автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Физическая и математическая модели статики и динамики станины ультразвукового прошивочного станка

На правах рукописи

ЯСИН МОХАМЕД ХАМ ДАН

ФИЗИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ СТАТИКИ И ДИНАМИКИ СТАНИНЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРОШИВОЧНОГО

СТАНКА

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007 г

003159836

Работа выполнена на кафедре технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов инженерного факультета Российского университета дружбы народов

Научный руководитель доктор технических наук, профессор кафедры технологии машиностроения

Российского университета дружбы народов Позняк Г Г

Официальные оппоненты: доктор технических наук, ведущий

научный сотрудник огдела№12 ОАО ЭНИМС КозочкинМП.

кандидат технических наук, доцент Ключников А.В

Московский государственный университет Электронной техники

Ведущая организация — ОАО "Красный пролетарий.

Защита состоится ( 6 ) ноября 2007 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.203 16 при Российском университете дружбы народов по адресу. Москва, 113090, Подольское шоссе, дом 8/5, ауд. 104

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Российского университета дружбы народов (Москва, 117198, ул Миклухо-Маклая, дб)

Автореферат разослан сентября 2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат технических наук, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы Анализ литературных данных, относящихся непосредственно к теме диссертации, показал, что существует ряд вопросов в области конструирования, изготовления и эксплуатации ультразвуковых (УЗ) станков, связанных с достижением высокой точности обработки, как непосредственно размеров и формы получаемых отверстий, так и координат их расположения. Большая часть экспериментальных и теоретических исследований посвящена процессу обработки, вопросам взаимодействия незакрепленных частиц абразивов с индентором и обрабатываемым материалом: частотам и амплитудам колебаний индентора, процессу размельчения абразивных микрочастиц при реализации микрорезания, оптимального усилия прижима абразивных частиц к обрабатываемой поверхности, скорости смены суспензии в рабочем промежутке, свойств рабочей жидкости и т.д Значительное число работ посвящено конструкциям станков и особенно УЗ вибраторов Однако следует отметить, что некоторым элементам конструкций УЗ станков, особенно стойкам, не уделялось должного внимания. Прошивочные станки, особенно небольших типоразмеров, выполняются с С-образными стойками, что позволяет значительно расширить возможности получения отверстий в крупногабаритных деталях Полагается, что мощность процесса УЗ микрорезания невелика, частота колебаний рабочего инструмента очень высока и поэтому колебания его не должны оказывать влияния на сравнительно низкочастотные колебания элементов конструкции в рабочей зоне. Однако, как показывают экспериментальные исследования, при УЗ резании возникают низкочастотные колебания несущих деталей В итоге снижается точность формы прошиваемых отверстий и точность взаимного расположения их осей. В опубликованных работах недостаточное внимание уделялось исследованию статической и динамической жесткости, измерению и анализу низкочастотных колебаний элементов конструкции УЗ станков Большое число аналитических и экспериментальных работ, посвященных расчетам статики и динамики стоек обычных металлорежущих станков, не может непосредственно быть использовано при конструировании УЗ станков Необходимы другие подходы, связанные с выполнением требований уменьшения статических и динамических деформаций в процессе УЗ прошивки отверстий Таким образом, тема исследования актуальна для теории и практики металлообработки

Цель работы - разработка и исследование математической и поляризационно-оптической моделей стойки ультразвукового прошивочного станка для повышения точности формы и координат обрабатываемых отверстий путем уменьшения линейных и угловых перемещений направляющих

Методика исследования Работа базируется на известных теоретических и экспериментальных исследованиях в области статики и динамики станков, технологии машиностроения, методах фотомеханики и компьютерного анализа линейных и нелинейных дифференциальных уравнений. Эксперименты

проводились с применением бесконтактных световолокониых датчиков и пьезоакселерометров, современной регистрирующей аппаратуры и аналого-цифровых преобразователей с последующей компьютерной обработкой полученных результатов.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в разработке и исследовании математических моделей статических деформаций и колебаний стойки УЗ станка, а также в формировании и исследовании поляризационно-оптических моделей, на которых путем сравнительного исследования стоек традиционной и предложенной оригинальной конструкции показана возможность перераспределения сжимающих и растягивающих напряжений в теле стойки, благодаря которому повышается стабилизация положения направляющих инструментальной каретки.

Практическая полезность работы состоит в следующем

разработан и отлажен экспериментальный стенд для исследования статических деформаций стойки УЗ станка, на котором можно выполнять детальный анализ перемещений областей стойки, вызываемых растяжением-сжатием, изгибом и кручением.

отлажена система многоканальной компьютерной регистрации данных и методика обработки результатов экспериментов,

изготовлены поляризационно-оптические модели стойки - как традиционной, так и новой предложенной конструкции - разработана методика и выполнено их исследование с использованием компьютерной обработки изолиний, полученных цифровой фотокамерой.

Реализация работы. Разработанные методики, результаты работы и программное обеспечение используются в научной работе кафедры Технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов РУДН, при выполнении магистерских диссертаций, в учебном процессе в курсах "Технология машиностроения", «Методика и практика технических экспериментов», "Математическое и физическое моделирование'', в научно-исследовательской работе сгудентов.

Апробация работы. Отдельные разделы работы и работа в целом обсуждалась на заседаниях кафедры Технологии машиностроения, металлорежущих станков и инструментов РУДН, на научно-технических конференциях Инженерного факультета РУДН в 2005-2007 гг

Публикации. По результатам исследования опубликовано 3 работы Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов, приложения, списка литературы; изложена на страницах машинописного текста, содержит 49 рисунков, 7 таблиц.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы и основные направления исследований.

В первой главе рассматриваются основные теоретические положения особенностей процесса ультразвуковой обработки материалов, опубликованные в Советском Союзе, России и за рубежом. В работах Благова В И, Волосатова

В А, Екатеринчука И Н, Казанцева В. Ф., Лифшица А. Л , Мечетнера Б. X., Розенберга Л, Д., Самарина И.А, Тявловского М Д, Хмелев В Н, Ohira М , Kagayama Н., Nishiinura G , S., Gerald M.J., Dermis H.S , Pavlovskata E, Wierci-groch M и других исследователей, рассматриваются физические явления, происходящие в зоне ультразвукового взаимодействия абразивных частиц и обрабатываемых материалов В частности, изучались вопросы эффективности, точности полостей и отверстий при ультразвуковой размерной обработке Много внимания уделено также типовым конструкциям станков, вибраторам для УЗ-обработки, а в последнее время - динамическим моделям колебаний УЗ станков как многомассовых систем

К теме исследования относятся также работы в области металлорежущих станков, в которых рассматривались корпусные детали, в частности, стойки Расчетным моделям посвящены монографии и статьи Еремина Н.В., Кирилина Ю В., Левиной 3 М , Решетова Д Н , Табакова В П, Хомякова В С. и других ученых

Глава завершается кратким анализом проблем в выбранном направлении исследования, формулируется цель исследования и выдвигаются следующие задачи исследования*

разработать методику измерения величины и формы статических перемешений элементов конструкции при деформации стойки,

разработать методику экспериментального исследования, включая компьютерную фиксацию и обработку записи колебаний стойки при нагружении внешним вибратором, а также силами, возникающими в рабочей зоне при прошивке отверстий;

провести экспериментальные исследования статики и динамики натурного объекта,

на основе информации об исследованиях в области стоек металлорежущих станков и полученных в данной работе экспериментальных данных разработать математические модели статики и динамики стойки ультразвукового прошивочного станка;

разработать новую конструкцию стойки, в которой путем перераспределения напряжений и деформаций в отдельных элементах тела стойки будет обеспечиваться стабильное положение направляющих относительно стола;

разработать поляризационно-оптические модели стойки исследуемого УЗ станка и стойки новой конструкции;

выполнить сравнительное исследование статических деформаций и напряжений поляризационно-оптическим методом,

провести компьютерное исследование влияние различных материалов (алюминиевый сплав, чугун, синтегран) стоек на их статические и динамические характеристики

Вторая глава посвящена вопросам статических исследований В ней рассматриваются особенности исследования статических деформаций стойки УЗ станка Описанные в литературе методики расчета стоек металлорежущих станков носят в значительной степени ориентировочный характер и не могут в

полной мере использоваться для разработки и компьютерного исследования их статических и динамических моделей.

Ввиду малости деформаций отдельных элементов стойки УЗ станка, для измерения применялись световолоконные датчики на основе фотоэффекта, разработанные и изготовленные в РУДН В отличие от применявшихся ранее подобных датчиков, было подобрано такое нагрузочной сопротивление на выходе измерительной системы, что удалось довести чувствительность датчика до 80 мВ/мкм, что в итоге обеспечивает точность измерений до 0,004...0,005 мкм.

Измерительная схема статического экспериментального исследоваия показаны на рис. 1. Специальная сварная рама из трубок квадратного сечения закреплялась на столе станка. По трубкам перемещались и закреплялись в требуемых положениях ползушки, в которых с возможностью на стройки необходимой величины зазора устанавливались измерительные наконечники

Рис 1 Схема измерений статических деформаций стойки: 1 - источник постоянного напряжения (мод ТЕС 9), 2 - цифровой вольтметр(мод В7-16), 3 -световолоконный датчик (на высоте 50мм), 4 - световолоконный датчик (на высоте 240мм), 5 - световолоконный датчик (на высоте 460мм); 6-световолоконный датчик (на высоте 620мм), 7 - стойка; 8 - жесткая измерительная рама; 9 - концентратор, 10 - индикатор(0.01 мм), 11 -механический динамометр, 12- механизм нагружения.

световолоконных датчиков. Для уменьшения разброса результатов

дублирующих экспериментов окончательная тарировка в каждой точке измерения производилась заново. Фиксация результатов тарировки и экспериментов выполнялась через аналого-цифровой преобразователь непосредственно на компьютере с последующей статистической обработкой

Статические эксперименты проводились преимущественно с троекратным (иногда с пятикратным) пов горением Деформации стойки во всех точках следует признать линейными в пределах изменения нагрузки от 20 до 500 Н (рис 2 и 3). Некоторая нелинейность наблюдалась только в начале нагружения Кривые нагружения практически полностью повторяют разгрузочные кривые Это, вероятно, связано с высокой жесткостью стыков в соединении «стойка-основание», которая на порядок

сила вертикального нагружения, К Рис 2. Перемещение верхней точки стойки (наиболее удаленной от основания)

0,35 -i

О -------------1

0 SO 100 150 200 250 300 350 400 450 500 560 600 650

Расстояние сечения от основания мм

Рис 3. Перемещения точек, расположенных в параллельных сечениях стойки при нагружениях вертикальной силой 460 Н (сплошная линия) и 230 Н

(пунктирная линия)

выше жесткости самого корпуса стойки, имеющего весьма тонкостенное исполнение.

Для наглядности напряженно-деформированного состояния стойки УЗ станка было выполнено решение задачи с использованием твердотельного моделирования в среде SOLID WORKS. Процесс решения включал на конкретном примере импорт трехмерной геометрической модели, построенной в CAD-системе, через формат SAT, автоматическую генерацию сетки, приложение нагрузок и условий симметрии к геометрической модели, расчет напряжений и деформаций, визуализация результатов в постпроцессоре с использованием симметрии, создание входного файла на языке APDL Полученные данные целесообразно рассматривать как оценочные, так как сформировать пустотелый объекта исследования с окнами и неоднородной толщиной стенок, что характерно именно для стоек УЗ станков, весьма непросто Поэтому параллельно выполнялось компьютерное исследование жесткости путем формирования нелинейной математической модели (1) путем разбиения тела стойки на характерные участки, каждый из которых, в свою очередь, расчленялся на узкие слои:

D_Pr,ff 128/

где: 8 - угол поворота верхней площадки стойки в рад., Р — осевая сила на инструменте в Н, Lp - деформируемая длина стойки в мм, Yp — расстояние от оси стойки до оси инструмента в мм, 6, и Ь1П - соответственно наружная ширина сечения и ширина

полости

слоя

сечения стойки на г - ом участке, к^) и Ь1Л(]) - соответственно наружная и внутренняя высота

полости сечения стойки ву — ом слое сечения г — го участка Третья глава посвящена исследованию динамики стойки УЗ прошивочного станка. Экспериментальное исследование стойки проводилось традиционным частотным методом (рис 4) Электродинамический вибратор 6 устанавливался на столе станка таким образом, чтобы ось его совпадала с осью концентратора УЗ станка При измерениях использовались пьезоакселерометры типа КОЗ 5 Один акселерометр (поз. 1) закреплялся на подвижном (вибрирующем) столе вибратора, а второй (поз 5) — последовательно устанавливался в различных точках стойки, которые совпадали с точками измерения ее статических деформаций Генератор 3 через усилитель мощности 2 обеспечивал возбуждение колебаний в диапазоне 10 20000 Гц Процедура исследований контролировалась с помощью осциллографа 4 Запись сигналов датчиков 1 и 5 производилась на компьютере

с помощью внешнего АЦП (на рис 4 не показан). Пример обработанных на компьютере результатов (после двукратного численного интегрирования показан на рис 5)

На основании теоретического анализа с учетом особенностей конструкции динамическая модель была представлена как упругая балка с массой (инструментальной кареткой и инструментальной головкой) на ее конце Для такой модели характерны две основные формы колебаний, изгибные колебания в направлении, перпендикулярном оси стойки, и угловые (крутильные)

Рис 4. Блок-схема измерения динамических характеристик стойки: 1 и 5- пьезоакселерометры КВ35,2 - усилитель мощности ЬУЮЗ, 3 -генератор сигналов низкочастотный ГЗ-117,4 - осциллограф С1-83, 6 -электродинамический возбудитель колебаний фирмы ЯРТ.

N П П П П Л

Ш 1Л О <ч N СО

Частота колебаний, Гц

Рис 5. Линейчатый спектр вынужденных колебаний верхней части направляющих стойки.

колебания массивной части на конце балки. Известное в теории упругости уравнение изогнутой оси балки с заделанным концом (при постоянном по длине прямоугольным сечением), было преобразовано в математическую модель, учитывающую переменность по форме и размерам сечения, а также проёмы на отдельных участках Решение производилось численным методом по разработанной компьютерной программе.

Для этого мысленно разбиваем стойку на малые участки (слои) длиной &ги производим суммирование по длине, вводя переменный момент инерции

-у

Е 6/(0

, I3 ,

21(г) 3/(0

(2)

где- у(0 - перемещение г-го слоя сечения стойки,

Р — сила, приложенная к свободному концу стойки перпендикулярно

ocиZ;

г(0 - расстояние г-ой точки от точки приложения силы, / — длина стойки;

Е — модуль упругости материала стойки, /(0 — момент инерции I - ом слое сечения балки Момент инерции в 1-ом слое подсчитываем по формуле

/(0 =

Ь1т3(1)-Ь2(г)к23(1) 12

(3)

где 5гг - расстояние г - го слоя сечения от заделки,

Ъ¡(О и А/ ( г) — ширина и высота наружного контура слоя сечения

стойки,

Ъг{г) и Л2 ( /) - ширина и высота внутреннего контура слоя сечения

стойки

Аналогично представляются и уравнения изгиба оси стойки, происходящего в результате поворота слоев Для упрощения теоретического анализа колебаний стойки целесообразно рассматриватсь только формы колебаний, соответствующие первым гармоникам спектра собственных колебаний, так как именно на этих гармониках наблюдаются наибольшие амплитуды колебаний

Расчет приведенной массы модели при изгибе производится из условия равенства кинетических энергий в колебательном движении реальной стойки и расчетной модели:

У:

где- Мпр — приведенная масса,

т1 - масса г - го слоя сечения стойки,

у(г)- перемещение середины г - го слоя сечения стойки,

п - число расчетных слоев (и = / /&)

Для расчета частоты изгибных собственных колебаний стойки переменного сечения применялось выражение для одномассовой системы с постоянной жесткостью

/о,расч= ~ ,! 77 > (5)

\1 У1,ед Мпр

где: У1ей - перемещение свободного конца при приложении единичной силы.

В результате выполненных расчетов были получены следующие значения приведенной массы модели стойки из алюминиевого сплава для изгибной формы колебаний, коэффициента жесткости и частоты собственных колебаний:

МУр =0,889 кг, Су =3,78-10бНУм,/о' = 1038 Гц

Аналогичным путем были получены значения приведенного момента (массового) для крутильных колебаний, т.е для формы колебаний, связанной с угловым поворотом сечений стойки

= 0,0597 кгм2 , С9 = 7,475Нм/рад,/0ф = 1780 Гц

На полученных моделях проводились компьютерные эксперименты Пример АФЧХ при возбуждении колебаний модели в плоскости У02 с амплитудой силы 40 Н показан на рис 6. На частотах, близких к собственным частотам 1036 Гц и 1776 Гц амплитуды колебаний стойки достигают значений соответственно 48 и 79 мкм

Рис. 6. Перемещения верхней части направляющих стойки в результате крутильных (1776 Гц) и изгибных (1036 Гц) в диапазоне частот 0...2000 Гц.

В заключительном разделе гл. 3 выполнен анализ возможности применения стойки из с ин те грана. Разработан чертеж с и нте]-ран о вой стойки, подсчитаны необходимые данные для моделирования и проведен имитационный компьютерный эксперимент по возбуждению колебаний стойки случайным процессом в диапазоне Ö...2000 Гц.

Компьютерный эксперимент показал (рис.7), что при замене алюминиевого сплава сингеграном для одних и тех же условиях возбуждения колебаний (среднеквадратичное значение амплитуды колебаний возбуждающей силы 40 Н в частотном диапазоне 1...2000 Гц) в области первого резонанса максимальное значение амплитуды колебаний стойки снижается с 43 мкм ди!4 мкм, а в области второго резонанса - с 77 мкм до 10 мкм.

!

10

т

О 209 400 S00 800 1000 1200 1400 1000 1800 2000

"аетота колебаний, Гц

О 280 400 600 800 1000 1200 1409 1600 1800 2000

частота колебаний, Гц

Рис. 7. Амплитуда колебаний верхней части стойки при случайном воздействии: вверху — станина из алюминиевого сплава, внизу — из синтеграна

Четвертая глава посвящена поляризационно-оптическому исследованию напряжений и деформаций стойки УЗ станка на модели В главе ставится вопрос об общности большей группы технологических машин, которая может быть объединена по признаку консольной компоновки Для них характерно большое удобство в работе — открытое с трех сторон рабочее пространство, но, вместе с тем, резко уменьшается технологическая жесткость, значительные моменты сил вызывают угловые и линейные смещения оси технологического инструмента — сверла, фрезы, пуансона и т.п Для уменьшения этих отрицательных моментов приходится увеличивать поперечные размеры стоек, усложнять их форму, применять различные ребра жесткости

Была поставлена задача разработки конструкцию стойки, которая

позволила бы без увеличения толщины стенок и массы, а только за счет изменения расположения участков сжатия и растяжения конструкции значительно уменьшить отклонения от перпендикулярности вертикальных направляющих стойки по отношению к плоскости стола Детальный аналитический анализ стоек представляет достаточно сложную задачу и выполняется, как правило, в приближенной постановке. В главе выполнено аналитическое рассмотрение упрощенной плоской модели, отражающей условно основные элементы конструкции стойки (рис. 8). На рис 8-й) средняя прямоугольная часть имитирует основное тело стойки, а нижняя часть основного тела стойки жестко связана с опорной плитой Эту связь для простоты можно считать заделкой. Если приложить к_

"7 7" /'"" "~7~'

а) б)

Рис 8. Модели для аналитического рассмотрения

_деформаций, а) — цельная и б) — разрезная__

модели вертикальные распорные силы Р , имитирующие технологическую нагрузку, то они создадут изгибающий момент в основном теле стойки, в результате чего левая сторона модели будет испытывать растягивающие напряжения, а правая - сжимающие. Вследствие этого произойдет изгиб средней прямоугольной части, которая приобретет форму, показанную пунктиром. Направляющие при этом приобретают наклон относительно стола, что приводит к смещению индентора относительно обрабатываемой детали.

На рис 8 — 6) показана плоская модель, полученная из цельной модели путем выполнения Г-образной прорези Так как при этом происходит существенное ослабление верхней части модели а), соединяют полученный вертикальный кронштейн с верхней частью модели коротким стержнем с шарнирами на его концах Таким образом, на вертикальный кронштейн будет

действовать растягивающая сила Р, а на правую часть стойки, расположенную за прорезью — изгибающий момент Рк и сжимающая сила Р Исключив из рассмотрения, ввиду малости, момент трения в соединениях штифтов и элементов стойки, можно утверждать, что в сечениях вертикального кронштейна будут действовать преимущественно растягивающие напряжения, а в сечениях стойки, расположенных за разрезом — изгибающие и сжимающие напряжения.

Р Р РЬ , ст =—,сг =-+-Ь, (5)

¿Г - ^ 21 К>

где: ак — напряжения в вертикальном кронштейне,

аст - напряжения в стойке за разрезом, Р - сила прижима индентора, РИ — изгибающий момент, К и Р1Ш- площади сечений кронштейна и стойки, I— момент инерции горизонтального сечения стойки, Ь — размер горизонтального сечения стойки.

Выполненное разделение стойки на две части — вертикальный кронштейн и собственно стойку — обеспечивает изменение картины напряжений и деформаций. Изгибные деформации стойки не будут передаваться на инструментальную головку ультразвукового станка, которая перемещается в направляющих вертикального кронштейна, испытывающего преимущественно растягивающие и лишь незначительные изгибающие напряжения.

Более детально задача была изучена с помощью плоских моделей поляризационно-оптическим методом, при котором можно наглядно увидеть распределение напряжений в теле стойки и проследить, как предложенные конструктивные решения будут сказываться на величине угловых перемещений направляющих. Для проведения экспериментов были изготовлены две поляризационно-оптические модели Одна из них в масштабе 1 5 (по высоте) имитировала стойку УЗ станка мод. М01, а вторая — в том же масштабе представляла стойку с перераспределением напряжений при нагружении. На рис 9 — а показана первая модель. Модель имеет форму, приближенную по форме к исследуемой стойке, а ее размеры были выбраны таким образом, чтобы максимально использовалось оптическое пространство установки Вторая модель (рис. 9-6) была выполнена из заготовки, полностью повторяющей форму и размеры первой модели, но в ней прорезан специальный угловой паз, в результате которого был образован слева от оси вертикальный кронштейн. Показанный на рис. 8-6 короткий стержень с шарнирами в поляризационно-оптической модели был заменен двумя боковыми накладками 1 и штифтами 2, что аналогично стержню с шарнирами, накладки выполняют ту же задачу -перераспределять напряжения и деформации с целью обеспечения сохранения вертикального положения верхней части модели стойки при ее нагружении вертикальными силами и сохранять жесткость верхней части второй модели стойки

б

Рис. 9. Модели стоек, выполненные из поляризадионно-оптинеского материала, а — модель цельной стойки, аналог натурного объекта; б—модель стойки с прорезями- 1 — боковые накладки, 2 — штифты.

При изготовлении стойки в натуре указанная прорезь может формироваться при литье.

Предположительная оценка деформаций показывает, что у модели а на вертикальном участке длиной 60 мм будут наблюдаться равномерно распределенные по горизонтальному сечению напряжения растяжения, а на правой стороне вертикального участка - напряжения сжатия и напряжения растяжения на левой стороне этого участка. Это означает, что вертикальная часть стойки будет упруго отгибаться по часовой стрелке, и верхняя часть вертикального участка потеряет свое вертикальное положение

У модели б мысленно перерезаем боковые накладки 1 и к штифтам 2 прикладываем противоположно направленные вертикальные силы Р, равные нагрузке Теперь вертикальный кронштейн (если пренебречь моментом трения в шарнирном соединении) будет только растягиваться, а правая часть стойки за разрезом растягиваться и отгибаться.

Были отсняты фотограммы изохром при различных величинах нагружающих сил. Один из примеров фотограмм показан на рис 10.

Рис, 10. Фотограммы изолиний максимальных касательных напряжений: а - цельная модель, 6 -- модель С прорезями.

■

Картина напряженно-деформированного состояния модели с прорезями (рис. 10 — 6) значительно отличается от исходного варианта. Фотограмма хт показываем, что вертикальный кронштейн (левая от прорези часть модели стойки) на всей длине между зонами концентрации напряжений, обусловленных локальными участками внешнего геометрического контура, практически на 80% по Ширине имеет однородное напряженное состояние, что является характерным признаком растяжения.

Для правой части модели стойки, расположенной за прорезью, картина изолиний имеет вид, характерный для консольного изгиба с некоторой особенностью напряженного состояния вдоль контура прорези, встречающийся в рамных конструкциях, а именно - наличие точки нулевого момента на контуре в средней части по высоте стойки. Одновременно на правом контуре вертикального кронштейна в середине его высоты примерно на уровне нулевого момента левой части стойки наблюдается напряженное состояние с точкой нулевого момента, характерного для изгиба (см. рис. 10 б).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1 Выполнена разработка и проведено исследование

математической и поляризационно-оптической моделей стойки ультразвукового прошивочного станка, а также предложена оригинальная конструкция стойки, способствующая повышению точности формы обрабатываемых отверстий и их координат путем уменьшения линейных и угловых перемещений направляющих

2. Разработана методика проведения статических исследований стойки УЗ станка, измерены линейные и угловые деформации с точностью линейных измерений до 0,005 мкм. В частности, установлено, что угловая податливость вертикальной площадки верхней части стойки составляет 0,96 10' брад/Н,

3. Разработана нелинейная математическая модель для компьютерных расчетов статических деформаций, учитывающая, в том числе, и дискретную неравномерность формы и размеров сечений стойки.

4. Выполнены экспериментальные исследования линейных и угловых колебаний тела стойки, на основе которых разработана двухсвязная математическая модель установившие, что собственные частоты колебаний стойки лежат в области 1000 ..1780 Гц изгибная форма колебаний станины наблюдается при частоте 1078 Гц, а крутильная форма — при 1780 Гц

5. Разработана двухсвязная математическая модель изгибных и крутильных колебаний и проведено компьютерное исследование с построением амплитудной фазово-частотной характеристикой (АФЧХ) модели, установившее, что наибольшие значения амплитуд приходятся на вторую форму колебаний (1780 Гц).

6. Выполнена эскизная разработка конструкции стойки УЗ станка из синтеграна и проведено компьютерное сравнительное исследование амплитудно-частотных характеристик моделей стоек из алюминиевого сплава и синтеграна путем имитации воздействия случайных колебаний. Показано, что на резонансной частоте изгибной формы амплитуда колебаний станины из синтеграна уменьшается с 43 до 14 мкм, а крутильной формы - соответственно с 77 до 10 мкм

7. Разработана оригинальная конструкция стойки, в которой путем формирования разделительных полостей обеспечивается перераспределение напряжений и деформаций таким образом, что передняя часть стойки, несущая направляющие, под нагрузкой испытывает преимущественно растягивающие деформации по всему поперечному сечению, а задняя часть изгибающие и сжимающие, что обеспечивает стабильное положение направляющих.

8. Разработана методика сравнительных поляризационно-оптических исследований моделей стоек стандартной и оригинальной консгрукции.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях.

1. Копылов В.В , Кошеленко А.С, Позняк Г Г, Рогов В А., Хамдан Я М Исследование деформаций стойки ультразвукового прошивочного станка методом фотомеханики. Журнал техника и технология № 3/2007 стр 21-24

2 Ясин М X., Позняк Г Г. Анализ статической жесткости стойки ультразвукового станка. Вестник РУДН № 2/2005 стр. 52-55

3. Позняк Г.Г, Рогов В.А., Ясин Мохаммед Хамдан. К вопросу о применении синтеграна в конструкциях стоек ультразвуковых станков Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Международная научно-техническая конференция Сборник статей. Пенза. -2007, С. 232- 235.

Ясин Мохамед Хамдан (Судан)

ФИЗИЧЕСКАЯ И МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ СТАТИКИ И ДИНАМИКИ СТАНИНЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРОШИВОЧНОГО СТАНКА

В диссертации рассмотрены вопросы статики и динамики стойки ультразвукового прошивочного станка Экспериментально изучены статические и динамические деформации и напряжения стойки Разработаны математические и физические модели, проведено их исследование в компьютерных экспериментах и поляризационно-оптическим методом. Установлено, что предложенная конструкция позволяет за счет перераспределения областей изгиба и сжатия в теле стойки значительно увеличить стабильное положение направляющих и тем самым повысить точность формы прошиваемых отверстий и их координат

Yasin Mohamed Hamdan (Sudan)

PHYSICAL AND MATHEMATICAL MODELS OF THE STATICS AND DYNAMICS OF THE BED ULTRASONIC DRILLING MACHINE

In this thesis, the static's and dynamic's questions of a rack ultrasonic drilling machine are considered Static and dynamic deformations and pressure of a rack are expen-mentally studied Mathematical and physical models are developed, their research on the computer expenments and on the poianzation-optical method are earned out It established that, the offered design allows redistnbutmg areas of a bend and compression in a body of a rack considerably to increase stable directing position and by that to raise accuracy of the form of dnlled holes and their coordinates

Отпечатано в ООО «Оргсервис—2000» Подписано в печать 14.09.07 Объем 1,56 п л. Формат 60x90/16. Тираж 100 экз Заказ № 14/09-2Т 115419, Москва, Орджоникидзе, 3

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 - ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Технология ультразвуковой обработки

1.1.1 Сущность и технологические характеристики ультразвуковой размерной обработки

1.1.2 Материалы, обрабатываемые ультразвуковым методом

1.1.3 Технологические характеристики ультразвуковой обработки

1.1.4 Абразивные материалы для ультразвуковой абразивной обработки

1.2 Оборудование для ультразвуковой обработки

1.2.1 Ультразвуковые станки

1.2.2 Колебательные системы для реализации технологического процесса размерной УЗ обработки

1.2.3 Математическое моделирование колебательных систем УЗ станков

1.3 Стойки ультразвуковых станков

1.3.1 Общие требования к конструкциям стоек станков

1.3.2 Теоретические расчеты стоек на жесткость

1.3.3 Технический расчет стоек

1.4 Обсуждение литературных данных и постановка задач исследования

ГЛАВА 2. СТАТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТОЙКИ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ПРОШИВОЧНОГО СТАНКА

2.1 Особенности исследования статических деформаций стоек УЗ станка

2.2 Методика выполнения статических экспериментов

2.2.1 Выбор датчиков и аппаратуры для исследования статических деформаций стойки

2.2.2 Тарировка измерительной системы

2.2.3 Схемы и организация статических исследований

2.3 Результаты и обсуждение результатов экспериментальных исследований

2.4. Математическая модель статических упругих перемещений в различных сечениях по высоте стойки

2.5. Исследование статики стойки в среде SOLID WORKS

ГЛАВА 3 . ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ СТОЙКИ УЗ ПРОШИВОЧНОГО СТАНКА

3.1 Экспериментальные исследования динамики стойки

3.2 Экспериментально-теоретический анализ колебаний стойки как системы с двумя степенями свободы

3.3 Анализ возможности применения стойки из синтеграна

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ СТОЙКИ УЗ СТАНКА НА ПОЛЯРИЗАЦИОННООПТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МЕТОДОМ ФОТОМЕХАНИКИ

4.1 Постановка задачи и выбор метода исследования.

4.2 Основы фотомеханики. Тарировка материала модели и нагрузочного диска.

4.3 Аналитическое рассмотрение задачи

4.4 Описание поляризационно-оптических моделей

4.5 Анализ результатов поляризационно-оптических экспериментов.

Современная технология механической обработки конструкционных материалов достигла больших успехов, а выпускаемые промышленностью металлорежущие станки - высокой степени совершенства и высокой производительности, что позволяет с успехом решать различные задачи, выдвигаемые бурным процессом развития техники. Однако развитие техники привело к появлению новых материалов, механическая обработка которых традиционными способами затруднена. К ним относятся, прежде всего, такие материалы с высокой твердостью, как вольфрамосодержащие и титанокар-бидные сплавы, алмаз, рубин, лейкосапфир, закаленные стали, магнитные сплавы из редкоземельных элементов, термокорунд и др. Из традиционных способов при обработке таких материалов применяется только шлифование. Обработка другой группы материалов, таких как германий, кремний, ферриты, керамика, стекло, кварц, полудрагоценные и поделочные минералы и материалы, затруднена их очень большой хрупкостью.

Для решения проблемы обработки сверхтвердых и хрупких материалов разработаны и внедрены в практику специальные способы обработки: алмазосодержащим вращающимся инструментом, электрохимический, электроэрозионный, электронно-лучевой, ультразвуковой. Среди этих способов значительное место занимает ультразвуковая обработка как наименее энергоемкая и позволяющая получать отверстия и полости независимо от электропроводности материалов деталей.

Анализ литературных данных, относящихся непосредственно к теме диссертации, показал, что существует ряд вопросов в области конструирования, изготовления и эксплуатации ультразвуковых (УЗ) станков, связанных с достижением высокой точности обработки, как непосредственно размеров и формы получаемых отверстий, так и координат их расположения. Большая часть экспериментальных и теоретических исследований посвящена процессу обработки, вопросам взаимодействия незакрепленных частиц абразивов с индентором и обрабатываемым материалом: частотам и амплитудам колебаний индентора, процессу размельчения абразивных микрочастиц при реализации микрорезания, оптимального усилия прижима абразивных частиц к обрабатываемой поверхности, скорости смены суспензии в рабочем промежутке, свойств рабочей жидкости и т.д. Значительное число работ посвящено конструкциям станков и особенно УЗ вибраторов. Однако следует отметить, что некоторым элементам конструкций УЗ станков, особенно стойкам, не уделялось должного внимания. Прошивочные станки, особенно небольших типоразмеров, выполняются с С-образными стойками, что позволяет значительно расширить возможности получения отверстий в крупногабаритных деталях. Полагается, что поскольку мощность процесса УЗ микрорезания невелика и частота колебаний рабочего инструмента очень высока, то колебания его не должны оказывать влияния на сравнительно низкочастотные колебания элементов конструкции в рабочей зоне. Однако, как показывают экспериментальные исследования, при УЗ резании возникают низкочастотные колебания несущих деталей. В итоге снижается точность формы прошиваемых отверстий и точность взаимного расположения их осей. В опубликованных работах недостаточное внимание уделялось исследованию статической и динамической жесткости, измерению и анализу низкочастотных колебаний элементов конструкции УЗ станков. Большое число аналитических и экспериментальных работ, посвященных расчетам статики и динамики стоек обычных металлорежущих станков, не может непосредственно быть использовано при конструировании УЗ станков. Необходимы другие подходы, связанные с выполнением требований уменьшения статических и динамических деформаций в процессе УЗ прошивки отверстий. Таким образом, тема исследования актуальна для теории и практики металлообработки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Выполнена разработка и проведено исследование математической и поляризационно-оптической моделей стойки ультразвукового прошивочного станка, а также предложена оригинальная конструкция стойки, способствующая повышению точности формы обрабатываемых отверстий и их координат путем уменьшения линейных и угловых перемещений направляющих.

2. Разработана методика проведения статических исследований стойки УЗ станка, измерены линейные и угловые деформации с точностью линейных измерений до 0,005 мкм. В частности, установлено, что угловая податливость вертикальной площадки верхней части стойки составляет 0,96-10'6 рад/Н.

3. Разработана нелинейная математическая модель для компьютерных расчетов статических деформаций, учитывающая, в том числе, и дискретную неравномерность формы и размеров сечений стойки.

4. Выполнены экспериментальные исследования линейных и угловых колебаний тела стойки, на основе которых разработана двухсвязная математическая модель установившие, что собственные частоты колебаний стойки лежат в области 1000. 1780 Гц изгибная форма колебаний станины наблюдается при частоте 1078 Гц, а крутильная форма - при 1780 Гц.

5. Разработана двухсвязная математическая модель изгибных и крутильных колебаний и проведено компьютерное исследование с построением амплитудной фазово-частотной характеристикой (АФЧХ) модели, установившее, что наибольшие значения амплитуд приходятся на вторую форму колебаний (1780 Гц).

6. Выполнена эскизная разработка конструкции стойки УЗ станка из синтеграна и проведено компьютерное сравнительное исследование амплитудно-частотных характеристик моделей стоек из алюминиевого сплава и синтеграна путем имитации воздействия случайных колебаний. Показано, что на резонансной частоте изгибной формы амплитуда колебаний станины из синтеграна уменьшается с 43 до 14 мкм, а крутильной формы - соответственно с 77 до 10 мкм.

7. Разработана оригинальная конструкция стойки, в которой путем формирования разделительных полостей обеспечивается перераспределение напряжений и деформаций таким образом, что передняя часть стойки, несущая направляющие, под нагрузкой испытывает преимущественно растягивающие деформации по всему поперечному сечению, а задняя часть - изгибающие и сжимающие, что обеспечивает стабильное положение направляющих.

8. Разработана методика сравнительных поляризационно-оптических исследований моделей стоек стандартной и оригинальной конструкции и выполнено экспериментальное исследование, подтвердившее перспективность предложенной конструкции.

1. Абрамов О.В., Хорбенко И.Г., Швегла Ш. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1984 280 с.

2. Аверьянова В.Г., Миловидов А.А. Исследование обработки материалов ультразвуком: Рефераты докладов на втором совещании по высокоскоростной фотографии и кинематографии. Изд. АН СССР.1960.

3. Бирюков Б.Н, Электрофизические и электрохимические методы размерной обработки. М.«Машиностроение»,1981,128 с.

4. Благов В.И., Екатеринчук И.Н., Горбатова И.Ню, Ефремов С.С. Устройство для высокоамплитудной ультразвуковой обработки изделий в жидкой среде. А.С. СССР, № 1163897,1985.

5. Борун Г. М., Поляков 3. И. Величина разрежении в зоне резания ультразвукового инструмента. —Акустический журнал, 9, вып. 2, 231, 1963.

6. Вероман В.Ю. Ультразвуковой метод изготовления твердосплавных штампов. — Передовой научно-техн. и произв. опыт, 2, № 29/2, 1960.

7. Вероман В.Ю., АренковА.Б. Ультразвуковая обработка материалов. Л.,«Машиностроение»,1971,168 с.

8. Витман Ф. Ф., Златин Н. А., Иоффе Б.С. Сопротивление де1. S лформированию металлов при скоростях 10—1 (Г м/сек. — ЖТФ, 19, вып. 3,300, 1949.

9. Волосатов В.А. Работа на ультразвуковых установках. М.«Высшая школа», 1984, 192 с.

10. Ю.Волосатов В.А., Рабинович В.Б. Опыт ультразвуковой размерной обработки прецизионных деталей. ЛДНТП, 1980, 23 с.

11. П.Галков B.C., Зубченкова Н.П. Устройство для ультразвуковой обработки. А.С. СССР, № 230630,1968.

12. Горшков Б.М. Повышение точности прецизионных станков с составными станинами. Саратов, изд. Саратовского университета, 2004,- 184 с.

13. Дикушин В. И., Барке Б. Н. Ультразвуковая эрозия и ее зависимость от колебательных характеристик инструмента. — Станки и инструмент, № 5,10,1958.

14. Дикушин В. И., Барке В. Н. Ультразвуковое эрозия и ее зависимость от колебательных характеристик инструмента. Станки и инструмент, 1958 г., № 5., С. 19-22.

15. Дьяченко П. Е., Аверьянова В. Г. Исследование диспергирования твердых тел при воздействии ультразвука. В сб. « Трение и износ в машинах », вып. 15, 15 с.

16. Дьяченко П. Е., Мизрохи Ю. Н., Аверьянова В. Г. Некоторые вопросы ультразвуковой обработки. — В сб. «Применение ультразвука в промышленности», 1959, 139 с.

17. Елсайед А.Елмоуши, Позняк Г.Г. Разработка методики экспериментального исследования статики ультразвукового прошивочного станка // Вестник Российского Университета Дружбы Народов, серия: Инженерные исследования. 2004. -№ 2. (9).-С. 77 82.

18. Казанцев В. Ф. Метод измерения ультразвуковых напряжений в прозрачных телах. — Акуст. ж., 9, вып. 2, 236, 1963.

19. Казанцев В. Ф. Зависимость производительности от режима резания. Станки и инструмент, № 3, 12, 1963.

20. Казанцев В. Ф. Зависимость напряжений в материале при ультразвуковой обработке от амплитуды колебаний и силы прижима. — Акуст. ж., 9, вып. 1, 120, 1963.

21. Казанцев В. Ф., Мечетнер Б. X., Розенберг Л. Д. Новый высокопроизводительный способ ультразвуковой обработки. — В сб. «Электрофизические методы обработки материалов», вып. 6. Изд-во ЭНИМС.М., 1964, стр. 163.

22. Казанцев В. Ф., Розенберг Л. Д. The Mechanism of Ultrasonic Cutting. Ultrasonics, 4, 166, 1965.

23. Казанцев В. Ф. Физические основы процесса ультразвуковой обработки. Канд. дисс. М., 1963.

24. Казанцев В. Ф. Oscillation of Rod Pressed to Elastic Surface. L 48.5 Congr. Internal. Acoustique. Liege, 7—14 sept., 1965.

25. Казанцев В. Ф., Тиссенбаум Ю. Л. О характере движения суспензии абразива при ультразвуковой обработке. — Акуст. ж., 7, вып. 4, 19.493, 1961.

26. Казанцев В. Ф., Ультразвуковое резание. В кн. Физические основы ультразвуковой технологии. М.: Наука, 1970 С. 9- 70.

27. Казанцев В.Ф. Расчет ультразвуковых преобразователей для технологических установок. М.: Машиностроение, 1980,43 с.

28. Каминская В.В., Левина З.М., Решетов Д.Н. Станины и корпусные детали металлорежущих станков (расчет и конструирование). М.гМашгиз, 1961. 364 с.

29. Каминская В.В., РешетовД.В. Фундаменты и устновка металлорежущих станков. М.: Мшиностроение,1975. 208 с.

30. ЗЬКаминская В.В., Французов Ф.А. Влияние способа установки одностоечных координато-расточных станков на их жесткость. Станки и инструмент», 1960. №5. с. 24-26.

31. Кирилин Ю.В., Матренина Г.К. Опыт применения ЭВМ при проектировании тяжелых фрезерных станков // Станки и инструмент. 1982. №3. С. 3-4.

32. Кирилин Ю.В., Табаков В.П., Еремин Н.В. Методический подход к аналитическому моделированию несущей системы бесконсольного фрезерного станка // Вестник УлГТУ. Машиностроение, строительство. 2002. №4. С. 17-20.

33. Кошеленко А.С., Позняк Г.Г. Теоретические основы и практика фотомеханики в машиностроении. М.: Издательский дом «Граница», 2004. 296 с.

34. Круглов В.В. Сорокин В.М., Пучков В.П. Электрофизикохимиче-ские и комбинированные методы обработки. Н.Новгород 1998,93 с.

35. Лифшиц А. Л., Мечетнер Б. X. Ультразвуковые станки. — В сб. «Станкостроение в капиталистических странах». Под. ред. А. П. Владзиевского. М., Машгиз, 1961, стр. 567.

36. Марков А.И. Резание труднообрабатываемых материалов при помощи ультразвуковых и звуковых колебаний. Машгиз, 1962, 331 с.

37. Markov, A. I., Ustinov, I. D. A study of the ultrasonic diamond drilling of non-metallic materials. Ind. Diamond Rev., March 1972, p. 97-99.

38. Марков А. И., Лямин Б. H. Способ ультразвуковой обработки. Авт. свид. СССР № 109844 от 14.1 1957 г.

39. Марков А. И. Ультразвуковое резание труднообрабатываемых материалов, М., «Машиностроение», 1968,367 с.

40. Марков А.И. Ультразвуковая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1980.-237 с.

41. Марков А.И. Методы ультразвуковой обработки металлов. К.: Общество «Знание» Украинской ССР, 1980, 20 с.

42. Махов А.А. Рогов В.А., Ахмед Оссама М.Е., Статические исследования композиционной станины особо точного токарного станка /

43. Вестник РУДН, сер. «Инженерные исследования» 2004. JVb 1 (8), 70 - 75 с.

44. Метелкин В. В., Метелкин И. В., Плешивцев Н. В. Производительность при ультразвуковом резании. Машиностроитель, 8, 33, 1962.

45. Мечетнер Б. X. и Яхимович Д. Ф. Состояние и перспективы развитая ультразвуковой размерной обработки, Станки и инструмент, 1967, № 9.

46. Мечетнер Б. X., Моисеенко Г. Н. Выбор метода сверления отверстий в хрупких материалах. «Электрофизические и электрохимические методы обработки», Научно-техн. реф. сб.(НИИмаш), 1974, вып. 2.

47. Мечетнер Б. X., Б ар к е В. Н., Манин М. И. Технология ультразвуковой обработки. (Руководящие материалы). ЦБТИ, ЭНИМС. М., 1959, 43 с.

48. Мечетнер Б. X., Устьянцев А. А., Яхимович Д. Ф. Универсальные и специализированные ультразвуковые станки. — В сб. «Применение ультразвука в технологии машиностроения.». М., 1960, стр. 197, ЦИНТИ.

49. Мечетнер Б. X., Разработка ультразвуковых станков большой мощности. Канд. дисс. М., 1965.

50. Мечетнер Б. X., Манин М. И. Технологические характеристик ультразвуковой обработки твердых сплавов при ее совмещении с процессом анодного растворения., В кн.: Ультразвук в машиностроении.^., ЦНИИПИ, 1966.

51. Мечетнер Б. X. и Яхимович Д. Ф. Ультразвуковые копировально-прошивочные станки., Станки и инструмент, 1977, № 9., С. 32-33.

52. Мечетнер Б. X. Стойкость используемого при ультразвуковой обработке абразива. — Техн.-информ. бюлл. ЦКБ УВУ, № 2(20), 26, 1961.

53. Нерубай М. С. Интенсификация алмазной обработки путем применения ультразвука, Станки и инструмент, 1977, № 2, С. 11-12.53.0гарков Н.Н., Бондаренко И.Ф. Физико-химическая обработка материалов. Магнитогорск: МГТУ, 2003,47 с.

54. Пановко Я.Г. Введение в теорию механических колебаний. М. -Наука, 1971,240 с.

55. Петруха П.Г., Марков А.И., Устинов И.Д. Ультразвуковое сверление глубоких отверстий в хрупких материалах алмазным инструментом. -« Вестник машиностроителя » , 1970 , №10 , с. 54-57.

56. Поляков 3. И.Исследование сил, возникающих при ультразвуковом резании. Ультразвуковая техника, 3, 39, 1963.

57. Попилов Л.Я. Электрическая и ультразвуковая обработка: Справочное пособие (вып. 1). М.: Государственное науч.-тех. изд. Машиностроительной литературы , 1960.-138 е., ил.

58. Применение ультразвука в промышленности: Сборник докладов. Центральный институт научно-технической информации электротехнической промышленности и приборостроения. М.: ЦИНТИ-ЭЛЕКТРОПРОМ, I960.- 260 е., ил.

59. Пух В.П. Изучение скорости роста трещин в прозрачных телах с помощью высокоскоростного фотографирования. Рефератыдокл. на II совещании высокоскоростной фотографии и кинематографии. Изд.-во АН СССР, 1960.

60. Рогов В.А. Разработка изделий из синтеграна для машиностроения. РУДН, учеб. пособие, М- 2001,с.7-24.

61. Розенберг Л.Д. Казанцев В.Ф., Макаров Л.О., Яхимович Д.Ф. Ультразвуковое резание. М.: Изд. АН СССР, 1962,251 с.

62. Розенберг Л. Д, Казанцев В. Ф. О физике ультразвуковой обработки твердых материале». — ДАН СССР, т. 124. Вып. 1. С.79-82, 1959.

63. Розенберг Л.Д., Казанцев В.Ф. Исследование механизма ультразвукового резания при помощи высокоскоростной киносъемки. -Станки и инструмент. №5. С. 20-22.1959.

64. Розин Л.А., Константинов И.А., Смелов В.А. Расчет статически неопределимых стержневых систем. Учебное пособие. Л. Издательство Ленинградского университета. 1987. 328 с.

65. Ростовцев Н. М. Опыты по ультразвуковой обработке материалов при повышенном гидростатическом давлении. — В сб. «Применение ультраакустики к исследованию вещества», вып. 12. Изд. МОПИ, 1960, 53 с.

66. Ростовцев Н.М., Епифанов Г. И. Влияние механических свойств твердых тел на скорость их ультразвуковой обработки. — ДАН СССР, 136, №4, 807,1961.

67. Ростовцев Н. М. Опыты по ультразвуковой обработке материалов при повышенном гидростатическом давлении. В сб. Применение ультраакустики к исследованию вещества. Изд. МОПИ, Вып. XII, стр. 53-63, 1960.

68. Рыбин А. А. Геммы и ультразвук. — Самоцветы, № 2 (8), 15, 1962, ЦНИЛКС.

69. Самарин И.А., Тявловский М.Д. Устройство для ультразвуковой обработки изделий, А.С. СССР, № 603433, 1978.

70. Смоленцев В.Н., Смоленцев Е.В. Способ электрохимической размерной обработки. Патент на изобретение № 2247635с1 от 31.12.2003.

71. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. М.: Наука, 1964, -420 с.

72. Теумин И.И. Ультразвуковые колебательные системы. М.: ГНТИ машиностроительной литературы. 1959,331 с.

73. Тимошенко С.П., Гудьер Дж. Теория упругости, М.- Наука, 1979, 560 с.

74. Ультразвуковая обработка твердых хрупких материалов./ Под. ред. Маркова-М.: Машиностроение, 1965.

75. Ультразвуковая колебательная система/ Хмелев В.Н и др. Патент РФ по заявке № 93041843/28 МКИ В06В 1/02, решение о выдаче от 17.06.96.

76. Физические основы ультразвуковой технологии: Сборник работ: М.: Изд-во АН СССР, 1969.-688 е., ил.

77. Фридман Я.В. Механические свойства металлов. Изд. 2, переработ. и доп. М., Оборонгиз., 1952, гл. 12.

78. Хмелев В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н. Ультразвуковая размерная обработка материалов.: Научная монография/ Алт. гос. Техн. Ун-т. им. И.И. Ползунова. Барнаул: изд. АлтГТУ, 1997. - 120с.

79. Хмелёв В.Н., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н. Способ управления процессом ультразвуковой размерной обработки. Положительное решение о выдаче патента по заявке №98105730/02 от 26 января 1999г.

80. Хмелев В.Н., Шутов В.В. Обработка хрупких твердых материалов с помощью ультразвука: Сборник материалов научно-практической конференции " Социально-экономические проблемы развития города Бийска до 2000 года" г. Бийск, 1997 г. НИЦ БиГПИ, с.179-181.

81. Хмелев В.Н., Попова О.В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве. Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1997 -160с.

82. Хмелев В.Н., Барсуков Р.В. , Цыганок С.Н. Ультразвуковая размерная обработка материалов. Барнаул: изд. АлтГТУ, 1999.

83. Хомяков B.C., Досько С.И., Тереньтьев С.А. Повышение эффективности расчета и анализа динамических характеристик станков на стадии проектирования // Станки и инструмент. 1991. № 6. С. 7 -12.

84. Шингель Л.П., Кибишев Т.В., Иванов С.В. Устройство для ультразвуковой обработки. А.С. СССР, № 1250936,1983.

85. Шрейнер Л. А. Твердость хрупких тел. Изд-во АН СССР, 1949.

86. Aspinwall D. k., Wise М. L. Н. Review: towards ultrasonic contour machining, ISEM'Xl: Symp. Electromachine, Proc.- Lausanne, Apr. 17-21, C. 953-963., 1995.

87. Balamuth L. Method of Abroding. Англ. пат. N 602801, 1948.

88. Blank D. Glasbearbeitung durch Stosslappen bei Ultraschallfre-quenz. (Ultraschallbearbeitung) Glastechn. Ber. 1961., 34, N 11, C. 534-544.

89. Blank D. Glassbearbeitung durch Stosslappen bei Ultraschallfre-quenz (Ultraschallbearbeitung). — Glasstechn. Ber., 34, N 11, 534, 1961.

90. Bory, Michael, Dieter Hansen AG. Ultraschall-bearbeitungs-werkzeug. Patent Number 671 529, Швейцария, 1989.

91. Bory Michael, Maho Hansen. Ultraschallbearbeitungsmaschine, AG.- № 4016/88.-1990., Пат. № 676097 Швейцария.

92. Fac. Engng Univ. Tokyo, 26, N 1, 69, 1959.

93. Galkins Noel. C. Automatic feed system for ultrasonic machining. U.S. Patent 105. Gerald M.J., Dennis H.S., Gerald K.S. Radially-resonant structures. UK Patent Number GB 2 216 223 A, 1989.

94. Hartely M.S.Ultrasonic Machining of Brittle Materials. — Electronics, 132,1956.

95. Hideki Takabayasi, Teruhiko Moriyama. Ultrasonic machine having amplitude control unit. U.S. Patent Number 5,101,599,1992.

96. Номото. Ultrasonic machining by Low Power. Vibration .- IASA.t. 28. Вып. 6.C.1081-1082. 1956.

97. Kiyhido Tsutsumi. Supporting device for Ultrasonic Vibration Assembly. U.S. Patent Number 4,995,938,1989.

98. Anton M. Krivtsov, M. Wiercigroch, Nonlinear dynamics of percussive drilling of hard materials, 1999 ASME Design Engineering Technical Conferences, September 12-15, 1999, Las Vegas, Nevada, USA.

99. Kops L. Probing the Ultrasonic Cutting Processes. Metalworking Production, 105, N6, 51, 1961.

100. Kubota, M., Tamura, J. and Shimamura, N. Ultrasonic machining with diamond impregnated tools. Bull. Jap. Soc. Precision Engng, 1977, 11(3), p.127-132.

101. L'usinage des metaux et corps durs sur la machine ultra-sonore diatron. — Ind. frac. 7, N 78, 891, 1958.

102. Miller G. E. Speacial Theory of Ultrasonic Machining. — J. Appl Phys., 28, N2,149,1957.

103. Neppiras E. A. Report on Ultrasonic Machining. What is Ultrasonic Machining.— Metalwork. Product., 100, N 27, 1283, 1956.

104. Neppiras E. A., Fosket R. D. Ultraschall Materialbearbeitung. -Philips'Techn. 2,37, 1957.

105. Nishimura G., Jimbo I., Shimakawa S. Ultrasonic machining (p. I). J. Fac. Engang Univ. Tokyo, 24, N 3, 65, 1955.

106. Nishiinura G., Yanagishima K., Shima T. Ultrasonic Mechanical Machining (part VII). Machining process and Machining Characteristics.— J. Fac. Engng Univ. Tokyo, 26, N 1, 53, 1959.

107. Neppiras E. A. Report on Ultrasonic Machining. The Mechanism of Ultrasonic Drilling. — Metalwork. Product., 100, N 28, 1333, 1956.

108. Nichimura G., Yimbo Y. Ultrasonic Mechanical Machining (part VIII). Static Pressure Impulsive Force and Contact Time in Machining State. — J.

109. Nishiinura G., S. Shimakawa. Ultrasonic Mechanical Machining (part IV). — J. Fac. Engng Univ. Tokyo, 25, N 4, 213, 1958.

110. Ohira M., Kagayama H., Akutsu O. Some Considerations on Mechanism in Ultrasonic Machining. Chips Removed, Traces Left, Residual Strains. — J. Soc. Precis. Mech. Japan, 27, N 9, 625, 1961.

111. Ohira M., Kagayama H., Akutsu O. Study of Ultrasonic Machin-ing-contact Angle, Machining Load and Penetrating Depth. — J. Soc.Precis.Mech. Japan, 27, N 7, 480, 1961.

112. Pahlizsch G., Blank D. Fortschritte beim Stosslappen mit Ullra-schallfrequenz. — Werkstattstechnik und Machnenbau, 50, 592, I960.

113. Show M. E. Das Schleifen mit UltraschallMikrotcchnik, 10, N 6, 265, 1956. Number 5,303,510,1994.

114. Schmidt Erwin. Ultraschal-Bearbeitungsmaschine. Заявка на изобретение № 4139538, 1992.

115. Sprode, harte Werkstoffe mit Ultraschall bearbeiten, J. Werkstatt und Betr., 1990 123, № 9, C. 684., Нем.

116. Taniguchi N. Analysis of Machining Force of Ultrasonic Machining. Repts Fac. Engng Yamanashi Univ., 9, 131, 1958.

117. Taniguchi N. Characteristic of Ultrasonic Mechanical Machining Materials —J. Soc. Precis. Mech. Japan, 22, N 6, 251, 1956.

118. Macao Идэ. Ультразвуковые станки для микрообработки. //Сереку то дзидока = J. Labor. Sav. and Аитош .—1989 .—20 ,№ 9 .—С. 41—44 .—Ял.

119. Яоита Тацуя. Ультразвуковой станок для обработки керамики. Mech. Eng. 1989.-37, № 10, С. 41-46.

120. Honen von bohrungen mit Hochfrequenz. Machine. 1992. - 46, № 7-8.-C. 21. - Нем.

121. Gilmore R. Ultrasonic machining and polishing, ISEM'Xl: Symp. Elec-tromachine, Proc.- Lausanne, Apr. 17-21, C. 941-951., 1995.

122. Ultrasonic machine for drilling micro-holes, Mech. Eng.-1989-37- № 10.

123. Ultrasonic die repolishing, J. Wire Ind.,—1991.—58 № 6955. — C. 666.

124. Wiercigroch, M., Neilson, R. D., Player, M. A. and Barber, H. Experimental study of rotary ultrasonic machining: Dynamic aspects. Mack Vibr., 1993,2(4), p. 187-197.

125. Wiercigroch, M., Neilson, R. D. and Player, M. A. Material removal rate prediction for ultrasonic drilling of hard materials using impact oscillators approach. Phys. Lett.A, 1999,259(2), p. 91-96.