделать модернизацию с его помощью максимально эффективной.

Объект исследования. В качестве объекта исследования был использован вертикальный фрезерный обрабатывающий центр Cincinnati мод. CFV 800i, в шпиндель которого поочередно устанавливались ускорительная головка Centreline с передаточным числом 1:4 и силовой прецизионный гидромеханический патрон CoroGrip 392.272HMD-40 20 085 в качестве эталона для получения сравнительных значений.

Цель работы. Исследование влияния вспомогательного инструмента на динамические характеристики станка и точность обработки при фрезеровании на примере применения на шпинделе станка ускорительной головки планетарного типа, а также создание алгоритма принятия технологических решений на основе проведения анализа экспериментальных данных для

эффективного повышения производительности обработки без потери качества изделия.

Методы исследования. Экспериментальные исследования колебаний проводились на станке с помощью лазерного интерферометра Renishaw мод. ML 10 Gold Standard. Данные о колебаниях шпинделя станка обрабатывались затем средствами Matlab и Excel с использованием методов статистического и спектрального анализа. Одновременно в Matlab проводилось математическое моделирование динамических характеристик мультипликатора и характеристик возможных возмущений, создаваемых ими, также были определены собственные частоты колебаний ускорительной головки как упругой динамической системы. Для оценки зависимости качества обработки детали от динамических характеристик станка и в подтверждение результатов, полученных с помощью спектрального анализа, проводились специальные тестовые испытания - фрезерование уступов на заготовке с частотами вращения инструмента, исследованными ранее на холостых ходах.

Обоснованность и достоверность. Обоснованность и достоверность предложенного алгоритма исследования и принятия технологических решений для повышения производительности без потери качества изделия определяется тем, что он базируется на корректном применении классических положений статистического и спектрального анализа к данным, полученным экспериментально на современном оборудовании с помощью новейших измерительных приборов и обработанным с использованием специализированного программного обеспечения. Достоверность полученных расчетным путем результатов также подтверждается проведением практических тестов.

Научная новизна работы состоит в:

установленных экспериментально характеристиках колебаний шпинделя обрабатывающего центра с ускорительной головкой для широкого диапазона частот вращения и аналогичных характеристиках колебаний для шпинделя с прецизионным патроном (в качестве эталона);

установленных экспериментально значениях шероховатости поверхности обработанной детали для широкого диапазона частот вращения шпинделя с использованием ускорительной головки и прецизионного патрона;

- экспериментально установленных связях между средней высотой микронеровностей обработанной поверхности, частотой вращения и пиками на спектрах колебаний шпинделя исследованного станка;

- алгоритме и программном обеспечении, реализующих спектральный анализ колебаний шпинделя и позволяющих находить источники возмущающих воздействий, вызванные вспомогательным инструментом;

- математической модели и программе для определения статических и динамических характеристик ускорительной головки при ее установке в шпиндель станка.

Практическое значение работы:

- создана методика по определению частот вращения шпинделя станка, позволяющая при разработке технологического процесса фрезерования деталей концевыми фрезами обеспечивать высокое качество обработанной поверхности на станках, оснащенных ускорительной головкой;

- экспериментально определена статическая жесткость ускорительной головки CentreLine, установленной в шпиндель станка, что позволяет определить границы ее использования в условиях производства.

Реализация работы.

Результаты работы использованы в проекте повышения эффективности металлообработки на заводе ЗАО ЗЭМ РКК «Энергия» в операции сверления и фрезерования деталей из алюминиевых сплавов на фрезерных станках (см. соответствующий акт, подписанный первым заместителем генерального директора завода Поликарповым Е.Ю.)

Материалы по теме диссертационной работы используются в ГОУ ВПО МГТУ «Станкин» при чтении лекций, выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация результатов исследования. Основные положения и

результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на расширенном заседании кафедры «Станки» ГОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН».

Публикации. По теме диссертации опубликованы 7 печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка литературы из 103 наименований и приложения. Основная часть работы изложена на 125 страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков и 3 таблицы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель, изложены основные научные положения и результаты, выносимые на защиту.

В первой главе проведен обзор и функциональная классификация современного вспомогательного инструмента.

Показано, что применение в производстве вспомогательного инструмента на сегодняшний день является весьма актуальным. Однако выявлено, что подобная технологическая модернизация оборудования не всегда положительно сказывается на качестве обработки, а эффективное внедрение и использование сложного вспомогательного инструмента возможно только на основе тесного взаимодействия экспериментальных исследований с современным динамическим анализом.

Рассмотрены современные методы исследования динамических характеристик станков, получившие широкое распространение: расчетный путь определения этих характеристик на основе метода конечных элементов, частотный анализ вибраций работающего станка, спектральный анализ записей колебаний, возникающих при обработке на станке. Проанализированы основные факторы, влияющие на уровень колебаний инструмента, закрепленного в шпинделе ускорительной головки станка при скоростном фрезеровании.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям колебаний переднего конца корпуса шпиндельной бабки фрезерного

обрабатывающего центра на разных частотах вращения с установленной в шпиндель ускорительной головкой и прецизионным силовым патроном.

В шпиндель вертикального обрабатывающего центра Cincinnati мод. CFV 800i поочередно устанавливались ускорительная головка Centreline с передаточным числом 1:4 и силовой прецизионный гидромеханический патрон CoroGrip 392.272HMD-40 20 085 (последний как эталон для получения сравнительных значений). С помощью лазерного интерферометра Renishaw мод. ML 10 Gold Standard были проведены замеры линейных перемещений переднего конца шпиндельной бабки на разных частотах вращения в диапазоне от 0 до 12800 об/мин. Временной интервал записи каждой реализации - 5 е., дискретность - 0,0002 с. Замеры колебаний проводились на холостом ходу, чтобы отчетливее проявилось влияние элементов вспомогательного инструмента. Проведение эксперимента показано на рис.2.

Рис.2. Проведение эксперимента по измерению колебаний шпинделя станка. Результаты измерений в виде 25000 отсчетов для каждой из реализаций записывали в Excel, а затем преобразовывали в графики колебаний во

9

временной области с помощью программы, написанной в МаЙаЬ. Пример графика для одной из таких реализаций для частоты вращения шпинделя 3200 об/мин (с патроном СогоОпр) приведен на рис.3.

Исходный сигнал ЗНЗЭДЕЫэ

Рис.3. График реализации для частоты вращения шпинделя 3200 об/мин.

Полученный сигнал, как и большинство колебательных процессов, с которыми приходится встречаться в подобных исследованиях, рассматривался как случайный стационарный эргодический процесс. Это позволило каждую реализацию считать достаточно представительной, и в дальнейшем' использовать ее (а не ансамбль реализаций) для вычисления таких характеристик случайного процесса как спектральная плотность.

При обработке результатов эксперимента информация о динамических характеристиках станка со вспомогательным инструментом извлекалась непосредственно из полученных реализаций. Основным приемом здесь ^ выступал спектральный анализ наблюдаемых колебаний, проводимый с использованием преобразования Фурье. Для этого в среде МаИаЬ была написана программа, позволяющая использовать хЬ-реализации колебаний, снятые при разных частотах вращений, для получения соответствующих спектров. На спектрах колебаний упругой системы станка (которая обладает резонансными свойствами), как обычно, могли наблюдаться резкие максимумы (пики) на собственных частотах и на частотах интенсивных циклических возмущений. Пример спектра колебаний для частоты вращения шпинделя п=3200 об/мин приведен на рис.4.

Анализ построенных спектров проведен ниже (в четвертой главе).

х Ю'4 Спектр сигнала SH3200.xls

0 100 200 300 400 500 600 700

Рис.4. Пример спектра колебаний для частоты вращения шпинделя 3200 об/мин.

Для оценки зависимости качества обработки детали от динамических характеристик станка в работе были проведены специальные тестовые испытания - фрезерование участков поверхности на заготовке из стали 45 (твердость НВ 234) цельной твердосплавной концевой фрезой R216.33-06030-АС10Р 1630 Sandvik Coromant диаметром 6 мм с частотами вращения инструмента, исследованными ранее на холостых ходах (рис.5).

Рис.5. Тестовая деталь. Рис.6. Измерение шероховатости.

В первой серии экспериментов фрезу устанавливали в силовой прецизионный патрон, во второй серии - в ускорительную головку. Обработка велась без СОЖ, с подачей 0,03мм на зуб фрезы. Глубина фрезерования составляла 10мм, ширина фрезерования - 1мм, длина каждого прохода - 20мм (достаточная для измерения шероховатости профилометром).

После обработки было проведено измерение профилометром М^оуо (Япония) (рис.6) шероховатости обработанных поверхностей и сравнительный анализ полученных значений средней высоты микронеровностей 11а.

Измерения каждого участка проводились трижды, после чего определялось среднее значение Яа. Результаты по средним значениям приведены в таблице 1. Измерения колебаний при частоте вращения фрезы 12800 об/мин проводились только с ускорительной головкой, так как максимальная частота вращения шпинделя станка, используемого в эксперименте, составляла 8000 об/мин.

Таблица 1.

частота вращения инстр-та минутная подача скорость резания подача на зуб шероховатость Ral (мультипликатор) шероховатость Ra2 (CoroGrip)

об/мин мм/мин м/мин мм мкм мкм

200 18 4 0,03 1,6 1,19

400 36 8 0,03 1,49 1,39

800 72 15 0,03 1,4 1,46

1600 143 30 0,03 1,95 1,39

3200 287 60 0,03 2,14 1,21

6400 578 121 0,03 2,77 1,14

8000 721 151 0,03 1,43 1,2

12800 1156 242 0,03 2,31 -

Ниже на рисунке 7 показан график изменения средних значений шероховатости Ra обработанной поверхности образцов в зависимости от частоты вращения фрезы п и вида используемого вспомогательного инструмента. График имеет две шкалы на оси абсцисс: при использовании мультипликатора частота вращения фрезы п в 4 раза выше частоты пшп вращения шпинделя; при использовании патрона Coro Grip фреза вращается с частотой пШп-

3 2,5 2

«м

«£ и

«а»

* 1,5 я СЙ

1

0,5 О

О 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 П, об/мин 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Пшп, об/мин

■ Мультипликатор а Патрон

Рис.7. График зависимости шероховатости Яа от частоты вращения фрезы и

вида используемого вспомогательного инструмента.

Из рис.7 следует, что, во-первых, значения шероховатости 11а

поверхности, полученной при использовании прецизионного патрона

значительно меньше, чем при использовании ускорительной головки, и, во-

вторых, - для ускорительной головки существует немонотонная зависимость

Яа от частоты вращения шпинделя станка. Последнее свидетельствует, скорее

всего, о наличии вынужденных колебаний, вызванных возмущениями со

стороны элементов планетарной передачи ускорительной головки, которых нет

у прецизионного патрона (остальные условия работы станка не изменялись).

В третьей главе проанализирована конструкция ускорительной головки

для определения источников возмущающих воздействий, связанных с работой

планетарного механизма. Анализ был направлен на определение частот

периодических составляющих кинематической погрешности, источниками

которых являются, как правило, неуравновешенности, эксцентриситеты,

отклонения основного шага, ошибки профиля и волнистость боковой

поверхности зубчатых колес планетарного механизма.

С другой стороны, необходимо было определить собственные частоты

■

■ ■

я V_

» А А ▲ 1 А 1 к

колебаний ускорительной головки как упругой динамической системы.

Чтобы получить информацию о конструкции и параметрах ускорительной головки, была проведена ее разборка и деталировка, по снятым размерам составлен чертеж, кинематическая схема и ЗБ модель, наиболее полно отражающая все массово-габаритные характеристики. Головка и ее элементы показаны на рис.8.

?!

т<

Рис.8. Ускорительная головка и ее элементы. Для решения первой из поставленных задач была проанализирована кинематическая схема ускорительной головки СеШтеЬше (рис.9).

-1-

Рис.9. Кинематическая схема ускорительной головки СеШгеЬте 1:4.

Неподвижное центральное зубчатое колесо 1, связанное с корпусом головки, находится в зацеплении с тремя сателлитами 2, совершающими сложное движение и имеющими подвижные оси вращения. Оси сателлитов закреплены на водиле 3, которое, как и центральное колесо 4, вращается вокруг основной геометрической оси ускорительной головки. Ведущим валом передачи служит вал водила, связанный со шпинделем станка, а ведомым - вал подвижного центрального колеса.

Передаточное отношение планетарного редуктора определяется как 1 =1 + г3!ъ\. Следовательно, при частоте вращения водила п3 = пдщ, сателлиты будут вращаться вокруг своих осей с частотой п2 = Пщп-^/гг), а подвижное центральное колесо, являющееся шпинделем фрезы, - с частотой щ = Пшп'СНгз/гО-

В нашем случае, при разборке ускорительной головки было установлено, что ъ\=12, г2=24, г3=24; тогда п3 = пШп, п2 = 3-пшп, Пд = 4-пШп(везде об/мин).

Учитывая приведенный выше перечень возможных источников циклических возмущающих воздействий со стороны ускорительной головки, получим следующие возможные частоты возбуждения ею вынужденных колебаний (в Гц):

- колебания, вызванные неуравновешенностью водила головки будут иметь частоты, кратные Гв = 60-Пцщ (Гц);

- неточности изготовления сателлитов станут причиной возникновения колебаний на частотах, кратных ^ = 180-Пщп (Гц);

- дисбаланс шпинделя головки, а также качество обработки подвижного центрального колеса станут источниками вибраций на частотах, кратных = 240-Пщп (Гц),

где пШп - частота вращения водила (шпинделя станка).

Вторая задача, которую было необходимо решить для полноценного анализа спектров колебаний, - определение собственных частот динамической

системы ускорительной головки. Для определения статических и динамически характеристик ускорительной головки была разработана ее расчетная схем; (рис.10). Было сделано допущение о доминирующей податливосп ускорительной головки по сравнению с упругой системой станка. Позже эт( допущение было подтверждено результатами экспериментов на станке. Этс дало основание при разработке расчетной схемы считать ее самостоятельно} подсистемой, связанной со шпинделем посредством конического соединения 5 На расчетной схеме ускорительная головка была представлена стержнево! конечноэлементной моделью с восемью узловыми точками. Каждая узлов точка обладала двумя степенями свободы - радиальным и угловы перемещениями. Конструкция мультипликатора была смоделирован^ стержнями с распределенной массой, пружинами, обладающими вязки демпфированием, и сосредоточенными массами. Пружины 1 и 2 имитировал опоры с парными подшипниками шпинделя головки, 3 и 4 - подшипник! водила, а пружина 5 в точке 8 воспроизводила изгибную и угловую жесткост конического соединения.

Рис.10. Расчетная схема мультипликатора. Была написана программа расчета статических и динамически характеристик ускорительной головки. Основные параметры расчетной схемь

О

головки: точные размеры ее элементов, центры сосредоточенных масс и их инерционные характеристики, определялись из 3D модели с использованием графического пакета T-FLEX CAD 9. По результатам расчета статических характеристик была построена упругая линия ускорительной головки под нагрузкой и определен прогиб на конце инструмента, закрепленного в ее шпинделе. Расчет динамических характеристик включал определение собственных частот и форм колебаний упругой системы головки, а также построение ее амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). На рис.11 показан расчетный график радиальной статической деформации точки 1 мультипликатора под нагрузкой 1 даН, приложенной там же. Из графика видно, что статическая податливость в точке 1 составляет к 2,96 мкм/даН.

2.

s s

тз

го >.

0.

О 50 100 150

Расположение узловых точек, мм

Рис. 11. Радиальная деформация мультипликатора под нагрузкой в 1 даН в т. 1.

На рис. 12 показана АЧХ и низшие собственные частоты ускорительной

головки как динамической системы. Две низших собственных частоты

мультипликатора оказались равны 441 и 761 Гц, что значительно выше, чем

частоты существенных пиков на экспериментальных спектрах колебаний

17

шпиндельной бабки. На этом основании был сделан вывод о том, что пию спектров вызваны, в основном, периодическими возмущающим воздействиями со стороны элементов ускорительной головки, частоты которых ниже собственных частот ее упругой системы.

20 18 16 14

Е ю

б 4 2 0

Рис12. АЧХ на конце шпинделя мультипликатора (мкм/даН).

Для проверки показанных выше результатов расчета ускорительно головки, был проведен эксперимент по определению ее статическо податливости при приложении радиальной силы F в сечении, расположенно на расстоянии Lf мм от торца шпинделя (рис. 13). Таким же образом бы исследован прецизионный патрон CoroGrip, имеющий высокую жесткост Величина деформации прецизионного патрона определялась в одном сечении, то время как величина деформации ускорительной головки определялась сечениях I, II и III, чтобы заметить влияние стыков на характер ее упруго линии. В качестве нагрузки использовались 11 грузов весом по 2 кг. Усили нагружения передавалось на инструмент при помощи блока и троса. Измерени

Частота, Гц (Hz)

деформации производилось при помощи микрометрической индикаторной головки, закрепленной на столе станка. При измерении деформации мультипликатора в сечении III, смещение оказалось значительным, поэтому для чистоты эксперимента замеры проводились трижды, а за результат бралось среднее значение отклонений.

Р

Рис. 13. Измерение статической жесткости.

Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Таблица

Радиальная нагрузка (кГс) I* (мм) Ь (мм) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2

СогоОпр 104 62 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

и I 160 40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

и С о II 160 97 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

К Я о я Я о и Й И а о ч о 0 0 9 12 9 20 29 32 30 35 48 5

о III 190 148 0 0 3 6 16 24 19 24 37 30 52 6

О 0 0 4 5 15 14 19 29 34 33 50 7

1— Среднее 0 0 5 8 13 19 22 28 34 33 50 6

1Л7 - расстояние от торца шпинделя до точки приложения силы (мм) Ь - расстояние от торца шпинделя до точки измерения (мм)

По полученным в ходе эксперимента данным был построен графи статических перемещений ускорительной головки и прецизионного патрон под нагрузкой (рис.14).

70

4>

я:

Я в.

о

о. X"

О

В,

♦

к......__.....................

♦ ♦

♦

.......................1 ♦ г-....................................

♦ ♦ .....ж............-ж............* >............Ж............Ж...... V...........Ж......................

5 10 15 20 25

радиальная нагрузка, кГс

♦ мультипликатор СетгеЫпе (1) 4 мультипликатор Сеп^еШе (2)

• мультипликатор СетгеЫпе (3) х патрон Соговпр

Рис. 14. График статической жесткости. 20

Измерения показали, что при приложении силы в 22 даН в точке резания, средние значения перемещений в той же точке составляли 62 мкм. Таким образом, статическая податливость ускорительной головки в этой точке оказалась равной 62/22 = 2,82 мкм/даН. Это подтвердило адекватность ее расчетного определения. Патрон Соговпр оказался значительно более жестким.

Следовательно, статический расчет, подтвержденный практической проверкой, показал, что разработанная расчетная схема верна. Это дало основания надеяться на адекватность динамического расчета.

В четвертой главе проведен анализ влияния ускорительной головки на колебания шпинделя станка. Для этого была разработана методика, включающая в себя алгоритм действий, а также специально разработанное программное обеспечение, позволяющее обработать полученные экспериментальные сигналы колебаний и расчетные значения частот, возбуждаемых элементами мультипликатора. После обработки данных информация предоставляется в удобном для исследования виде. Спектры колебаний шпинделя станка с прецизионным патроном (эталонный) и ускорительной головкой (исследуемый) выводятся на одну систему координат в различной цветовой гамме. Предполагаемые частоты возмущений и их гармоники, создаваемые различными подвижными элементами головки, отображаются на той же системе координат в виде вертикальных линий с соответствующей маркировкой для идентификации. Полученная таким образом наглядная картина, позволяет определить, какой элемент мультипликатора оказывает влияние на появление в спектре резонанса, а сравнение с эталонным спектром на этой частоте показывает степень этого влияния.

При частоте вращения шпинделя 800 об/мин (см. рис. 15.1) максимальный пик исследуемого спектра находится на частоте 213 Гц и точно совпадает с четвертой гармоникой частоты вращения шпинделя ускорительной головки. Причем модуль комплексной амплитуды колебаний шпинделя с ускорительной головкой (~62 нм) на этой частоте превышает модуль комплексной амплитуды колебаний шпинделя с прецизионным патроном (~23 нм) почти в три раза.

7* 40 5.....

« |Щ;234 ^ (

Анализ спектров на частоте 800 об/мин

¡1 | \ \ -спектр исследуемого сигнала ¡1 ! | | -спектр эталонного сигнала □2! Ьз Ы : -частоты возмущающих воздействий

100 200 300 400 500 600 частота, Гц

Рис. 15.1. Анализ спектров на частоте вращения шпинделя 800 об/мин.

На частоте вращения шпинделя 1600 об/мин (см. рис.15.2) максимальнь пик находится в том же месте спектра, но его модуль комплексной амплитуд («242 нм) в четыре раза превышает значение, определенное на 800 об/м шпинделя. Пик эталонного спектра на этой частоте меньше исследуемого в: раза и составляет -80 нм. Это объясняется попаданием второй гармони частоты вращения шпинделя ускорительной головки на собственную часто системы, которая оказывает большее влияние на амплитуду колебаний, че четвертая гармоника, показанная на рис 15.1.

Этот же характерный пик наблюдается на частоте вращения шпинде 3200 об/мин (рис.15.3). В этот раз пик на частоте 213 Гц исследуемого спек-достигает своего максимального значения. В данном случае его часто совпадает с основной частотой вращения шпинделя головки, в результате че система колеблется с максимальной амплитудой. Модуль комплексно амплитуды исследуемого спектра на этой частоте «520 нм при «50 эталонного.

х 10'

л Анализ спектров на частоте 1600 об/мин

В1В2ВЗВ4

У

-спектр исследуемого сигнала -спектр эталонного сигнала -частоты возмущающих воздействий !

аз

л &

я §2

5Я О В о и

4) С! С 1

о ш л

к %

о

300 400 частота, Гц

Рис. 15.2. Анализ спектров на частоте вращения шпинделя 1600 об/мин. ^ Анализ спектров на частоте 3200 об/мин

-спектр исследуемого сигнала спектр эталонного сигнала --частоты возмущающих воздействий

С2

¡СЗ

¡1112

300 частота, Гц

400

500

600

Рис.15.3. Анализ спектров на частоте вращения шпинделя 3200 об/мин.

После того, как частоты возмущений, вызванные работой шпиндс; головки, увеличиваясь вместе с частотой вращения шпинделя станка, выход» за значение 213 Гц, амплитуда колебаний в этом частотном диапазоне рез! падает (см. рис. 15.4), что еще раз подтверждает причину их возникновения. I при частоте вращения шпинделя 4500 об/мин на собственную частоту систем ~75 Гц попадает основная частота вращения водила, что также приводит резкому возрастанию амплитуды колебаний.

Рис.15.4. Анализ спектров на частоте вращения шпинделя 4500 об/мин. При сопоставлении данных спектрального анализа на разных частот вращения шпинделя станка со значениями шероховатости обработанн поверхности, можно заметить явную зависимость качества обработки наличия и интенсивности резонансных пиков в спектрах исследуемой систем Так, на рис.7 видно ухудшение качества обработанной поверхности п обработке на частотах вращения шпинделя 800, 1600 и 3200 об/мин, г

исследование при помощи спектрального анализа показало возрастание резонансных пиков на частоте 213 Гц. На частоте вращения шпинделя 2000 об/мин (=33,3 Гц) не происходит совпадения частот колебаний элементов мультипликатора с собственными частотами станка, поэтому на этой частоте вращения получается наилучшая шероховатость обработанной поверхности. Пики, связанные с частотами колебаний сателлитов, не проявили себя ни на одном из исследуемых спектров, что, вероятно, связано с материалом их изготовления.

Учитывая показанную выше связь пиков спектров со значениями шероховатости Яа поверхности, полученной при обработке, ей можно управлять за счет рационального подбора режимов резания. В частности, в исследуемом случае с мультипликатором Ссп1те1лпе рекомендуется при подборе режимов обработки исключить совпадение частот, кратных частотам вращения водила и выходного шпинделя головки (подвижного центрального колеса) с критическими частотами на спектре станка (в конкретном примере -47, 53, 67, 75, 83, 183, 213,226 Гц).

Основные выводы и результаты

1. В диссертации решена научно-техническая задача, заключающаяся в повышении эффективности эксплуатации ускорительных головок за счет правильного выбора режимов обработки и как следствие уменьшения вибраций, снижающих качество обработанной поверхности и уменьшающих стойкость инструмента.

2. Экспериментально полученные данные о колебаниях переднего конца шпиндельной бабки станка с ускорительной головкой и силовым прецизионным патроном СогоОпр (для сравнения) показали, что амплитуды этих колебаний могут сильно различаться в зависимости не только от вида оснастки, но и от режимов резания, причем графики для ускорительной головки не имеют монотонного характера.

3. Проведенный спектральный анализ показал наличие в спектрах

колебаний переднего конца шпиндельной бабки значительных пик связанных с возмущениями со стороны элементов конструкции ускорителы I головки. Это было установлено на основе анализа конструкции головки расчета частот возмущений, создаваемых ее элементами.

4. Математическое моделирование упругой системы ускорительной голов позволило определить ее статические и динамические характеристики, частности, значения ее низших собственных частот. Оказалось, что значен этих частот лежат выше частот интенсивных возмущений, создаваем элементами головки.

5. Проведенный эксперимент по определению статической жесткое головки подтвердил адекватность расчетных значений ее податливости в точ резания и позволил уточнить математическую модель ускорительной головки помощью которой определялись значения собственных частот.

6. Проведен анализ влияния отдельных элементов ускорительной голов на характер колебания шпинделя станка. Установлены элементы, являющие основными источниками вынужденных колебаний. Ими оказались: водило шпиндель ускорительной головки. Сателлиты в данном случае не прояв себя в образовании пиков на спектрах колебаний, что, вероятно, связано с те что они изготовлены из пластика.

7. Произведены тестовые испытания - фрезерование уступов в заготовке исследуемыми ранее частотами вращения инструмента, установле немонотонная зависимость между шероховатостью Иа обработки и частотам вращения инструмента, а также различия в качестве обработки п использовании ускорительной головки и патрона СогоОпр.

8. Разработаны критерии принятия решений по подбору режимов обработ при модернизации шпинделя фрезерного станка ускорительными головка планетарного типа, которые заключаются в выборе частот вращения шпинде станка таким образом, чтобы частоты возмущающих воздействий подвижных элементов мультипликатора не совпадали с собственны частотами станка.

Основные публикации по теме диссертации

1. Шереметьев К.В., Хомяков B.C. Влияние быстросменной ускорительной головки планетарного типа на качество обработки при фрезеровании концевыми фрезами // Научно-технический журнал «СТИН» №8,2008. с. 7-12.

2. Шереметьев К.В. Вспомогательный инструмент для технологической модернизации фрезерных станков // Обзорно-аналитический, научно-технический и производственный журнал «Технология машиностроения» №9, 2008. с. 35-37.

3. Шереметьев К.В., Хомяков B.C., Судариков О., Кирик А.П. Влияние сложной дополнительной оснастки на уровень колебаний станка // Промышленный журнал «ТЕХНОМИР» №2 (32) 2007. с. 80-82.

4. Шереметьев К.В., Хомяков B.C. Модернизация без значительных затрат // Промышленный журнал «ТЕХНОМИР» №2 (24) 2005. с. 86-88.

5. Шереметьев К.В., Хомяков B.C., Николаев Ю.Л. Борьба с вибрациями в прецизионной металлообработке // Промышленный журнал «ТЕХНОМИР» №1 (27) 2006. с. 80-83.

6. Шереметьев К.В., Хомяков B.C. Лазерные измерительные системы // Промышленный журнал «ТЕХНОМИР» №4 (30)2006. с. 98-100.

7. Шереметьев К.В., Хомяков B.C. Инструментальная оснастка металлообрабатывающих станков // Промышленный журнал «ТЕХНОМИР» №2 (28)2006. с. 10-12.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Шереметьев Константин Васильевич

ВЛИЯНИЕ УСКОРИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ ПЛАНЕТАРНОГО ТИПА НА КАЧЕСТВО ОБРАБОТКИ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ КОНЦЕВЫМИ ФРЕЗАМИ

Подписано в печать 15.10.2008 г.

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования.

1.1. Функциональная классификация сложного вспомогательного инструмента.

1.2. Анализ возможных отрицательных сторон, связанных с использованием сложного вспомогательного инструмента.

1.3. Современные методы исследования и оптимизации динамических характеристик станков.

1.4. Выводы (цель и задачи исследования).

Глава 2. Экспериментальные исследования.

2.1. Обоснование эксперимента.

2.2. Используемое в эксперименте оборудование.

2.3. Проведение эксперимента по измерению колебаний переднего конца шпиндельной бабки станка.

2.4. Обработка полученных экспериментальных данных.

2.5. Проведение эксперимента по оценке зависимости качества обработки детали от частоты вращения шпинделя и вида используемого вспомогательного инструмента.

2.6. Выводы.

Глава 3. Анализ конструкции ускорительной головки, определение источников возмущающих воздействий.

3.1. Источники возмущающих воздействий в конструкции ускорительной головки.

3.2. Определение собственных частот колебаний ускорительной головки, как упругой динамической системы.

3.3. Экспериментальное определение статической податливости мультипликатора и прецизионного патрона.

3.4. Выводы.

Глава 4. Анализ влияния ускорительной головки на колебания шпинделя станка.

4.1. Алгоритм проведения анализа влияния сложного вспомогательного инструмента (ускорительной головки) на качество обработки.

4.2. Разработка программы для проведения сравнительного спектрального анализа по имеющимся реализациям.

4.3. Анализ влияния ускорительной головки на колебания шпинделя станка.

4.4. Выводы.

Для успешной работы современного предприятия в условиях рыночной экономики необходимо максимально повышать производительность обработки, сохраняя при этом качество выпускаемой продукции. Именно производительность ключевым образом влияет на рентабельность и конкурентоспособность производства. Использование современных станков и инструмента, правильный выбор технологии и режимов обработки - это области, совершенствование которых существенно скажется на прибыльности. Но в настоящее время большинство отечественных машиностроительных предприятий оснащено устаревшим и изношенным парком станков, обновлению которого препятствуют ограниченные финансовые ресурсы. Такое оборудование не обеспечивает режимы обработки, необходимых для применения современного твердосплавного инструмента, рассчитанные на высокие скорости резания, и, в первую очередь, влияющие на качество обработки; отсутствие достаточного количества управляемых координат вынуждает использовать различные приспособления для закрепления заготовки под углом, что приводит к потере времени и точности обработки; малоэффективное охлаждение, или его полное отсутствие снижает стойкость инструмента и производительность обработки. Как следствие - невозможность существования такого производителя на рынке. Поэтому рациональное обновление станочного парка в условиях недостаточных финансовых возможностей является на сегодня важной задачей для многих предприятий в металлообработке.

Альтернативное решение, дающее зачастую эффект не меньший, чем новое оборудование - это модернизация и дооснащение уже существующего, что позволяет существенно расширить его возможности. Под модернизацией станков понимают внесение в их конструкцию отдельных изменений и усовершенствований с целью повышения общего технического уровня до уровня современных моделей аналогичного назначения (общетехническая модернизация) или для решения конкретных технологических задач производства путем приспособления к более качественному выполнению определенного вида работ (технологическая модернизация). В результате модернизации повышается точность и производительность оборудования, уменьшаются эксплуатационные расходы, снижается брак, а в ряде случаев увеличивается длительность межремонтного периода [61J (стр. 432).

Многие крупные зарубежные кампании предлагают повысить производительность морально устаревшего оборудования, совершенствуя технологические процессы за счет увеличения степени использования современных вспомогательных инструментов. В настоящее время существует большое количество разновидностей вспомогательного инструмента, устанавливаемого в шпиндель станка, которые дают возможность получить необходимую скорость резания при обработке фрезами и сверлами малого диаметра, вести обработку под углом, работать несколькими режущими инструментами одновременно, эффективно охлаждать рабочую зону, повысить уровень автоматизации, а также надежность производственных процессов [ 17, 60, *]. Некоторые из разновидностей такого инструмента показаны на рис.1.

Рис. 1. Примеры сложного вспомогательного инструмента.

Об интересе к вспомогательному инструменту может свидетельствовать большое количество преимущественно иностранных специализированных кампаний, представляющих данное оборудование на крупнейших выставках металлообработки в России и других странах.

Однако, несмотря на все положительные стороны использования таких приспособлений, нельзя забывать, что, применяя их, мы добавляем в несущую систему станка еще один узел, который содержит стыки, подвижные элементы, обладает массой и собственной податливостью, что оказывает влияние на статические и динамические характеристики несущей системы станка, а, следовательно, и на точность обработки. Кроме того, некоторые вспомогательные инструменты, как в частности, показанная слева на рис.1 ускорительная головка, содержат планетарную передачу, которая может стать источником возмущающих воздействий колебательного характера на динамическую систему станка.

Такие ускорительные головки или мультипликаторы своими функциональными возможностями вызывают большой интерес у технологов на многих отечественных предприятиях, в частности на ЗАО ЗЭМ РКК «Энергия». Но жесткие требования к качеству обработки ответственных деталей не позволяют вносить столь существенные изменения, связанные с модернизацией станка, в отработанную годами технологию без детального исследования и гарантий сохранения качества обработки. Определение новых режимов обработки должно производиться по специальному алгоритму с использованием объективных данных. Поиск правильных режимов наугад может привести к большим потерям инструмента и материала, но так и не дать нужного результата. Поэтому возможность правильно прогнозировать влияние вспомогательного инструмента на характеристики станка, и в первую очередь на его точность, позволит сделать модернизацию с его помощью максимально эффективной.

Используя современные методы расчета, можно найти матрицу динамических характеристик несущей системы станка по внешним воздействиям. Однако, сами внешние воздействия (амплитуды и частоты) и точки их приложения можно лишь прогнозировать. Это не позволяет проводить достаточно надежное определение точности обработки только расчетным путем. Необходимость решения этой весьма актуальной задачи требует проведения экспериментальных исследований.

В связи с вышеизложенным основной целью настоящей работы является исследование влияния вспомогательного инструмента на динамические характеристики станка и точность обработки при фрезеровании на примере применения на шпинделе станка ускорительной головки планетарного типа, а также создание алгоритма принятия технологических решений на основе проведения анализа экспериментальных данных для эффективного повышения производительности обработки без потери качества изделия.

В качестве объекта исследования был использован вертикальный фрезерный обрабатывающий центр Cincinnati мод. CFV 800i, на шпиндель которого поочередно устанавливались ускорительная головка Centreline с передаточным числом 1:4 и силовой прецизионный гидромеханический патрон CoroGrip 392.272HMD-40 20 085 в качестве эталона для получения сравнительных значений.

В работе получены следующие результаты, характеризующиеся научной новизной:

- установленные экспериментально характеристики колебаний шпинделя обрабатывающего центра с ускорительной головкой для широкого диапазона частот вращения и аналогичные характеристики колебаний для шпинделя с прецизионным патроном (в качестве эталона);

- установленные экспериментально значения шероховатости поверхности обработанной детали для широкого диапазона частот вращения шпинделя с использованием ускорительной головки и прецизионного патрона;

- установленная экспериментально связь между средней высотой микронеровностей обработанной поверхности, частотой вращения и пиками на спектрах колебаний шпинделя исследованного станка;

- алгоритм и программное обеспечение, реализующее спектральный анализ колебаний шпинделя и позволяющее находить источники возмущающих воздействий, вызванных вспомогательным инструментом;

- математическая модель и программа для определения статических и динамических характеристик ускорительной головки при ее установке в шпиндель станка.

Практическое значение работы:

- создана методика по определению частот вращения шпинделя станка, позволяющая при разработке технологического процесса фрезерования деталей концевыми фрезами обеспечивать высокое качество обработанной поверхности на станках, оснащенных ускорительной головкой;

- экспериментально определена статическая жесткость ускорительной головки CentreLine, установленной в шпиндель станка, что позволяет определить границы ее использования в условиях производства.

Результаты работы использованы в проекте повышения эффективности металлообработки на заводе ЗАО ЗЭМ РКК «Энергия» в операции сверления и фрезерования деталей из алюминиевых сплавов на фрезерных станках (см. соответствующий акт в приложении (стр. 125), подписанный первым заместителем генерального директора завода Поликарповым Е.Ю.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

1. В диссертации решена научно-техническая задача, заключающаяся в повышении эффективности эксплуатации ускорительных головок за счет правильного выбора режимов обработки и как следствие уменьшения вибраций, снижающих качество обработанной поверхности и уменьшающих стойкость инструмента.

2. Экспериментально полученные данные о колебаниях переднего конца шпиндельной ' бабки станка с ускорительной головкой и силовым прецизионным патроном CoroGrip (для сравнения) показали, что амплитуды этих колебаний могут сильно различаться в зависимости не только от вида оснастки, но и от режимов резания, причем графики для ускорительной головки не имеют монотонного характера.

3. Проведенный спектральный анализ показал наличие в спектрах колебаний переднего конца шпиндельной бабки значительных пиков, связанных с возмущениями со стороны элементов конструкции ускорительной головки. Это было установлено на основе анализа конструкции головки и расчета частот возмущений, создаваемых ее элементами.

4. Математическое моделирование упругой системы ускорительной головки позволило определить ее статические и динамические характеристики, в частности, значения ее низших собственных частот. Оказалось, что значения этих частот лежат выше частот интенсивных возмущений, создаваемых элементами головки.

5. Проведенный эксперимент по определению статической жесткости головки подтвердил адекватность расчетных значений ее податливости в точке резания и позволил уточнить математическую модель ускорительной головки, с помощью которой определялись значения собственных частот.

6. Проведен анализ влияния отдельных элементов ускорительной головки на характер колебания шпинделя станка. Установлены элементы, являющиеся основными источниками вынужденных колебаний. Ими оказались: водило и шпиндель ускорительной головки. Сателлиты в данном случае не проявили себя в образовании пиков на спектрах колебаний, что, вероятно, связано с тем, что они изготовлены из пластика.

7. Произведены тестовые испытания - фрезерование уступов в заготовке с исследуемыми ранее частотами вращения инструмента, установлена немонотонная зависимость между шероховатостью Ra обработки и частотами п вращения инструмента, а также различия в качестве обработки при использовании ускорительной головки и патрона CoroGrip.

8. Разработаны критерии принятия решений по подбору режимов обработки при модернизации шпинделя фрезерного станка ускорительными головками планетарного типа, которые заключаются в выборе частот вращения шпинделя станка таким образом, чтобы частоты возмущающих воздействий от подвижных элементов мультипликатора не совпадали с собственными частотами станка.

1. Абакумов М.М. Стандартизация вспомогательного инструмента. М.: Стандартгиз, 1969.-327с.

2. Артоболевский И.И., Бобровницкий Ю.И., Генкин М.Д. Введение в акустическую динамику машин. -М.: Наука, 1979.-296с.

3. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968.-560с.

4. Банах Л.Я., Перминов М.Д. Исследование динамических свойств резонансных вибромашин с помощью амплитудно-фазовых частотных характеристик // Нелинейные колебания и переходные процессы в машинах. — М.: Наука, 1972.-С.209-211

5. Барков А.В., Баркова Н.А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Анализ Вибрации. СПб.: СПбГМТУ, 2004.-156с.

6. Барков А.В., Баркова Н.А., Азовцев А.Ю. Мониторинг и диагностика роторных машин по вибрации. Рекомендации для пользователей систем диагностики. СПб.: СПбГМТУ, 2000.-169с.

7. Баркова Н.А. Введение в диагностику роторных машин по виброакустическим сигналам. СПб.: СПбГМТУ, 2002.-156с.

8. Бармин Б.П. Вибрации и режимы резания. М.: Машиностроение, 1972.— 72с.

9. Бендат Дж., Пирсол А. Измерение и анализ случайных процессов. М.: Мир, 1974.-464с.

10. Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. М.: Мир, 1989.-542с.

11. Бендат Дж., Пирсол А. Применения корреляционного и спектрального анализа. -М.: Мир, 1983.-312с.

12. Бидерман В.Л. Теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980.-408с.

13. Божко А.Е. Воспроизведение случайных вибраций. Киев.: Наукова думка, 1984.-215с.

14. Бокс Дж., Дженкинс Г. Анализ временных рядов. Прогноз и управление. -М.: Мир, 1974. Вып. 1.-406с., Вып.2.-197с.

15. Болотин В.В. Случайные колебания упругих систем. М.: Наука, 1979-335с.

16. Вайнштейн JI.A., Вакман Д.Е. Разделение частот в теории колебаний и волн. -М.: Наука, 1983.-288с.

17. Вайс С.Д., Гирин JI.K., Какойло А.А., Терган B.C. Металлорежущий инструмент и станки. Учебное пособие. М.: Издательство стандартов, 1987 — 320с.

18. Вейц B.JI., Коловский М.З., Кочура А.Е. Динамика управляемых машинных агрегатов. -М.: Наука, 1984.-352с.

19. Вибрации в технике. Справочник. В 6 т. М.: Машиностроение, 19781981. Т. 1-6 .

20. Виброакустическая диагностика зарождающихся дефектов. Балицкий Ф.Я., Иванова М.А., Соколова А.Г., Хомяков Е.И. М.: Наука, 1984.-119с.

21. Воробьева Т.С. Исследование колебаний координатно-расточных станков. Станки и инструмент, 1968. №4.

22. Ганиев Р.Ф., Кононенко В.О. Колебания твердых тел. М.: Наука, 1976-431с.

23. Генкин М.Д., Тарханов Г.В. Вибрация машиностроительных конструкций. -М.: Наука, 1979.-164с.

24. Голд Б., Рэйдер Ч. Цифровая обработка сигналов / Пер. с англ.; под ред. А.М.Трахтмана. -М.: Сов. радио, 1973.-368с.

25. Гольденберг JI.M., Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н. Цифровая обработка сигналов. Справочник. -М.: Радио и связь, 1985.-312с.

26. Грановский В.А. Динамические измерения. Основы метрологического обеспечения. Л.: Энергоатомиздат, 1984.-224с.

27. Григорьев Е.Т., Тараненко В.Н. Способы оценки динамической асимметрии конструкции // Динамика механических систем. Киев: Наукова думка, 1983—194-198с.

28. Гультяев А.К. Визуальное моделирование в среде MATLAB. Учебный курс. СПб.: Питер, 2000.-430с.

29. Добрынин С.А., Фельдман М.С., Фирсов Г.И. Методы автоматизированного исследования вибрации машин. Справочник. М.: Машиностроение, 1987.-224с.

30. Дьяконов В., Круглов В. MATLAB. Анализ, идентификация и моделирование систем: Специальный справочник. СПБ.: Питер, 2002.

31. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MatLAB.

32. Дьяконов В., Круглов В. Математические пакеты расширения MATLAB: Специальный справочник. СПб.: Питер 2001.

33. Дьяконов В.В. Обработка сигналов и изображений. СПб.: Питер, 2002.

34. Дьяконов В.П. MATLAB 6: Учебный курс. СПб.: Питер, 2002.

35. Дьяконов В.П. Справочник по применению системы PC MatLAB. М.: Физматлит, 1993.-113с.

36. Жарков И.Г. Влияние вибраций на волнистость поверхности при фрезеровании пазов. Станки и инструмент, 1968. №12.

37. Журбенко И.Г. Спектральный анализ временных рядов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982.—168с.38.3адирака В.К. Теория вычисления преобразования Фурье. Киев: Наукова думка, 1983.—216с.

38. Каллиопин В.В. Физическая сущность автоколебаний при резании металлов. Вестник машиностроения, 1961. №10.

39. Карташкин А.С. Преобразование Фурье. К.: НиТ, 2000.

40. Кей С.М., Марпл С.Л. Современные методы спектрального анализа. -ТИИЭР. 1981. Т.69.№11. 5-51с.

41. Коваленко И.Н., Кузнецов Н.Ю., Шуренков В.М. Случайные процессы. Справочник. Киев: Наукова думка, 1983.-366с.

42. Колев К.С. Определение режима резания с учетом динамической жесткости технологической системы. Вестник машиностроения, 1962. №1.

43. Колев К.С. Точность и режимы резания. М.: Машиностроение, 1968.

44. Кондратов А.С., Бармин Б.П. Определение режимов резания с учетом технологических факторов. ГОСИНТИ, №М-62-248/50, 1962.

45. Кондратов А.С., Бармин Б.П. Определение режимов резания с учетом виброустойчивости системы «станок-деталь-инструмент». ГОСИНТИ, №М-62-264/50, 1962

46. Кудинов В.А. Динамика станков. -М.: Машиностроение, 1967.-359с.

47. Кудинов В.А. Динамическая характеристика резания. Станки и инструмент, 1963. №10.

48. Кудинов В.А. Испытание станков общего назначения на виброустойчивость при резании. Станки и инструмент, 1962. №8.

49. Кудинов В.А., Каминская В.В., Левин А.И. Динамические расчеты металлорежущих станков // Расчеты на прочность. Вып. 25. М.: Машиностроение, 1984—183-198с.

50. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка для станков с ЧПУ: Справочник. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1990.-512с.

51. Куприянов М.С., Матюшкин Б.Д. Цифровая обработка сигналов: процессоры, алгоритмы, средства проектирования. СПб.: Политехника, 1999.

52. Лазарев Ю.Ф. Начала программирования в среде MatLAB. Учебное пособие. К.: НТУУ «КПИ», 2003.-424с.

53. Лукьянов В.П. Исследование вынужденных колебаний металлорежущих станков спектральным методом. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. — М., 1975.

54. Макеев В.П., Гриненко Н.И., Павлюк Ю.П. Статистические задачи динамики упругих конструкций. М.: Наука, 1984.-232с.

55. Макклеллан Дж.Х., Рейдер Ч.М. Применение теории чисел в цифровой обработке сигналов. М.: Радио и связь, 1983.-264с.

56. Маликов Ф.П. Патроны для режущих инструментов. Москва-Свердловск: Машгиз, 1963.-104с.

57. Марпл-мл. C.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения / Пер. с англ. ~М.: Мир, 1990.

58. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента. Справочник. -М.: Машиностроение, 1996.-240с.

59. Металлорежущие станки. Учебник для машиностроительных М54 втузов / Под ред. В.Э. Пуша. М.: Машиностроение, 1985.-256с.

60. Митчелл Л.Д. Уточненные методы вычисления частотной характеристики при помощи быстрого преобразования Фурье // Конструирование и технология машиностроения. 1982. №2. 12-15с.

61. Никитин Б.В. Расчет динамических характеристик металлорежущих станков. -М.: Машгиз, 1962.

62. Отнес Р., Эноксон JI. Прикладной анализ временных рядов. Основные методы. М.: Мир, 1982.-428с.

63. Подураев В.Н., Захаров Ю.Е. Причины возникновения и средства гашения автоколебаний при обработке резанием. В кН. «Научные доклады высшей школы», «Машиностроение и приборостроение», 1959, №1.

64. Потемкин В.Г. MatLAB 5 для студентов. Справочное пособие. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1998.-314с.

65. Потемкин В.Г. Система MatLAB. Справочное пособие. М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1997.-350с.

66. Потемкин В.Г., Рудаков П.И. MatLAB 5 для студентов. 2-е изд., испр. и дополн. -М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 1999.-448с.

67. Приборы и системы для измерения вибрации, шума, удара. Справочник в 2-х книгах. Под ред. Клюева В.В. М.: Машиностроение, 1978. Кн.1.^147с., Кн.2.-439с.

68. Рабинер Л., Гоулд Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов/ Пер. с англ.; Под ред. Ю.И. Александрова. М.: Мир, 1978.

69. Рабинович М.И., Трубецков Д.И. Введение в теорию колебаний и волн. -М.: Наука, 1984.^132с.

70. Рывкин Г.М. Инструментальная оснастка для автоматизированного производства. -М.: Машиностроение, 1962. 146с.

71. Рыжков Д.И. Вибрации при резании металлов и методы их устранения. -М.: Машгиз, 1961.

72. Светлицкий В.А. Случайные колебания механических систем. М.: Машиностроение, 1976.-216с.

73. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. СПб.: Питер, 2003-604с.

74. Серебреницкий П.П. Пособие для станочников (вспомогательный инструмент для металлорежущих станков). Л.: Лениздат, 1978.-320с.

75. Солодовников А.И., Канатов И.И., Спиваковский A.M. Прикладные методы спектральной обработки информации. Л.: Ленингр. Электротехнич. ин-т, 1982.-71с.

76. Солонина А.И. и др. Основы цифровой обработки сигналов. СПб.: БХВ -Петербург, 2003.-608с.

77. Ташлицкий Н.И. Первичный источник энергии возбуждения автоколебаний при резании металлов. Вестник машиностроения, 1960, №2.

78. Фрумин Ю.Л. Вспомогательный инструмент к агрегатным станкам и автоматическим линиям. -М.: Машиностроение, 1970.-135с.

79. Харкевич А.А. Линейные и нелинейные системы. М.: Наука, 1973-566с.

80. Цикин И.А. Дискретно-аналоговая обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1982.-160с.

81. Численные методы анализа случайных процессов. М.: Наука, 1976-128с.

82. Шатин В.П., Денисов П.С. Режущий и вспомогательный инструмент. -М.: Машиностроение, 1968.-420с.

83. Шепсенвол А.И. Вспомогательный инструмент в приборостроении. JL: Машгиз, 1962.-180с.

84. Эльясберг М.Е. Основы теории автоколебаний при резании металлов. -Станки и инструмент, 1962, №10, 11.

85. Altintas, Y., Montgomery, D., Budak, E., "Dynamic Peripheral Milling of Flexible Structures," Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. 114, May 1992, pp. 137-145.

86. Altintas, Y., Yellowley, I., "In Process Detection of Tool Failure in Milling Using Cutting Force Models," Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. Ill, May 1989, pp. 149-157.

87. Delio, Т., Tlusty, J., Smith, S., "Use of Audio Signals for Chatter Detection and Control", Journal of Engineering for Industry, Trans, of ASME, Vol. 114, May 1992, pp. 146-157.

88. Delio, Thomas., (1999). Why the Harmonizer™ technique works to avoid chatter. Manufacturing Laboratories, Inc. pp. 1-3 SME (1998-1999). High-speed high-power machining, Society of Manufacturing Engineers.

89. Digital Signal Processing Applications Using the ADSP-2100 Family. -Prentice Hall, Englewood Cliffs, 1992.

90. Dovel, G., "Settling Down Machine Shakes," Machine Design, January 11, 1990, pp. 125-129.

91. Smith, S., "High Speed Milling," Tutorial, SME, B5.54, April 24, 1995.

92. Smith, S., Delio, Т., "Sensor-Based Control for Chatter-Free Milling by Spindle Speed Selection," Proceedings of the Winter Annual Meeting, ASME, December 1989, pp. 107-112.

93. Smith, S., Tlusty, J., "An Overview of Modeling and Simulation of the Milling Process," Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. 113, May 1991, pp. 169-175.

94. Smith, S., Tlusty, J., "Theory of Self-Excited Machine-Tool Chatter," Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. 112, May 1990, pp. 142-150.

95. Stern, E., "Good Vibrations," Cutting Tool Engineering, December 1995, pp. 39-44.

96. Sturges, R., "Monitoring Milling Processes Through AE and Tool/Part Geometry," Journal of Engineering for Industry, Trans, of ASME, Vol. 114, February 1992, pp. 8-14.

97. Tansel, I., Trujillo, M., Bao, W., Arkan, Т., "Detecting Microtool Failures," Cutting Tool Engineering, September 1997, pp. 54-62.

98. Tlusty, J., "Dynamics of High Speed Milling," Journal of Engineering for Industry, Trans. ASME, Vol. 108, May 1986, pp. 59-67.

99. Tlusty, J., (1997). Machine Dynamics, pp. 49-148.

100. В диссертации многократно использованы материалы следующих фирм: Briiel & Kjasr, Sandvik Coromant, Renishaw, Centreline, O.M.G., IBAG, NIKKEN.