Диссертация (1025147), страница 18
Текст из файла (страница 18)
На Рис.5.8 представлена карта режимов,полученнаяпри(1 - коэффициентпостоянномдемпфированиядемпфированиинапервой1 = 0.2 %, 2 = 0.3 %собственнойчастоте,1452 - коэффициент демпфирования на второй собственной частоте). Данныезначения соответствуют коэффициентам демпфирования заготовки до чистовойобработки.Рис. 5.7. Поверхность заготовки после чистовой обработки на оптимальномрежиме, полученная с помощью моделирования (слева) и в результатефрезерования реальной заготовки (справа)Коридор благоприятных режимов рассчитан с помощью метода, изложенногов главе 4.2.
Как видно из графика, при постоянном демпфировании результатыприменения метода, основанного на применении теории устойчивости (глава4.2) и метода, анализирующего результаты имитационного моделированияпроцесса во времени (глава 4.1), совпадают.На Рис. 5.9 представлены карты режимов при различных вариантах значенийкоэффициентов демпфирования. Для демонстрации влияния параметровдемпфирования на вид карты режимов на всех диаграммах изображен коридорблагоприятных режимов, вычисленный для диаграммы, приведенной на Рис. 5.8.146Рис. 5.8.
Карта режимов обработки с постоянным демпфированием икоридором рациональных режимовИз Риc. 5.9 видно, что при учёте изменения демпфирования заготовки впроцессе обработки внутри коридора благоприятных режимов, рассчитанного спомощью метода, описанного в главе 4.1, появились индикаторы чаттера(изображены красными метками). Таким образом, для получения достоверныхрезультатов при решении задачи о назначении рациональных режимоврассматриваемой детали необходимо учитывать изменение демпфирования впроцессе обработки.При относительно больших ( = 2%) значениях демпфирования заготовкидиапазон благоприятных режимов обработки оказывается шире, чем коридор,рассчитанный с помощью метода, описанного в главе 4.1.При малых ( = 0.02%) значениях демпфирования благоприятные режимыобработки могут не существовать, что наглядно показывает карта режимов.
Втакихслучаяхнеобходимокорректироватьподачуинструментапредусматривать мероприятия по увеличению демпфирования заготовки.или147Рис. 5.9.Карты режимов при различных значениях коэффициентовдемпфирования. а – использованы коэффициенты демпфирования заготовки дочистовой обработки, б – с учетом изменения коэффициентов демпфированиязаготовки в процессе обработки, в - коэффициенты демпфирования заготовки1 = 2 = 0.02%, г - коэффициенты демпфирования заготовки 1 = 2 = 2%Разработанная расчетно-экспериментальная методика, состоит из несколькихмодулей:1. Методика модальных испытаний и идентификации динамическиххарактеристик детали и инструмента в процессе фрезерования;2. Методика уточнения конечно-элементной модели детали и инструмента;3.
Метод выбора режимов на основе построения карты режимов порезультатам многовариантного моделирования динамики обработки ипоследующего анализа временных реализаций.148Стоит отметить, что необходимая комбинация модулей предложеннойметодики должна быть обусловлена типом решаемой задачи.Для предварительного назначения режимов обработки, а также длячерновых/получистовых этапов обработки допустимо применение методавыбора режимов на основе анализа относительной частоты вращенияинструмента, описанный в главе 4.1. Значения собственных частот колебанийзаготовки/инструмента можно получить с помощью модальных испытаний илис помощью конечно-элементного моделирования.Для назначения режимов обработки деталей, к которым предъявляютсяповышенные требования качества поверхности необходимо применение всехкомпонентов методики. Применение методов уточнения модели особенноактуально при решении задачи выбора рациональных режимов обработкидеталей,закрепленныхвоснастке,снеизвестнымижесткостнымихарактеристиками.5.5.
Выводы по пятой главе1. В рамках работы выполнено многовариантное моделирование процессачистовой фрезерной обработки лопатки ГТД. В качестве варьируемогопараметра принята скорость вращения шпинделя.2. Для идентификации модели динамики заготовки использована расчетноэкспериментальная методика, описанная в главах 2,3 настоящей работы.Применение методики позволило уточнить модель процесса фрезерования иполучить достоверные результаты моделирования процесса;3. С помощью описанного в главе 4 метода детектирования чаттера,построена диаграмма режимов, предоставляющая наглядную информацию окачестве каждого режима обработки;4.
Использование диаграммы режимов позволило обоснованно выбратьрациональный режим обработки лопатки. Сравнение поверхности лопатки,149полученной с помощью моделирования и эксперимента показало высокуюточность применяемого подхода и пригодность методики для назначенияоптимальных режимов обработки подобных деталей.5. В результате анализа влияния коэффициентов модального демпфированиязаготовки на вид карты режимов сделан вывод о необходимости корректнойидентификации коэффициентов модального демпфирования, а также онеобходимости учета изменения параметров демпфирования в процессе снятияматериала при решении данной задачи.6.
Сформулированы общие рекомендации по применению разработаннойметодики для решения задач выбора рациональных режимов в условияхопытного производства для отладки технологических процессов.150ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ1.В качестве основного вывода стоит отметить, что в работе решена важнаязадача,связаннаясусовершенствованиемсуществующихподходовчисленного имитационного моделирования процесса обработки резанием спомощьюпримененияметодовэкспериментальнойидентификациидинамических систем. Результаты данной работы могут быть использованыпри проектировании производственных процессов ответственных деталей изновых труднообрабатываемых материалов.2. Предложенаметодикапроведениямодальныхиспытанийдляэкспериментального определения динамических характеристик детали иинструмента с учетом их изменения в процессе обработки.
Разработаносоответствующее программное обеспечение для сбора и первичного анализаданных.3. Разработана методика и программное обеспечение для идентификациидинамическиххарактеристикзаготовки/инструментапорезультатаммодальных испытаний, а также численная методика и программноеобеспечение в среде Matlab для уточнения конечно-элементной моделизаготовки/инструментанаосноверезультатовэкспериментальногомодального анализа. Разработанное программное обеспечение может бытьиспользовано не только в задачах выбора рациональных режимов обработкифрезерованием, но и для идентификации динамических характеристик любыхконструкций, например, компонентов аэрокосмической техники.4.
Выполнена апробация разработанной расчетно-экспериментальной методикии методики численного моделирования динамики фрезерования на примереназначения виброустойчивых режимов обработки лопатки компрессорагазотурбинного двигателя, обеспечивающих высокое качество поверхности.Установлено влияние изменения коэффициентов демпфирования заготовки впроцессе обработки на виброустойчивость процесса резания.1515. Подготовленырекомендациипообоснованномуназначениювиброустойчивых режимов обработки податливых деталей с повышеннымитребованиями к качеству поверхности.152СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Бернс В.А. Модальная идентификация динамических систем на основемонофазныхколебаний//НаучныйвестникНовосибирскогогосударственного технического университета. 2010.
№ 3 (40). С. 99–109.2.Бернс В.А. Оценка точности определения характеристик собственных тоновпри наличии случайных ошибок в экспериментальных данных // ВестникСибирскогогосударственногоаэрокосмическогоуниверситетаим.академика М.Ф. Решетнёва. 2010. № 5 (31). С. 208–212.3.Бернс В.А. Погрешности определения характеристик собственных тоновпри близких собственных частотах // Контроль. Диагностика. 2011.
№ 3(153). С. 12–17.4.Воронов С.А. Разработка математических моделей и методов анализадинамики процессов абразивной обработки отверстий: дисс. на соиск. уч.ст. докт. тех. наук. Москва. 2008. 309 с.5.Воронов С.А., Киселев И.А. Геометрический алгоритм 3MZBL длямоделирования процессов обработки резанием. Алгоритм измененияповерхности и определения толщины срезаемого слоя. // Вестник МГТУ им.Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012. № 6. C.
70-83.6.Воронов С.А., Киселев И.А., Аршинов С.В. Методика применениячисленного моделирования динамики многокоординатного фрезерованиясложнопрофильныхдеталейприпроектированиитехнологическогопроцесса. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2012.№ 6. C. 50-69.7.Воронов С.А., Николаев С.М., Киселев И.А. Расчетно-экспериментальнаяметодика идентификации параметров модели механической системы спомощью модального анализа. // Проблемы механики современных машин:сб. ст. 5-ой международной НТК. Улан-Удэ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
