автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.01, диссертация на тему:Инструментальная система с повышенными виброзащитными свойствами для фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ

На правах рукописи

ДМИТРЕВСКАЯ Юлия Станиславовна

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ СИСТЕМА С ПОВЫШЕННЫМИ ВИБРОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЗАГОТОВОК СЛОЖНОПРОФИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ НА СТАНКАХ С ЧПУ

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

Автореферат диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт - Петербург 2004

Работа выполнена на кафедре "Резание, станки и инструменты" Санкт-Петербургского института машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ)

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Петров Владислав Иванович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники РФ Вейц Владимир Львович

кандидат технических наук, доцент Шмаков Владимир Анатольевич

Ведущая организация:

Федеративное государственное унитарное предприятие "НИИ Технологии"

Защита состоится у/АД^^Х 2004 г. в ¿6 час 00 мин в аудитории 232 главного учебного корпуса на заседании диссертационного совета К 212.222.01 при Санкт-Петербургском институте машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ) по адресу:

195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., 14

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского института машиностроения

Автореферат разослан октября 2004г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Обеспечение высокого качества и эффективности изготовления продукции, конкурентоспособной по основным показателям надежности и долговечности, в настоящее время может быть получено лишь при обстоятельной перестройке машиностроительного производства. И одной из ее главных задач является постоянное совершенствование технологии обработки заготовок с широким использованием современного режущего и вспомогательного инструментов.

Инструментальное обеспечение технологических процессов механической обработки деталей резанием при их требуемом качестве с наибольшей производительностью и минимальными материальными затратами развивается в направлении совершенствования технологической надежности станко-инструментальных систем. Для этого в первую очередь необходимы дальнейшие исследования особенностей функционирования модулей технологической системы и в первую очередь вибраций инструмента и обрабатываемой заготовки. А если учесть, что из всех видов механической обработки заготовок резанием наиболее динамичным является фрезерование, то можно утверждать, что этот вид обработки требует особого внимания. Тем более что на многих предприятиях "узкие места" производства связаны с фрезерованием, так называемых, труднообрабатываемых деталей. Это детали, как правило, выполнены из высокопрочных высоколегированных сталей и титановых сплавов, имеют многосвязную обрабатываемую поверхность, малую жесткость, большую протяженность, переменную толщину снимаемого припуска и труднодоступные сложнопрофильных поверхности, обработка которых производится на многокоординатных станках с ЧПУ инструментальными системами с большими консольными вылетами. Форсирование режимов резания таких деталей ограничивается вибрациями модулей технологической системы: приспособления, обрабатываемой заготовки, режущего и вспомогательного инструментов, шпинделя или станочной консоли. Вибрации приводят к интенсивному износу и усталостному разрушению режущих элементов, к снижению качества обработанной поверхности и требуют частой смены инструмента.

Поэтому одним из основных путей повышения производительности и качества изготовления сложнопрофильных труднообрабатываемых деталей на станках с ЧПУ является совершенствование виброзащитных свойств технологических систем, и в первую очередь, режущего и вспомогательного инструментов. А это означает, что научно-техническая задача исследования особенностей функционирования фрезерных технологических систем при изготовлении сложнопрофильных деталей (СПД) на станках с ЧПУ и разработка на основе результатов этих исследования новых эффективных инструментальных систем (ИС) является актуальной задачей.

Объект исследования. Данная работа посвящена исследованию процесса чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ.

Цель и задачи исследования. Целью работы яйр^с^ [ЩВДвИШИЙНф-]

фективности процесса фрезерования заготовок сложнопрофиВШНШЭДСОДй из]

! г]

труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ за счет повышения производительности при обеспечении требуемых точности и качества и расширении технологических возможностей станков на основе применения инструментального комплекса с повышенными виброзащитными свойствами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Разработать методики проектирования, расчетно-теоретических и экспериментальных исследований инструментального комплекса с высокими дис-сипативными свойствами.

• Разработать физическую модель спроектированной инструментальной системы и получить расчетным путем основные частотные характеристики отдельных элементов и модулей инструментальной системы.

• На базе физической модели разработать математическую модель функционирования инструментальной системы и реализовать ее в виде пакета программ для ПК.

• Провести расчетно-теоретические и экспериментальные исследования кинематики и динамики инструментальной системы при фрезеровании заготовок сложнопрофильных деталей из труднообрабатываемых материалов.

• По результатам проведенных исследований выбрать наиболее рациональные конструктивные параметры инструментальной системы, исследовать экспериментально ее опытные образцы, а затем испытать их в цехах завода.

• Разработать и внедрить в производство технологические рекомендации и инструментальный комплекс с повышенными виброзащитными свойствами для чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей из высоколегированных сталей и титановых сплавов на станках с ЧПУ.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования особенностей функционирования инструментальной системы при фрезеровании вышеуказанных деталей базировались на научных положениях теории резания металлов, технологии машиностроения, сопротивления материалов, теоретической механики и теории колебаний с использованием математического аппарата, современной вычислительной техники (персональных компьютеров), виброизмерительной, динамометрической, регистрирующей и анализирующей аппаратуры.

Научная новизна полученных в работы результатов заключается в следующем:

• Разработана физическая модель многоразмерной многомассовой дискретно-континуальной инструментальной системы, состоящей из дисковых или торцово-цилиндрических анизотропных фрез и сборных вспомогательных инструментов (оправок с удлинителями), внутри которых расположен клико-винтовой механизм закрепления и упруго-фрикционный демпфер.

• Разработаны принципы функционирования модулей инструментальной системы с упруго-фрикционными соединениями их элементов при фрезеровании.

• Разработана математическая модель эффекта самозакрепления в инстру-

ментальной системе и на ее основе получены аналитические зависимости предельных углов наклона клиновых элементов и предельных коэффициентов трения от исходных коэффициентов трения.

• На базе физической модели инструментальной системы разработана математическая модель ее функционирования при фрезеровании, учитывающая нетрадиционное резьбовое соединение фрез с оправками, и получены зависимости основных параметров движения ее элементов от режимов резания, их кинематических и упругих характеристик, коэффициентов трения скольжения на сопрягаемых поверхностях элементов и исходных осевых усилий закрепления фрезы на оправке.

• Выявлены силовые и кинематические особенности функционирования инструментальной системы при фрезеровании заготовок сложнопрофильных деталей из труднообрабатываемых материалов, в том числе, условия реализации в системе эффекта самозакрепления, наличие предельных коэффициентов трения скольжения и предельных моментов сил трения, определяющих застойные зоны и фазы нагруженного и разгруженного движений отдельных элементов подсистем и всей системы в целом, при этом предложена сравнительная оценка диссипативных свойств различных инструментальных систем при фрезеровании в виде суммы работ сил трения во фрикционных соединениях ее элементов и модулей.

Практическая ценность и реализация в промышленности.

Разработанная методика проектирования инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами, их физическая и математическая модели позволяют при индивидуальном подходе к разработке конкретного технологического процесса фрезерования заготовки сложнопрофильной детали выбрать рациональные кинематические и динамические параметры модулей инструментальной системы и рекомендовать оптимальные для этого случая режимы резания.

Использование разработанных инструментальных систем в машиностроительном производстве расширяет технологические возможности станочного оборудования, т.к. позволяет, сохраняя нормативную стойкость режущего инструмента, обрабатывать заготовки СПД из высоколегированных сталей и титановых сплавов на станках с ЧПУ на существенно более высоких режимах резания, обеспечивая при этом необходимое качество обработанных поверхностей и точность профиля изготавливаемых деталей.

Для черновых и получистовых операций фрезерования центробежного колеса компрессора авиационного ГТД на пятикоординатном станке с ЧПУ модели ДФ-966 разработан, прошел испытания и внедрен в основное производство АО "КАДВИ" (Калуга) инструментальный комплекс с дисковыми фрезами, а для чистового фрезерования рабочих лопаток первой ступени компрессора ГТУ на пятишпиндельном пятикоординатном станке модели FA5.1300.N Forest с ЧПУ разработана, изготовлена, испытана в основном производстве АООТ "Завод турбинных лопаток" (Санкт-Петербург) и рекомендована к внедрению ИС с торцово-цилиндрическими анизотропными фрезами.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на:

Научно-практическом семинаре "Новые технологии металлообработки XXI века", Санкт-Петербург, 2001 г.,

VI Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем "ДТС-2001", Ростов-на-Дону, 2001 г.,

Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии НМТ-2002", Москва, МАТИ, 2002 г.,

Научно-технических семинарах ДГТУ, 2003-2004 г., Научно-техническом семинаре совместного заседания кафедр "Резание, станки и инструменты" и "Технология машиностроения" С-ПбИМаш, 2004 г.

Работы по договору № 130 "Разработка технологического обеспечения скоростной обработки центробежного колеса авиационного ГТД на многоцелевых станках с ЧПУ" с ГП "Калужский моторный завод" (в настоящее время АО "КАДВИ") выполнялась в 1991-92 гг., а работы по договору № 145 "Разработка инструментальной системы для скоростного фрезерования сложнопрофильных рабочих лопаток компрессора 1-й ступени фирмы "Вестингауз" с АООТ "Завод турбинных лопаток" (Санкт-Петербург) выполнялась в 1996 г.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 159 нумерованных страницах (из них 56 рисунков, 14 таблиц). Состоит из введения, четырех глав, заключения и общих выводов, списка литературы из 125 наименования и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, направленной на решение важной научно-технической задачи - повышение эффективности процесса фрезерования СПД из высоколегированных сталей и высокопрочных титановых сплавов на пятикоординатных станках с ЧПУ, изложены основные положения, составляющие предмет исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

Первая глава посвящена анализу вибрационных явлений, имеющих место при резании металлов, методам защиты технологических систем от вибраций и проблемам создания инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами для фрезерования СПД из высоколегированных сталей и высокопрочных титановых сплавов на станках с ЧПУ.

Повышению производительности станко-инструментальных систем, разработке эффективных технологических процессов, исследованию механических вибраций и в том числе автоколебаний при обработке конструкционных материалов, развитию теории резания и методов виброзащиты технологических систем посвящены многочисленные работы научных коллективов специализированных НИИ и кафедр ВУЗов страны. Созданные в этих организациях В.Л. Вейцем, Г.И. Грановским, НА. Дроздовым, В.Л. Заковоротным, Н.Н. Зоревым, И.Г. Жарковым, В.А Кудиновым, Т.Н.Лоладзе, Л.С. Мурашкиным, В.Н. Поду-раевым, Ю.М. Соломенцевым, М.Е. Эльясбергом, а также Д.В. Васильковым,

В.Б. Мездрогиным, С.Л. Мурашкиным, В.И. Петровым, А.В. Пушем и др. научные основы, и пути совершенствования механической обработки деталей способствовали развитию технологии машиностроения и станкостроения и стали традиционными.

. Повышение производительности металлообрабатывающего оборудования для фрезерования труднообрабатываемых деталей путем разработки и внедрения эффективных виброзащитных методов в технологию их изготовления и в инструментальные системы для реализации этой технологии зависит от уровня решения следующих научно-технических проблем:

• снижение виброактивности зоны резания,

• виброизоляция инструментальной системы от зоны резания,

• внутренняя виброзащита инструментальных модулей,

• динамическое гашение колебаний модулей технологических систем.

Сложнопрофильные детали по своим конструктивно-технологическим

признакам относятся к классу труднообрабатываемых. Как правило, это нежесткие детали, выполненные из высокопрочных, коррозионно и жаростойких сталей и титановых сплавов. Обычно их обрабатываемые поверхности труднодоступны и требуют применения инструментов с большими консольными вылетами. С позиции технологии наиболее трудоемка обработка криволинейных поверхностей, подход к которым ограничен ребрами жесткости и выступами, и когда этими поверхностями являются внутренние поверхности глубоких и узких пазов. Такие поверхности приходится обрабатывать на пятикоординатных станках с ЧПУ.

Характерными представителями сложнопрофильных нежестких деталей являются, например, лопатка из стали Х13Ш рабочих ступеней компрессора ГТУ и центробежные колеса компрессоров из титанового сплава ВТ25У авиационных ГТД и многозаходные шнеки.

Технологические процессы механической обработки заготовок СПД ориентированы на широкое использование в производстве многоцелевых, как правило, пятикоординатных станков с ЧПУ. Рассмотрены и проанализированы эти станки и установленные на них инструментальные системы. Форсирование режимов резания заготовок СПД для этих станков и инструментальных систем, как правило, приводит к интенсивным вибрациям заготовки и ИС, тем более, если ИС имеет длинный консольный вылет, а обрабатываемая заготовка - нежесткая. Низкие параметры жесткости, как детали, так и инструмента, могут явиться причиной увода инструмента, его отжатия или подрезания заготовки, а также быстрого износа режущей кромки инструмента и его прочностного и усталостного разрушения.

Анализ проблемы изготовления СПД выявил необходимость создания инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами.

В связи с этим сформулированы цель и задачи исследований, представленные выше.

Вторая глава посвящена проектированию инструментальной системы с повышенными виброзащитными свойствами, разработке ее физической модели и принципам функционирования.

.Шпиндель

Исходя из изложенных технических требований к инструментальному обеспечению и методики его проектирования, разработаны конструкции ИС с дисковыми и торцово-цилиндрическими анизотропными фрезами. Физическая модель ИС представлена в виде многоразмерной многомассовой дискретно-континуальной системы (рис. 1).

В ИС входит сборная базовая оправка, дисковая или торцово-цилиндрическая фрезы и расположенный между ними удлинитель. Внутри корпуса 1 базовой оправки с хвостовиком конус 7:24 № 40 или № 50 под коническое отверстие шпинделя станка и удлинителя 2 расположены тяга 3, клинья 4 и 5, винты 6 и 7, тарельчатая пружина 8, предварительно поджатая винтовая цилиндрическая пружина 9 и торси-

,, Рис. 1. Физическая модель ИС

он 10. Клинья расположены в

прямоугольном пазу тяги. Между клином 4 и винтом 6 установлена тарельчатая пружина 8, а клин 5 - непосредственно взаимодействует с винтом 7. Соединение тяги с торсионом резьбовое и находится в некруглом отверстии корпуса. Упругая рабочая часть торсиона расположена между двумя цилиндрическими опорами, взаимодействующими с внутренними поверхностями удлинителя.

Удлинители в зависимости от размеров и особенностей обрабатываемой детали могут выполняться различных типоразмеров, обеспечивая вылет торца фрезы от торца шпинделя от 70 до 250 мм. Удлинитель базируется по цилиндрическому выступу корпуса оправки и его торцовой поверхности. Соединение торцово-цилиндрической анизотропной фрезы, также как и дисковой, с торсио-ном выполнено нетрадиционным для фрез, а именно резьбовым, а с удлинителем - соединение торцово-цилиндрическое. Между сопрягаемыми торцовыми поверхностями удлинителя и фрезы могут устанавливаться мерные шайбы.

Находящиеся внутри базовой оправки и удлинителя детали образуют кли-но-винтовой механизм (КВМ), предназначенный, в частности, для первоначального осевого закрепления фрезы на оправке.

При фрезеровании под действием переменных во времени сил резания детали ИС все вместе или по отдельности находятся в движении: клинья перемещаются относительно друг друга, фреза "навинчивается" или "свинчивается" с резьбового конца торсиона, торсион "закручивается" или "раскручивается". Эти движения сопровождаются возникающими на площадках контакта сопрягаемых поверхностей силами сухого трения. Работа этих сил приводит к эффективному гашению колебаний ИС в процессе резания.

На рис.1 упругие, вязкоупругие и фрикционные соединения деталей ИС представлены символами: 1 ■■» - фрикционные стыки, - приведенные нормальные контактные жесткости сопрягаемых деталей ИС в этих стыках, -вязкоупругие соединения. При этом приняты следующие обозначения: коэффициент приведенной нормальной контактной жесткости в (Ь])-м стыке

i-ro и j-ro элементов, сопрягаемых по конусу - , торцу - cJ_j, цилиндру -или резьбе - c'y ; коэффициент приведенной жесткости гЧо элемента - q (/=3, б, 7, 8, 9), винта 6 и тарельчатой пружины 8 - с68 , торсиона 10 на растяжение - сжатие - с10, торсиона 10 на кручение - crf.

Если учесть, что в процессе фрезерования за счет внутреннего трения в материале каждой детали, находящейся в напряженно-деформируемом состоянии, имеет место потеря энергии колебаний, физическую модель ИС необходимо дополнить элементами демпфирования с соответствующим коэффициентами демпфирования pi(pH). Они характеризуют энергетические потери в i-м

упругом элементе или в (i-j)-M стыке i-го и j-го элементов при их возможных перемещениях по нормали к сопрягаемым поверхностям стыка. В качестве такого коэффициента можно рассматривать логарифмический декремент колебаний 5= 0,013.

Определены упругие, инерционные и частотные характеристики отдельных модулей ИС и всей системы в целом. При этом некоторые из них рассматриваются как упругие элементы (пружины, винты, тяга), работающие на сжатие и растяжение, а другие континуальные системы - на кручение, изгиб, растяжение и сжатие (торсион, удлинитель, дисковая фреза).

Анализ конструктивных параметров разработанной ИС, собственных частот колебаний ее модулей и экспериментальных исследований показал, что диапазон параметров каждой из входящих в ИС детали и каждого образованного из этих деталей модуля весьма широк. Так коэффициенты приведенной нормальной контактной жесткости соединения деталей по плоскости, по цилиндру, по резьбе и по конусу (например, коэффициенты С3_4, С4_5, С*_2у cf_)0, ) на несколько порядков превышают коэффициенты приведенной крутильной, изгибной и продольной жесткости торсиона, приведенной продольной жесткости тяги и винтов, коэффициенты жесткости тарельчатой и винтовой пружин. При таком различии контактные перемещения по нормали к сопрягаемым поверхностям пар трения приближенно во столько же раз меньше деформаций и перемещений перечисленных выше упругих элементов.

Таким образом, спектр колебаний деталей ИС по нормали к их сопрягаемым поверхностям высокочастотный (от десятков до сотен кГц). Также высокочастотные (от 1 до 2,5 кГц) по первым формам колебаний спектры фрезы (диска) и удлинителя (конической оболочки). Низкими частотами по первым формам колебаний (550 и 400 Гц) обладают, в частности, сложнопрофильные лопатки ГТД и ГТУ. А самым низким частотам (60...300 Гц) соответствуют крутильным и изгибным колебаниям торсиона и колебания упругих элементов: тяги, винтов и пружин.

Следовательно, доминирующую упругую динамическую ИС можно рассматривать состоящую из абсолютно твердых клиньев, которые могут перемещаться относительно корпуса оправки и друг друга, выше перечисленных упругих элементов и торсиона с установленной на его резьбовом конце абсолютно жесткой дисковой или торцово-цилиндрической анизотропной фрезой. В этом случае доминирующими будут крутильные колебания торсиона и угловые перемещения фрезы по резьбе относительно торца неподвижного удлинителя.

Изложены основные принципы функционирования ИС и ее подсистем. Показано, что в процессе резания находящийся внутри ИС многозвенный механизм с большим количеством фрикционных соединений выполняет не только функции клино-винтового механизма закрепления фрезы, но и функции упруго-фрикционного демпфера (УФД).

С позиций кинематики и динамики ИС состоит из трех подсистем:

• КТ (Клин - Тяга: клинья, тяга, винты, пружины);

• ТФ (Торсион - Фреза);

• РФ (Резьбовое соединение Фрезы с Торсионом).

Каждая из подсистем в различные моменты времени может находиться либо в фазе застоя, в течение которой все детали подсистемы относительно корпуса оправки будут неподвижны, либо в фазах нагруженного или разгруженного движения. Продолжительность фаз каждой подсистемы своя и их начала могут не совпадать во времени с началом фаз других подсистем, т.е. детали КВМ и УФД относительно корпуса оправки находятся в движении все одновременно, либо некоторые из них, либо весь механизм с фрезой неподвижен.

Основными параметрами функционирования ИС являются:

• Мф = Ыф({) - момент сил резания;

• N = N(1) - нормальная сила со стороны тяги 3 на клин 4;

• Ъ = Х{Х) - перемещение клина 4 вдоль оси оправки;

• Р=РЮ - угловое перемещение фрезы относительно резьбового конца торсиона;

• Э = - угловое перемещение фрезы относительно корпуса оправки (угол закручивания торсиона в поперечном сечении его опоры у резьбового конца) при условии, что подсистема РФ неподвижна;

• » ] " предельные нормальные силы и предельные моменты сил трения в подсистемах РФ и ТФ соответственно на j -м а =1,...)

'этапе фрезерования (в фазах возрастания или убывания момента сил резания, либо в фазе, когда резания нет).

В третьей главе исследуется взаимодействие модулей ИС при фрезеровании. Первым этапом, предшествующим непосредственно фрезерованию, является процесс закрепления фрезы на оправке, который описывается системой трех линейных уравнений с неизвестными перемещениями х4 и 14, клина 4 и х5 клина 5. По найденным из системы уравнений перемещениям определяются нормальные силы и растяжение торсиона и тяги. При этом кинематические и силовые параметры КВМ зависят от закона перемещения винта 7 и к началу фрезерования определяются заданной силой Qo или крутящим моментом

Для того чтобы КВМ не являлся самотормозящей системой исходный коэффициент трения / и угол клиньев а должны удовлетворять следующим неравенствам: 2-//(1-/2)<&а <{\-/2)/{2-/). (1)

Фрезерование - динамический процесс, при котором имеют место вибрации модулей ИС, узлов станка и нежестких обрабатываемых деталей. Известно, что в системе с большим количеством фрикционных стыков, под действием вибраций на некоторых из них уменьшаются коэффициенты трения. При определенных условиях это может привести к возникновению в динамической системе эффекта самозакрепления. Он заключается в том, что накопленная на предыдущих фазах работы ИС потенциальная энергия, определяемая деформациями входящих в нее упругих элементов КВМ и УФД, в момент уменьшения коэффициента трения скольжения (КТС) переходит в кинетическую энергию ее деталей. В результате без внешнего подвода энергии взаимное расположение деталей в системе изменяется.

Эффективность процесса самозакрепления можно оценить коэффициентом кд, равным для сходящихся (расходящихся) клиньев отношению нормальных сил, действующих со стороны тяги 3 на клин 4, в конце (начале) этого процесса и его начале (конце) кэ = (^э/^з)- (2)

Исследование математической модели этого эффекта показало, что существуют предельные коэффициенты трения [/0], зависящие от исходных коэффициентов трения /, и угла наклона клиновых элементов а такие, что при уменьшении КТС/до /0, меньшего [/0], эффект в ИС реализуется (кЭ > 1); при /0>[/0] его нет: КВМ- в застойной зоне (кд" 1).

Предельные коэффициенты трения являются положительным решением уравнения а • [/0]2 +Ь •{/<>} + (} =0, (3)

в котором a = 2^f^tga■{f + tga),d = -a,

Тогда, если /0 [/0], то чем меньше /0, тем больше кд, а при одном и том же /0 при большем исходном коэффициенте трения - к больше (рис. 2).

При варьировании приведенными коэффициентами жесткости упругих элементов в диапазонах 20 с 200кН/мм и 10 с6 100кН/мм с умень-

шением обеих жесткостей коэффициент k увеличивается и тем больше, чем больше коэффициент трения / ; а чем больше с и меньше с6, тем больше kg.

На базе физической модели ИС разработана математическая модель ее функционирования, реализованная в виде пакета программ для ПК с использованием программного обеспечения

FORTRAN, MATHCAD, EXCEL.

Силовое и кинематическое взаимодействие подсистем ТФ и РФ при фрезеровании имеет свои особенности. Взаимодействие осуществляется по сопрягаемым торцовым [ 1 ] и цилиндрическим [2 ] поверхностям фрезы и удлинителя, по цилиндрическим поверхностям [3] центрирующей опоры торсиона и удлинителя и по резьбовой поверхности [4] конца торсиона и фрезы.

На начальном этапе фрезерования закон изменения момента сил резания М() в фазе его возрастания сопровождается увеличением моментов сил трения на всех сопрягаемых поверхностях деталей подсистем ТФ и РФ.

Если выполняются неравенства

мА^мМ>мШ Mti+M<{t)>Mk+M2(t), (4)

где MI0 = ftrtQ(T) (i=l, 4); M(t)(i=2,3,4) - моменты сил трения и/ КТС на поверхностях [1]...[4]; r - приведенные радиусы; то при t = t, в подсистеме ТФ момент сил трения может достичь своего верхнего предельного значения

\м1\=мХа+мг{и)+м^) (5)

раньше, чем в подсистеме РФ. А это означает, что момента M(t) достаточно

для преодоления моментов сил сопротивления в соединениях [1], [2]и [3], но не достаточно для преодоления еще и момента сопротивления в резьбовом соединении [4] подсистемы РФ. На данном этапе времени фреза с резьбовым концом торсиона, поворачиваясь как единое целое вокруг своей оси, закручивает тор-сион. Закручивание торсиона приводит к его растяжению

Ш

(6)

где d и /- диаметр и длина упругого участка торсиона, а, следовательно, к приращению осевого усилия закрепления фрезы

(7)

Тогда уравнение равновесия подсистемы ТФ сводится к квадратному уравнению относительно угла закручивания торсиона

где

От закона изменения М() зависит, наступит ли такой момент времени í = при котором момент сил трения в резьбовом соединении [4] достигнет своего верхнего предельного значения [м^] и начнется ли активная фаза работы подсистемы РФ (навинчивание фрезы на резьбовой конец торсиона). В этом случае система уравнений равновесия фрезы и торсиона подсистемы РФ преобразуется в систему нелинейных уравнений с неизвестными временем I = и предельным углом [>9]= $(¿2) закручивания торсиона

|л/ДО-К +м2(0)=о,

Время t2 определяет начало следующего этапа функционирования подсистем: закручивание торсиона и навинчивание фрезы на его резьбовой конец р = рф.

Этот этап функционирования ИС в относительной временной системе координат описывается системой уравнений

МПм^фщ^+м^+м^+ш^+мМ^, \л/з(/)+^(/)-(м4(/г)+ж4(0+м4(0)=о,

(9)

(10)

в которой

М,(12) = М,+к,-Щ2 (г = 1,4).

(И)

При этом в отличие от начального этапа функционирования растяжение торсиона состоит из двух компонентов

.. Л1

(12) (13)

а приращение момента сил упругости при закручивании торсиона то уравнения (10) преобразуются в систему

(14)

(15)

Ее решение сводится сначала к решению квадратного уравнения относительно ЛЗ^) >0, а затем к определению приращений угла Ар(0.

Полученное решение имеет смысл, если М() возрастает и если в любой момент времени совпадающих фаз нагруженного движения этих подсистем, выполняется неравенство . (16)

В противном случае подсистема РФ оказывается в застойной зоне, т.к.

фреза не имеет возможности навинчиваться на резьбовой конец торсиона.

В фазе нагруженного движения, когда момент сил резания М^)

>[м^], всегда будут иметь место угловые перемещения торсиона и фрезы, в то же время в фазе разгруженного движения, ( ] когда А/Д<) < \м}\, раскручивания торсиона и (или) отвинчивания фрезы может не наблюдаться.

В этих случаях угол подъема резьбы ар в подсистеме РФ меньше предельного

угла[ар], который зависит от КТС на сопрягаемых поверхностях 0 и§ и соответствующих им радиусов и определяется по формуле

в которой к = г, /г„ (рис. 3).

Иными словами, если угол аг выбран, то для реализации как эффекта самозакрепления, так и выхода подсистемы РФ из зоны застоя и перехода в фазу разгруженного движения, необходимо чтобы КТС /4 не превышал наибольшего предельного значения

(18)

1 +

В противном случае в рассматриваемый момент времени подсистема РФ является самотормозящей, и, следовательно, в фазе разгруженного движения будет находиться в застойной зоне.

Компьютерное исследование математической модели функционирования ИС при фрезеровании основывалось на разработанном пакете программ. Программы учитывали силовые, кинематические и динамические параметры ИС, режимы резания и условия реализации в ИС эффекта самозакрепления.

Цель этих исследований - определение рациональных конструктивных параметров КВМ и УФД, при которых, во-первых, ИС будет обладать высокими диссипативными свойствами (конструкционным демпфированием), и, во-вторых, на предельных режимах резания амплитуды высокочастотных колебаний главных режущих кромок зубьев фрезы будут лежать в оптимальном (по стойкости инструмента) диапазоне от 5 до 15 мкм [41].

В основу многочисленных опытов были положены экспериментально исследованные в лабораторных условиях и в основном производстве: ИС-1 с дисковой фрезой мм для чернового и получистового фрезерования и ИС-

2 с торцово-цилиндрической анизотропной фрезой 0 40 мм для чистового фрезерования.

Исследования предусматривали поочередное изменение параметров ИС.

Варьировались: режимы резания при попутном и встречном фрезеровании; крутящий момент М , обеспечивающий на этапе закрепления осевое усилие 0(Т) поджатая фрезы к торцу удлинителя; отношение приведенного радиуса г1 кольцевой площадки их контакта к радиусу г4 резьбового соединения фрезы с торсионом; угол подъема резьбы аг в этом соединении; КТС / на сопрягаемых площадках деталей ИС, в том числе и случайным образом; и приведенные коэффициенты жесткости упругих элементов КВМ и УФ Д.

Конструкционное демпфирование каждого рассматриваемого варианта ИС оценивалось приближенно работой сил трения, реализуемой в КВМ и УФД за рассматриваемый период времени Т их функционирования, а именно,

(19)

где ^ - вектор силы трения в 1-м стыке двух сопрягаемых деталей,

- дифференциал их взаимного перемещения, причем большей работе сил трения А соответствует большее конструкционное демпфирование ИС.

Проведенный машинный эксперимент показал следующее:

Возможные вариации приводят к законам изменения параметров движения элементов ИС, которые отличаются друг от друга не только количественно, но и качественно (рис. 4). КТС / во многом определяет фазы работы подсистем и их конструкционное демпфирование: при малых коэффициентах (до 0,01) работа сил трения КВМ и УФД незначительна, при средних значениях (0,025...0,075) - максимальна, а при больших - равна нулю. Угол подъема резьбы аг существенно влияет на параметры функционирования всех подсистем. ИС, в которой угол подъема резьбы лежит в диапазоне от 9° до 15°, с учетом работы сил трения (19), обладает повышенными виброзащитными свойствами. Такой диапазон углов аг соответствует наиболее вероятным КТС на сопрягаемых поверхностях деталей подсистем (рис. 5).

С увеличением угла аг от 3 до 24 градусов для фиксированных КТС параметры pit) и Zjt) убывают, а параметр 5(f) возрастает (например, для ИС-2 при п = 1200 мин и s = 720 мм/мин, если / = 0,005...0,01, то максимальные значения z,(t) f уменьшаются в 8...6 раз от 0,26...0,21 до 0,033 мм, p(t) - в 25...20 раз от 0,92...0,75 до 0,033 рад, a S{t) увеличиваются на 10...15% от 0,016...0,014 до 0,018 рад, а если /=0,1...0,2, то перемещения при этих углах отличаются для z,(t) и p(t) приблизительно в 3 раза, а для S(t) - в 1,5 раза (рис. 6).

С повышением режимов резания параметры ИС увеличиваются. Для ИС-2, например, с

увеличением подачи в 2,5 раза (с 0,02 до 0,05 мм/зуб) и уменьшением частоты вращения шпинделя с п = 1200 до 700 мин1 максимальные значения 24(0, Р(0 и $(/) в зависимости от КТС / и угла подъема резьбы аг увеличиваются в среднем в 1,5 раза.

Для ИС-1 с большим консольным вылетом (I =225 мм) при п = 240 мин"1 и я, = 0,0125 мм/зуб и для ИС-1 с меньшим консольным вылетом (Ь = 75 мм) с подачей в 2 раза большей ^ -0,025 мц/зуб параметры системы и р(Х) при усилии закреплении 00 = 500 Н отличаются в 2, 5... 5 раз.

Для ИС-1 (ИС-2) с учетом работ сил трения (19) существует оптимальный диапазон варьирования первоначальным осевым усилием закрепления фрезы 0(Т), реализуемым крутящим

моментом МКР: от 30 до 45 (от 3 до 7) кН мм.

Продолжительность рабочих фаз движения всех подсистем в процентах от времени основного периода фрезерования (рис. 7), тем меньше, чем больше КТС в ИС. При этом диапазон изменения продолжительности застойных зон (ПЗЗ) подсистемы КТ значительно меньше диапазона изменения ПЗЗ для подсистем ТФ и РФ, а сама ПЗЗ подсистемы КТ значительно больше ПЗЗ подсистем ТФ и РФ. Причем боль шим углам подъема резьбы аг соответствует большая продолжительность рабочих фаз.

Варианты функционирования ИС (рис. 4, 6) при одинаковых КТС на всех сопрягаемых поверхностях деталей подсистем с практической точки зрения нереальны. В действительности, как показали экспериментальные исследования, в произвольный момент времени на каждом из фрикционных стыков КТС изменяются от 0 до 0,2 независимо друг от друга. А это означает, что при определенных условиях (см. рис. 2) на любой из возможных фаз движения в ИС реализуется эффект самозакрепления. Например, на рис. 8 представлены законы изменения параметров движения ИС-2 (п=1200 мин'1 и 8=720 мм/мин) при варьировании коэффициентами трения / в диапазонах: (0...0,2), (О...О,О5) и (0...0,01) как случайными величинами с распределением, подчиненном закону равномерной плотности.

Таким образом, случайные законы изменения параметров функционирования ИС не только количественно, но и качественно отличаются от представленных выше детерминированных законов.

Из анализа случайных процессов, полученных при попутном и встречном фрезеровании, следует, что их математические ожидания и среднеквадратиче-ские отклонения, также как и продолжительности фаз движения и фаз застоя практически одинаковые. Однако попутное фрезерование предпочтительнее встречного, особенно если речь идет об обработке нежестких деталей ИС с большим консольным вылетом. В этих случаях исключаются такие негативные явления как подхватывание детали или инструмента, увод и подрезание.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям и производственным испытаниям инструментальной системы.

Экспериментальные исследования по разработанной методике, проводились в лабораторных условиях и в цехах основного производства.

О 20 40 60 ВО 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360

О 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 Рис 8 Зависимости изменения параметров ИС-2: а)/=0 .0,2, Ь)/=0 ..0,03, с)/Ч).. 0,01; Масштаб :км^ = 2кН• мм,^ = 0,05рад,кр = 0,1 рад, кц = 0,1мм, Ад, = ЮкН, кт =6,94 10'5с.

Применялись современные виброизмерительные и анализирующие устройства.

На основании анализа результатов обработки экспериментальных данных установлено, что:

В спектрах и виброграммах сборной ИС, полученных без резания, наблюдаются явно выраженные частоты 60...2000 Гц и логарифмический декремент колебаний 8 = 0,35.. .0,75. Последний говорит о существенно более высоком конструкционном демпфировании (диссипативных свойствах) разработанной ИС с внутренним многозвенным механизмом, выполняющим функции упруго-фрикционного демпфера.

В процессе фрезерования на всех установленных режимах резания, независимо от величины усилия закрепления фрезы на оправке, наблюдались вибрации ИС и ее отдельных модулей. При этом их спектральный состав весьма широк: он состоит из низкочастотных колебаний до 400 Гц, частот до 1500 Гц и высокочастотных колебаний до 20 и более кГц. Широкий спектр частот говорит о том, что ИС является многомерной многомассовой континуально-дискретной динамической системой. Переменные во времени силы резания возбуждают в ее континуальных элементах изгибные, крутильные и продольные колебания, а для ее дискретных элементов приводят к их линейным и угловым перемещениям друг относительно друга. Находящиеся внутри удлинителей торсионы (наиболее чувствительные элементы в ИС) являются, по существу, регистрирующими устройствами, которые, воспринимая эти вибрации, отражают весь частотный спектр ИС.

Амплитудно-частотные спектры колебаний ИС на всех режимах резания содержат явно выраженные амплитуды вынужденных колебаний элементов ИС на частотах фрезерования V,, определяемых частотой вращения шпинделя п и числом зубьев фрезы I- Например, для ИС-1 (ИС-2) при п = 125...250 (700...1200)мин-1 частота vp=42...83 (230...400)Гц(рис.9,а).

Во всех без исключения опытах имели место вибрации на частотах близких к собственным частотам крутильных колебаний торсиона (с фрезой на его резьбовом конце) по первым двум формам, а в некоторых случаях - аналогичные колебания торсиона (с фрезой и удлинителем). Зарегистрированы весьма устойчивые высокочастотные (от 10 до 20 кГц) крутильные колебания торсиона по более высоким формам. Их амплитуды не превышали 2-10 рад и соответствовали амплитудам линейных перемещений вершин главных режущих кромок зубьев фрезы, равным 8 мкм. Период этих высокочастотных колебаний практически не отличался от периода возникновения плоскостей сдвига при образовании элементов стружки (рис. 9,Ь и рис. 10).

Ащрад

8 Л 51 ! 1г ■ 8 ^ V ^У^Л^Л-** ^Лл*.

г ! 1? Мэт -1 | №

Рис. 10. I = 225 мм, п = 250 мин'1, л = 120 мм/мин

Вылет фрезы от торца шпинделя, определяемый размерами удлинителя (Ь=75 ... 225 мм), по существу не сказывался на качественных и количественных амплитудно-частотных характеристиках выше рассмотренных высокочастотных вибраций. И совсем другое дело, если речь идет о низкочастотных колебаниях элементов ИС и всей системы в целом.

Исходное осевое усилие закрепления 0(Т) фрезы на оправке, определяемое крутящим момент Мкр, приложенным к винту 7, влияет на уровень вибраций ИС и особенности функционирования КВМ и УФД. Экспериментально установлено, что благоприятным диапазоном изменения крутящего момента Мкр для ИС-1 (ИС-2) является 35...45 (4...7) кН мм. Именно в этих диапазонах работа сил трения (19) является наибольшей. Уменьшение (увеличение) Мкр от выше приведенных на 20 % для одних и тех же режимов резания приводит к увеличению (уменьшению) амплитуд вибраций в среднем на 10... 15 % при практически неизменном их спектральном составе.

Увеличение глубины фрезерования с 5 до 10 мм на одинаковых режимах резания сопровождается увеличением амплитуд вибраций в 1,1... 1,5 раза, причем большим значениям соответствуют ИС с большим консольным вылетом.

Производственные испытания разработанных ИС проводились в естественных производственных условия.

ИС с торцово-цилиндрической анизотропной фрезой прошла испытания на пятишпиндельном пятикоординатном станке модели FA5.1300.N Forest с ЧПУ на операции чистового фрезерования рабочих лопаток из стали Х13Ш первой ступени компрессора ГТУ (АООТ "Завод турбинных лопаток", Санкт-Петербург). В результате машинное время обработки лопатки сокращено в 1,9 раза, имеется гарантированный резерв его сокращения на современных станках з 2,5...3 раза при обеспечении высокой стойкости анизотропных фрез - одной такой фрезой по сравнению _с_ базовой, можно обработать в 4...5 раз большее число лопаток. ИС рекомендована к внедрению.

ИС с дисковой фрезой прошла испытания на пятикоординатном станке модели ДФ-966 с ЧПУ на черновых и получистовых операциях фрезерования центробежного колеса компрессора из высокопрочного титанового сплава ВТ25У авиационного ГТД (АО "КАДВИ", Калуга). В результате машинное время обработки (по базовой технологии 80 нормо-часов) сокращено на 6 часов при повышенной в 1,4... 1,6 раза стойкости фрезы. При этом на этих операциях фрезерования за счет большего съема материала время чистовой обработки колеса на станке модели КМЦ-600-13 сокращено на 20 часов. ИС внедрена в производство.

Заключение и общие выводы

Решена актуальная научно-техническая задача, заключающаяся в разработке инструментального обеспечения чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей из высоколегированных сталей и высокопрочных титановых сплавов на станках с ЧПУ.

Указанная выше цель работы достигнута, при этом получены новые научные и практические результаты.

1. Для чернового и чистового фрезерования труднодоступных поверхностей сложнопрофильных деталей, требующих применения инструментов с большими консольными вылетами, разработана инструментальная система с повышенными виброзащитными свойствами. Она состоит из дисковых или торцово-цилиндрических анизотропных фрез и сборных вспомогательных инструментов (оправок с удлинителями), внутри которых расположен клино-винтовой механизм закрепления и упруго-фрикционный демпфер.

2. Физическая модель спроектированной инструментальной системы представлена в виде многоразмерной многомассовой дискретно-континуальной системы с большим количеством упруго-фрикционных соединений ее деталей.

3. На основе физической модели разработана математическая модель функционирования инструментальной системы при фрезеровании, реализованная в виде пакета программ для ПК. Модель учитывает нетрадиционное резьбовое соединение фрез с оправками и позволяет получить зависимости основных параметров движения элементов инструментальной системы от режимов резания, их кинематических и упругих характеристик, коэффициентов трения

скольжения на сопрягаемых поверхностях элементов и исходных осевых усилий закрепления фрезы на оправке.

4. Сформулированы принципы многоэтапного функционирования ее подсистем, установлено существование предельных коэффициентов трения скольжения, меньше которых в инструментальной системе реализуется эффект самозакрепления, и предельных моментов сил трения, определяющих застойные зоны и фазы нагруженного и разгруженного движений инструментальной системы в целом и ее подсистем.

5. Разработанная методика проектирования инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами, их физическая и математическая модели позволяют при индивидуальном подходе к разработке конкретного технологического процесса фрезерования заготовки сложнопрофильной детали выбрать рациональные кинематические и динамические параметры модулей инструментальной системы и рекомендовать оптимальные для этого случая режимы резания.

6. Сравнительный анализ результатов проведённых теоретических и экспериментальных исследований подтверждает адекватность математической модели функционирования инструментальной системы при фрезеровании и тем самым достоверность предложенных положений физико-механического взаимодействия её деталей.

7. Производственные испытания разработанных инструментальных систем с торцово-цилиндрическими анизотропными и дисковыми фрезами показали их повышенные виброзащитные свойства и технико-экономическую эффективность, что позволило рекомендовать их к внедрению и внедрить в основное производство машиностроительных заводов.

ПУБЛИКАЦИИ

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Дмитревская Ю.С., Петров В.И. Инструментальный комплекс для фрезерования сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ. Академический Вестник. Информатизация: Естествознание-техника-образование-культура. Вып. 2. - СПб.: Изд. ЛАЭС, 2000. С. 204 - 207.

2. Дмитревская Ю.С., Петров В.И. Функционирование сборной инструментальной системы с торцово-цилиндрической фрезой. Журнал «Металлообработка» № 4. - СПб.: Изд. «Политехника», 2001. С. 5 - 9.

3. Дмитревская Ю.С. Виброустойчивый инструментальный комплекс для фрезерования лопаток ГТУ. «Динамика технологических систем» Труды VI Международной научно-технической конференции. Том III - Ростов-на-Дону: Изд. ДГТУ, 2001. С. 188-192.

4. Дмитревская Ю.С. Эффект адаптации в сборной фрезерной инструментальной системе. Современное машиностроение: Сборник трудов молодых ученых. Вып.4. - СПб.: Изд. СПб. ИМаш, 2002. С. 25 - 31.

5. Васильков Д.В., Дмитревская Ю.С. Взаимодействия модулей инструментальной системы при фрезеровании.-СПб.: ИМаш, 2003.-С.41- 50.

6. Васильков Д.В., Дмитревская Ю.С. Результаты экспериментальных исследований сборной инструментальной системы при фрезеровании. - СПб.: ИМаш, 2003.-С. 51-57.

7. Дмитревская Ю.С. Инструментальная система для чистового фрезерования сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ. Харьков: журнал "Мир техники и технологии" № 2, 2003. - С. 30 -34.

1И 88 7 3

РНБ Русский фонд

2005-4 15874

V

Подписано в печать 04.10.2004 Заказ №52. Формат бумаги 60x84/16 Тираж 100. Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором В типографии издательства БГТУ ¡98005, Санкт-Петербург, 1-ая Красноармейская ул., 1

ВВЕДЕНИЕ.

1. ВИБРАЦИОННЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ТРУДНООБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЕЙ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ И ПУТИ ИХ ЗАЩИТЫ ОТ ВИБРАЦИЙ.

1.1. О причинах возникновения вибраций при резании металлов.

1.2. О методах виброзащиты технологических систем.

1.3. Конструктивно-технологические особенности сложнопрофильных деталей.

1.4. Станки и инструментальные системы для фрезерования сложнопрофильных заготовок.

1.5. Цели и задачи исследования.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

С ПОВЫШЕННЫМИ ВИБРОЗАЩИТНЫМИ СВОЙСТВАМИ.

2.1. Технические требования к инструментальному обеспечению и методика его создания.

2.2. Конструкция и физическая модель инструментальной системы.

2.3. Частотные характеристики инструментальной системы и ее модулей.

2.4. Принципы функционирования инструментальной системы и ее подсистем.

Выводы.

3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОДУЛЕЙ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ.

3.1. Закрепление фрезы в инструментальной системе.

3.2. Эффект самозакрепления в инструментальной системе. Предельные коэффициенты трения скольжения в клино-винтовом механизме.

3.3. Особенности силового и кинематического взаимодействия подсистем при фрезеровании. Предельные моменты сил трения, определяющие застойные зоны в работе подсистем.

3.4. Расчетно-теоретические исследования функционирования инструментальной системы при фрезеровании.

Выводы.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ.

4.1. Методика экспериментальных исследований, виброизмерительные и анализирующие устройства.*.

4.2. Экспериментальные исследования инструментальной системы.

4.3. Результаты производственных испытаний инструментальных систем.

Выводы.

Обеспечение высокого качества и эффективности изготовления продукции, конкурентоспособной по основным показателям надежности и долговечности, в настоящее время может быть получено лишь при обстоятельной перестройке машиностроительного производства. И одной из его главных задач является постоянное совершенствование технологии обработки деталей с широким использованием современного режущего и вспомогательного инструмента.

Инструментальное обеспечение технологических процессов механической обработки деталей резанием при их требуемом качестве с наибольшей производительностью и минимальными материальными затратами развивается в направлении совершенствования технологической надежности стан-ко-инструментальных систем. Для этого в первую очередь необходимы дальнейшие исследования особенностей функционирования модулей технологической системы и в первую очередь вибраций инструмента и обрабатываемой заготовки. А если учесть, что из всех видов механической обработки деталей резанием наиболее динамичным является фрезерование, то можно утверждать, что этот вид обработки требует особого внимания. Тем более что на многих предприятиях узкие места производства связаны с фрезерованием, так называемых, труднообрабатываемых деталей. Это детали, как правило, выполнены из высокопрочных высоколегированных сталей и титановых сплавов, имеют многосвязную обрабатываемую поверхность, малую жесткость, большую протяженность, переменную толщину снимаемого припуска и труднодоступные сложнопрофильные поверхности. Их обработка производится на многокоординатных станках с ЧПУ инструментальными системами с большими консольными вылетами. Форсирование режимов резания таких деталей ограничивается вибрациями модулей технологической системы: приспособления, обрабатываемой детали, режущего и вспомогательного инструмента, шпинделя или станочной консоли. Вибрации приводят к интенсивному износу и усталостному разрушению режущих элементов, к снижению качества обработанной поверхности и требуют частой смены инструмента.

Поэтому одним из основных путей повышения производительности и качества изготовления сложнопрофильных труднообрабатываемых деталей на станках с ЧПУ является совершенствование виброзащитных свойств технологических систем и, в первую очередь, режущего и вспомогательного инструментов. А это означает, что научно-техническая задача исследования особенностей функционирования технологических систем при фрезеровании заготовок сложнопрофильных деталей (СПД) на станках с ЧПУ и разработка на основе результатов этих исследований новых эффективных инструментальных систем (ИС) является актуальной задачей.

Объект исследования. Данная работа посвящена исследованию процесса чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ.

Цель и задачи исследования. Целью работы является повышение эффективности процесса фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей из труднообрабатываемых материалов на станках с ЧПУ за счет повышения производительности при обеспечении требуемых точности и качества и расширении технологических возможностей станков на основе применения инструментального комплекса с повышенными виброзащитными свойствами.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

• Разработать методики проектирования, расчетно-теоретических и экспериментальных исследований инструментального комплекса с высокими диссипативными свойствами.

• Разработать физическую модель спроектированной инструментальной системы и получить расчетным путем основные частотные характеристики отдельных элементов и модулей инструментальной системы.

• На базе физической модели разработать математическую модель функционирования инструментальной системы и реализовать ее в виде пакета программ для ПК.

• Провести расчетно-теоретические и экспериментальные исследования кинематики и динамики инструментальной системы при фрезеровании заготовок сложнопрофильных деталей из труднообрабатываемых материалов.

• По результатам проведенных исследований выбрать рациональные конструктивные параметры инструментальной системы, исследовать экспериментально ее опытные образцы, а затем испытать их в цехах завода.

• Разработать и внедрить в производство технологические рекомендации и инструментальный комплекс с повышенными виброзащитными свойствами для чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей из высоколегированных сталей и титановых сплавов на станках с ЧПУ.

Методы исследования. Теоретические и экспериментальные исследования особенностей функционирования инструментальной системы при фрезеровании вышеуказанных деталей базировались на научных положениях теории резания металлов, технологии машиностроения, сопротивления материалов, теоретической механики и теории колебаний с использованием математического аппарата, современной вычислительной техники (персональных компьютеров), виброизмерительной, динамометрической, регистрирующей и анализирующей аппаратуры.

Научная новизна полученных в работы результатов заключается в следующем:

• Разработана физическая модель многоразмерной многомассовой дискретно-континуальной инструментальной системы, состоящей из дисковых или торцово-цилиндрических анизотропных фрез и сборных вспомогательных инструментов (оправок с удлинителями), внутри которых расположен клино-винтовой механизм закрепления и упруго-фрикционный демпфер.

• Разработаны принципы функционирования модулей инструментальной системы с упруго-фрикционными соединениями их элементов при фрезеровании.

• Разработана математическая модель эффекта самозакрепления в инструментальной системе и на ее основе получены аналитические зависимости предельных углов наклона клиновых элементов и предельных коэффициентов трения от исходных коэффициентов трения.

• На базе физической модели инструментальной системы разработана математическая модель ее функционирования при фрезеровании, учитывающая нетрадиционное резьбовое соединение фрез с оправками, и получены зависимости основных параметров движения ее элементов от режимов резания, их кинематических и упругих характеристик, коэффициентов трения скольжения на сопрягаемых поверхностях элементов и исходных осевых усилий закрепления фрезы на оправке.

• Выявлены силовые и кинематические особенности функционирования инструментальной системы при фрезеровании заготовок сложнопрофильных деталей из труднообрабатываемых материалов, в том числе, условия реализации в системе эффекта самозакрепления, наличие предельных коэффициентов трения скольжения и предельных моментов сил трения, определяющих застойные зоны и фазы нагруженного и разгруженного движений отдельных элементов подсистем и всей системы в целом, при этом предложена сравнительная оценка диссипативных свойств различных инструментальных систем при фрезеровании в виде суммы работ сил трения во фрикционных соединениях ее элементов и модулей.

Практическая ценность и реализация в промышленности.

Разработанная методика проектирования инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами, их физическая и математическая модели позволяют при индивидуальном подходе к разработке конкретного технологического процесса фрезерования заготовки сложнопрофильной детали выбрать рациональные кинематические и динамические параметры модулей инструментальной системы и рекомендовать оптимальные для этого случая режимы резания.

Использование разработанных инструментальных систем в производстве расширяет технологические возможности станочного оборудования, т.к. позволяет, сохраняя нормативную стойкость режущего инструмента, обрабатывать заготовки СПД из высоколегированных сталей и титановых сплавов на станках с ЧПУ на существенно более высоких режимах резания, обеспечивая при этом необходимое качество обработанных поверхностей и точность профиля изготавливаемых деталей.

Для черновых и получистовых операций фрезерования центробежного колеса компрессора авиационного ГТД на пятикоординатном станке с ЧПУ модели ДФ-966 разработан, прошел испытания и внедрен в основное производство АО "КАДВИ" (Калуга) инструментальный комплекс с дисковыми фрезами, а для чистового фрезерования рабочих лопаток первой ступени компрессора ГТУ на многошпиндельном пятикоординатном станке модели FA5.1300.N Forest с ЧПУ разработана, изготовлена, испытана в основном производстве АООТ 'Завод турбинных лопаток" (Санкт-Петербург) и рекомендована к внедрению инструментальная система с торцово-цилиндрическими анизотропными фрезами.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ. Основные положения работы и результаты исследований докладывались и обсуждались на:

Научно-практическом семинаре "Новые технологии металлообработки XXI века", Санкт-Петербург, 2001 г.,

VI Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем "ДТС-2001", Ростов-на-Дону, 2001 г.,

Всероссийской научно-технической конференции "Новые материалы и технологии НМТ-2002", Москва, МАТИ, 2002 г.,

Научно-технических семинарах ДГТУ, 2003-2004 г., Научно-техническом семинаре совместного заседания кафедр "Резание, станки и инструменты" и "Технология машиностроения" С-ПбИМаш , 2004 г.

Работы по договору № 130 "Разработка технологического обеспечения скоростной обработки центробежного колеса авиационного ГТД на многоцелевых станках с ЧПУ" с ГП "Калужский моторный завод" (в настоящее время АО "КАДВИ") выполнялась в 1991-92 гг., а работы по договору № 145 "Разработка инструментальной системы для скоростного фрезерования сложнопрофильных рабочих лопаток компрессора 1-й ступени фирмы "Вес-тингауз" с АООТ "Завод турбинных лопаток" (Санкт-Петербург) выполнялась в 1996 г.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

Решена актуальная научно-техническая задача, заключающаяся в разработке инструментального обеспечения чернового и чистового фрезерования заготовок сложнопрофильных деталей из высоколегированных сталей и высокопрочных титановых сплавов на станках с ЧПУ.

Указанная выше цель работы достигнута, при этом получены новые научные и практические результаты.

1. Для чернового и чистового фрезерования труднодоступных поверхностей сложнопрофильных деталей, требующих применения инструментов с большими консольными вылетами, разработана инструментальная система с повышенными виброзащитными свойствами. Она состоит из дисковых или торцово-цилиндрических анизотропных фрез и сборных вспомогательных инструментов (оправок с удлинителями), внутри которых расположен клино-винтовой механизм закрепления и упруго-фрикционный демпфер.

2. Физическая модель спроектированной инструментальной системы представлена в виде многоразмерной многомассовой дискретно-континуальной системы с большим количеством упруго-фрикционных соединений ее деталей.

3. На основе физической модели разработана математическая модель функционирования инструментальной системы при фрезеровании, реализованная в виде пакета программ для ПК. Модель учитывает нетрадиционное резьбовое соединение фрез с оправками и позволяет получить зависимости основных параметров движения элементов инструментальной системы от режимов резания, их кинематических и упругих характеристик, коэффициентов трения скольжения на сопрягаемых поверхностях элементов и исходных осевых усилий закрепления фрезы на оправке.

4. Сформулированы принципы многоэтапного функционирования ее подсистем, установлено существование предельных коэффициентов трения скольжения, меньше которых в инструментальной системе реализуется эффект самозакрепления, и предельных моментов сил трения, определяющих застойные зоны и фазы нагруженного и разгруженного движений инструментальной системы в целом и ее подсистем.

5. Разработанная методика проектирования инструментальных систем с повышенными виброзащитными свойствами, их физическая и математическая модели позволяют при индивидуальном подходе к разработке конкретного технологического процесса фрезерования заготовки сложнопрофильной детали выбрать рациональные кинематические и динамические параметры модулей инструментальной системы и рекомендовать оптимальные для этого случая режимы резания.

6. Сравнительный анализ результатов проведённых теоретических и экспериментальных исследований подтверждает адекватность математической модели функционирования инструментальной системы при фрезеровании и тем самым достоверность предложенных положений физико-механического взаимодействия её деталей.

7. Производственные испытания разработанных инструментальных систем с торцово-цилиндрическими анизотропными и дисковыми фрезами показали их повышенные виброзащитные свойства и технико-экономическую эффективность, что позволило рекомендовать их к внедрению и внедрить в основное производство машиностроительных заводов.

1. Бабаков И.М. Теория колебаний. - М.: Изд-во Наука, 1965. - 560 с.

2. Барботько А.И., Зайцев А.Г. Теория резания металлов. Часть1, Воронеж: Изд. в Воронежский Университет, 1990. - 215 с.

3. Барбашов Ф.А. Фрезерные работы. М.: Высшая школа, 1986. - 234 с.

4. Бердников Л.Н. Выбор инструментального материала при прерывистом резании. В сб. Современные достижения в механообрабатывающем и сборочном производстве, СПб. М.: Машиностроение. 1986. - 179 с.

5. Беспалов Б.Л., Глейзер Л.А., Колесов И.М. Технология машиностроения. /Спец. часть./М.: Машиностроение. 1973. 198 с.

6. Биргер И.А. Расчет на прочность деталей машин. Справочное пособие. М.: Машиностроение. 1979. - 702 с.

7. Бобров В.Ф., Грановский Г.К., Зорев Н.Н., Алексеев Н.В., Третьяков И.П. Развитие науки о резании металлов. М.: Машиностроение, 1967. -416с.

8. Богнов И.С., Бердников Л.Н. Прогрессивная технология обработки профильной части лопаток мощных паровых и газовых турбин. Л.: Машиностроение, 1974. - 327 с.

9. Бурмистров Е.В. Исследование вибраций при концевом фрезеровании высокопрочных сталей на станках с ЧПУ. В сб. Высокоэффективные методы и инструмент для механической обработки авиационных материалов. Куйбышев: КуАИ, 1984. С. 98 - 111.

10. Бурмистров Е.В., Воронов Е.Н. Повышение виброустойчивости и стойкости концевых фрез при обработке деталей на станках с ЧПУ. — В сб. Инструмент для станков с ЧПУ и ГПС. Л: ЛДНТП, 1985. С. 51 - 58.

11. Васильков Д.В. Теория и практика оптимизационного проектирования механической обработки маложестких заготовок /Диссертация доктора технических наук. — СП-б.: ГТУ, 1997. 426 с.

12. Васильков Д.В, Вейц В.Л, Шевченко B.C. Динамика технологической системы механической обработки. СПб.: ТОО "Инвентекс", 1997. -330 с.

13. Васильков Д.В, Вейц В.Л, Лонцих П.А. Динамика технологической системы-при обработке маложестких заготовок. — Иркутск: ИУ, 1994. -98 с.

14. Васильков Д.В., Дмитревская Ю.С. Взаимодействия модулей инструментальной системы при фрезеровании .-СПб.: ИМаш, 2003- С. 41 50.

15. Васильков Д.В., Дмитревская Ю.С. Результаты экспериментальных исследований сборной инструментальной системы при фрезеровании. — СПб.: ИМаш, 2003. С. 51 - 57.

16. Вейц В.Л. Динамика машинных агрегатов. Л.: машиностроение, 1969.-370 с.

17. Вейц В.Л. Исследование трения покоя в направляющих скольжения при низкочастотных направленных микроколебаниях /Новое в теории трения. М.: Наука, 1966. - С. 60 - 82.

18. Вибрации в технике. Колебания линейных систем. /Под редакцией Болотина В.В. Справочник. В 6-ти томах. М.: Машиностроение, т. 1, 1978. -352 е./

19. Вибрации в технике. Колебания нелинейных систем. /Под редакцией Блехмана И.И. Справочник. В 6-ти томах. — М.: Машиностроение, т. 2, 1979.-351 е./

20. Вибрации в технике. Защита от вибраций и ударов. / Под редакцией Фролова К.В. Справочник. В 6-ти томах. М.: Машиностроение, т. 6, 1981.-456 с.

21. Воронов Е.Н., Маркушин Е.М. Математическая модель автоколебательного процесса при сверлении. В сб. Высокоэффективные методы и инструмент для механической обработки авиационных материалов. Куйбышев: КуАИ, 1984. С. 111 - 118.

22. Воронов Е.Н., Волков А.Н. Исследование работоспособности дисковых фрез при обработке нежестких деталей из жаропрочного сплава ВЖЛ14Н. В сб. Высокоэффективные методы механической обработки авиационных материалов. Самара, КуАИ, 1991. С. 24-29.

23. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы.- М.: Металлургия, 1974. 235 с.

24. Гонткевич B.C. Собственные колебания пластин и оболочек. -Киев: Наукова думка, 1964. 288 с.

25. Горынин И.В., Чечулин Б.Б. Титан в машиностроение. М.: Машиностроение, 1990. -278 с.

26. Глазунов С.Г., Моисеев В.Н. Конструкционные титановые сплавы.- М: Металлургия, 1974. 367 с.

27. Грановский Г.И., Грановский В.Г. Резание металлов. Высшая школа, 1985.-293 с.

28. Гуревич Я.Л., Горохов М.В., Захаров В.И. Режимы резания труднообрабатываемых материалов. М.:, 1986. - 240 с.

29. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970.-227 с.

30. Вестник. Информатизация: Естествознание-техника-образование-культура.

31. Вып. 2. СПб.: Изд. ЛАЭС, 2000. С. 204 - 207.

32. Дмитревская Ю.С., Петров В.И. Функционирование сборной инструментальной системы с торцово-цилиндрической фрезой. Журнал «Металлообработка» № 4. СПб.: Изд. «Политехника», 2001. С. 5 - 9.

33. Дмитревская Ю.С. Виброустойчивый инструментальный комплекс для фрезерования лопаток ГТУ. «Динамика технологических систем» Труды VI Международной научно-технической конференции. Том III Ростов на Дону: Изд. ДГТУ, 2001. С. 188 - 192.

34. Дмитревская Ю.С. Эффект адаптации в сборной фрезерной инструментальной системе. Современное машиностроение: Сборник трудов молодых ученых. Вып.4. СПб.: Изд. СПб. ИМаш, 2002. С. 25 - 31.

35. Дмитревская Ю.С. Инструментальная система для чистового фрезерования сложнопрофильных деталей на станках с ЧПУ. Харьков: журнал "Мир техники и технологии" № 2, 2003. С. 30 -34.

36. Дроздов Н.Н. К вопросу о вибрациях станка при токарной обработке. Станки и инструмент. - 1937. - № 22.

37. Жарков И.Г., Маркушин Е.М. Теоретическое исследование вибраций при резании металлов. В сб. Исследование обрабатываемости жаропрочных и титановых сплавов. Куйбышев, 1973. - № 1.

38. Жарков И.Г. Исследование автоколебаний возникающих при обработке резанием конструкционных материалов. Автореферат диссертации на соискание степени д-ра техн. наук. Куйбышев, 1974. - 43 с.

39. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. -Л.: Машиностроение, 1986. 179 с.

40. Жарков И.Г. Теоретические исследования колебаний упругой системы СПИД. В сб. Материалы научно-технической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения В. И. Ленина, Куйбышев, 1970.

41. Жарков И.Г., Волков А.Н. Влияние интенсивности вибраций на стойкость инструмента и качество обработанной поверхности при фрезеровании титанового сплава ОТ4. Труды юбилейной научно-технической конференции КуАИ, Куйбышев, 1967.

42. Жучков Н.С., Беспахотный П.Д., Чубаров А.Д. Повышение эффективности обработки резанием заготовок из титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1989. - 213 с.

43. Зорев Н.Н., Вирко Н.П. Стойкость и производительность торцевых фрез при смещении заготовки относительно фрезы. Труды ЦНИТМАШ. Кн. 82.-М., 1957. С. 57-81.

44. Зорев Н.Н. Обработка стали твердосплавным инструментом в условиях прерывистого резания с большими сечениями среза. — Вестник машиностроения, 1963. № 2. - С. 62 - 67.

45. Зорев Н.Н., Фетисова З.М. Обработка резанием тугоплавких сплавов. М.: Машиностроение, 1966. - 226 с.

46. Заковоротный В.Л. Исследование динамической характеристики-резания при автоколебаниях инструмента. /Известия техн. науки. Ростов: РИСХМ, 1976. - С. 34 - 44.

47. Иткин М. Э. Исследование влияния режимов резания и геометрии инструментов на шаг элементов стружки и продолжительность их образования. Куйбышев: КуАИ, высш. 52, 1960. - 123 с.

48. Калачев Б. Н. Механические свойства титана и его сплавов. Металлургия, 1974 - 287 с.

49. Качанов Л.М. Основы механики разрушения. М.: Наука, 1974.311 с.

50. Каширин А.И. Исследование вибраций при резании металлов. М.:- 154

51. Издательство АН СССР, 1947.-176 с.

52. Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978. - 198 с.

53. Козловский Н.А., Зайкин М.П. Жесткость и виброустойчивость тяжелых фрезерных станков. Наука и техника, 1986. — 254 с.

54. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. — 526 с.

55. Кривоухов В.А., Чубаров А.Д. Обработка резанием титановых сплавов. -М.: Машиностроение, 1970. 180 с.

56. Кудевицкий Я.В., Глушков Г.А. Современные способы обработки профильных поверхностей лопаток турбин. М.: Машиностроение, 1977-254 с.

57. Кудинов В.А. Автоколебания при резании с неустойчивым наростом. В сб. Станки и инструмент. М.: 1966. С. 38 - 53.

58. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. —359 с.

59. Кудинов В.А., Токобаев С.Т. Характеристика смешанного трения при динамическом расчете станков. В сб. Станки и инструмент, М.: Машиностроение, 1969, № 6. С. 16 — 23.

60. Кузнецов В.Д. Физика твердого тела. Томск 1944-Т. - 234 с.

61. Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Технологическая оснастка для станков с ЧПУ. М.: Машиностроение, 1990. - 386 с.

62. Кунабэ Д. Вибрационное резание. М.: Машиностроение, 1985.423 с.

63. Кучма J1.K. Вибрации при работе на фрезерных станках и методы их гашения. АН СССР. М.: 1959. - 178 с.

64. Лоладзе Т.Н. Прочность и износостойкость режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1982. - 319 с.

65. Максак В.И. Предварительное смещение и жесткость механического контакта. М.: Наука, 1975. - 204 с.

66. Маркушин Е.М. Основы спектральной теории переходных процессов систем с последействием. /Дисс. д-ра физ.-мат. наук. Куйбышев: КуАИ, 1996. -360 е./

67. Максаров В.В. Теория и методы моделирования и управления процессом стружкообразования при лезвийной механической обработке. /Дисс. д-ра техн. наук. СПб.: СЗПИ, 1999. - 338 е./

68. Мурашкин Л.С. Исследование динамики процесса резания. /Дисс. д-ра техн. наук. Л.: ЛПИ, 1958. - 348 е./

69. Мурашкин Л.С., Мурашкин С.Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение 1977. - 191 с.

70. Мурашкин С.Л. Колебания и устойчивость движение систем станков с нелинейными характеристиками процесса резания. /Дисс. д-ра техн. наук.-Л: ЛПИ, 1980.-548 е./

71. Нагорняк С.Г. Синтез инструментально-станочной оснастки на основе анализа кинематики лезвийной обработки. /Дисс. д-ра техн. наук, 1991./

72. Никитин М.А., Петров В.И. Коаксиальное фрезерование поверхностей вращения деталей из труднообрабатываемых материалов. Куйбышев: КуАИ, 1987. - С. 11 - 19.

73. Обрабатываемость резанием жаропрочных и титановых сплавов. /Под редакцией Кривоухова В.А./ М.: Машгиз, 1961. - 244 с.

74. Обработка резанием жаропрочных, высокопрочных и титановых сплавов. /Под редакцией Резникова Н.И./-М.: Машиностроение, 1972.-203 с.

75. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. /Под редакцией Панова А.А./ М.: Машиностроение, 1988. 365 с.

76. Остафьев В.А. Расчет динамической прочности режущего инст- 156румента. -М.: Машиностроение, 1979. 168 с.

77. Пановко Я.Г., Губанова И.И. Устойчивость и колебания упругих систем. М.: Наука. 1979. - 253 с.

78. Пановко Я.Г. Основы прикладной теории колебаний и удара. J1.: Политехника, 1990. - 272 с.

79. Петров В.И. Новый фрезерный инструмент и способы фрезерования. В сб. Прогрессивный инструмент и его эффективное использование на металлорежущих станках. JL: ЛДНТП, 1983. - С. 28 - 35.

80. Петров В.И., Никитин М.А. Инструмент для скоростного фрезерования пазов на станках с ЧПУ. В сб. Прогрессивный инструмент и его эффективное использование на металлорежущих станках. Л.: ЛДНТП, 1983. -С. 61 -65.

81. Петров В.И. Критерии оценки виброактивности зоны резания и виброустойчивости фрезерных технологических систем. Куйбышев: КУАИ, 1989.-С. 65-73.

82. Петров В.И. Виброзащита фрезерных технологических систем многооперационных станков. /Инструмент для станков с ЧПУ и ГПС./ Ленинград: ЛДНТП, 1985. - С. 62 - 67.

83. Петров В.И. Вспомогательный инструмент с повышенными виброзащитными свойствами.-Вестник машиностроения, 1985, № 7.-С. 57-61.

84. Петров В.И., Никитин М.А. Комплекс многоцелевого фрезерного вспомогательного инструмента для станков с ЧПУ. В сб. Прогрессивные инструментальные комплексы для механической обработки деталей в ГПС. -Л.: ЛДНТП, 1987. С. 6 - 14.

85. Петров В.И., Чубаров Ф.Л., Инструментальный комплекс для фрезерования сложнопрофильных деталей из титановых сплавов на станках с

86. ЧПУ. Республиканский межведомственный научно-технический вестник. /Под редакцией Зубарева Ю.М./ СПб, 1995. С. 85 - 88.

87. Петров В.И. Методы виброзащиты инструментальных систем. В журнале " Инструмент ". СПб, 1996, № 4. С. 24 - 26.

88. Подпоркин В.Г., Бердников J1.H. Фрезерование труднообрабатываемых материалов. М. - Л.: Машиностроение, 1983. - 136 с.

89. Подураев В.Н. Обработка резанием с вибрациями. М.: Машиностроение, 1970. - 351 с.

90. Подураев В.Н., Камалов B.C. Физико-химические методы обработки. М.: Машиностроение, 1973. - 213 с.

91. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов. Учебное пособие для вузов. М.: Высшая школа, 1974. - 587 с.

92. Подураев В.Н. Автоматически регулируемые и комбинированные процессы резания. М.: Машиностроение, 1977. - 300 с.

93. Полетика М.Ф. Контактные нагрузки на режущих поверхностях инструмента. М.: Машиностроение, 1969. - 150 с.

94. Прочность, устойчивость, колебания. Справочник в 3-х томах. /Под редакцией Бергера И.А. и Пановко Я.Г./ М.: Машиностроение, т.З 1968.-567 с.

95. Резание конструкционных материалов, режущий инструмент и станки. /Под редакцией Петрухи П.Г./ М.: Машиностроение, 1974.

96. Резников А.Н., Бурмистров Е.В., Жарков И.Г. Обработка резанием жаропрочных и титановых сплавов. М.: Машиностроение, 1972. — 199 с.

97. Резников А.Н., Смирнов М.Д., Яшин Г.Г. Теплофизика резания. М.: Машиностроение, 1969. - 299 с.

98. Резников А.Н., Жарков И.Г. Производительная обработка нержавеющих и жаропрочных материалов.-М.: Машиностроение, 1960.-211 с.

99. Рыжов Э.В. Контактная жесткость деталей машин. М.: Машиностроение, 1966. - 193 с.

100. Рыжков Д.И. Вибрации при резании металлов и методы их устранения. М: Машгиз, 1961. - 172 с.

101. Соколовский А.П. Жесткость в технологии машиностроения. -М.: Машгиз, 1956. 297 с.

102. Справочник технолога-машиностроителя. Т. 2. /Под ред. Косило-войА.Г./ -М.: Машиностроение, 1986.

103. Ташлицкий Н.И. Первичный источник энергии возбуждения колебаний при резании металлов. Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1960, № 2. - С. 22 - 23.

104. Ташлицкий Н.И., Гребель В.Г. Виброустойчивость при чистовом точении валов резцами с зачищающейся режущей кромкой. Вестник машиностроения. М.: Машиностроение, 1983, № 5. - С. 53 - 55.

105. Тлустый И. Автоколебания в металлорежущих станках. М.: Машгиз, 1956.-397 с.

106. Tobias S.A., Fichwier W. Eine Thedric des Regenerativen Ratterns.-Der Mascyinenmarkt, 1956, № 17.

107. Травин А.И., Панова Ф.С. Современные достижения в области механической обработки криволинейных поверхностей на станках с ЧПУ. В сб. Прогрессивный инструмент и его эффективное использование на металлорежущих станках. Л.: ЛДНТП, 1983. - 232 с.

108. Хает Л.Г. Прочность режущего инструмента. М.: Машиностроение, 1975. - 166 с.

109. Шатерин М.А., Коротких М.Т., Иванов М.И. Демпфирование динамических нагрузок при фрезеровании. В сб. Технология 94. СПб.: СПИ-маш, 1994.-С. 19-21.- 159115. Шиманский Ю.А. Динамический расчет судовых конструкций. —

110. Д.: Государственное союзное издательство судостроительной промышленности. 1963.-444 с.

111. Шифрин А.Ш., Резницкий JI.M. Обработка резанием коррозион-ностойких, жаропрочных сталей и титановых сплавов. — М.: Машиностроение, 1964.-С. 62-67.

112. Эльясберг М.Е. Основы теории автоколебаний при резании металлов. Станки и инструмент. 1962, № 10. С. 3 -8.

113. Эльясберг М.Е. О независимости границ устойчивости процесса резания от возмущений по следу. Станки и инструмент. 1976, №11.-С. 32-36.

114. Эльясберг М.Е., Савинов И.Л. Экспериментальное определение параметров обрабатываемого материала, влияющих на устойчивость против автоколебаний, и расчет станков. Станки и инструмент. 1979 №12.- С. 23-27.

115. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков. /ОКБС, СПб., 1993.- 180 с.

116. Danek О., Polack М., Spacek L., Tlusty J. Selbsterregte Schwingun-gen an Wergzeugmaschinen.- Berlin: Verlag Technik. 431 S.

117. Doi S., Kato S. On the chatter vibrations of lathe Tools, 1956, vol. 78, h.l 127- 1134.

118. Tobias S. A. Swingungen an Wergzeugmaschinen. Muncheh: Hanzer. -1961.-322 S.

119. Wu D.W. Comprehensive Dunamic Cutting Force Model and Its Application to Wave-Removing Processes //Jornal of Engineering for Industry. -1989. -№ 2. S. 155- 164.