Experimental study of the dynamics of the machining process by ball-end mills

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 25 № 1 2023 44 ТЕХНОЛОГИЯ Экспериментальное исследование динамики процесса механообработки концевыми сфероцилиндрическими фрезами Михаил Гимадеев a,*, Андрей Ли b, Вера Беркун c, Вадим Стельмаков d Тихоокеанский государственный университет, ул. Тихоокеанская , 136, г. Хабаровск, 680035, Россия a https://orcid.org/0000-0001-6685-519X, 009063@pnu.edu.ru, b https://orcid.org/0000-0002-9907-4936, 011864@pnu.edu.ru, c https://orcid.org/0000-0002-5249-2612, 2015103121@pnu.edu.ru, d https://orcid.org/0000-0003-2763-1956, 009062@pnu.edu.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2023 Том 25 № 1 с. 44–56 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-44-56 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.914:517.443:53.082.4 История статьи: Поступила: 07 ноября 2022 Рецензирование: 14 января 2023 Принята к печати: 21 января 2023 Доступно онлайн: 15 марта 2023 Ключевые слова: Сфероцилиндрическая фреза Шероховатость поверхности Вибрация Корреляционный анализ Регрессионный анализ Онлайн–мониторинг Наклон инструмента Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке Министерства образования и науки Хабаровского края в рамках краевого конкурса на предоставление грантов в форме субсидий из краевого бюджета на реализацию проектов в области фундаментальных, технических, гуманитарных и общественных наук. Грант № 93С/2022 на тему «Повышение эффективности работы технологического оборудования при механообработке за счет онлайн-мониторинга акустического сигнала». Благодарности: Авторы выражают благодарность А.В. Никитенко, кандидату технических наук, доценту кафедры технологическая информатика и информационные системы (ФГБОУ ВО ТОГУ, г. Хабаровск) за помощь в организации и проведении экспериментальных исследований в учебно-производственном центре CAD/CAM технологий. Исследования частично выполнены на оборудовании ЦКП «Структура, механические и физические свойства материалов» (соглашение с Минобрнаукой № 13.ЦКП.21.0034). АННОТАЦИЯ Введение. Ввиду значительного количества факторов, влияющих на изменение свойств динамической системы для обеспечения высокого качества получаемого продукта, выбираются чрезмерно консервативные условия обработки. Это ограничивает эффективность процесса и приводит к повышению себестоимости продукции. Соответственно необходимы современные подходы, которые позволят диагностировать текущее состояние обработки и вовремя принимать решение о замене инструмента, коррекции или изменении управляющей программы. Значение проводимого исследования состоит в предложении подхода к контролю механообработки, основанного на методе мониторинга процесса фрезерования в реальном времени, для определения возникающих погрешностей обработки, прогнозирования потенциальных проблем и увеличения продолжительности безотказной работы. Предмет. В статье рассматриваются особенности работы системы мониторинга в реальном времени с учетом фильтрации звуковой волны, минимизации шероховатости поверхности при механообработке одно- и двухлезвийным инструментом. Цель работы – определить влияние ориентации наклона сфероцилиндрического инструмента на величину шероховатости поверхности с использованием мониторинга в реальном времени в процессе фрезерования на технологическом оборудовании с ЧПУ. Методика исследований. В исследовании приводятся методы корреляционного и регрессионного анализа. Расчетные данные получены за счет виброакустической диагностики и измерены в диапазоне значений переменного угла наклона поверхности для одно- и двухлезвийного инструмента на основе положений теории колебаний и виброакустической диагностики, теории резания, цифровой обработки и цифровой фильтрации сигналов. Результаты и обсуждения. Экспериментальные данные, полученные при механообработке, позволили определить, что увеличение угла наклона однозубой фрезы практически не влияет на изменение амплитудных параметров шероховатости. Значения виброакустической диагностики и шероховатости при использовании двухзубового сфероцилиндрического инструмента показывают согласованную картину с эффектами, создаваемыми углами наклона и опережения. Полученные решения задач мониторинга и анализа параметров шероховатости позволяют существенно сократить объем экспериментальных исследований и уточнить представление о практической реализации способа акустического мониторинга процесса резания. Для цитирования: Экспериментальное исследование динамики процесса механообработки концевыми сфероцилиндрическими фрезами / М.Р. Гимадеев, А.А. Ли, В.О. Беркун, В.А. Стельмаков // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2023. – Т. 25, № 1. – С. 44–56. – DOI: 10.17212/1994-6309-2023-25.1-44-56. ______ *Адрес для переписки Гимадеев Михаил Радикович, к.т.н., доцент Тихоокеанский государственный университет, ул. Тихоокеанская, 136, 680035, г. Хабаровск, Россия Тел.: 8 (924) 216-31-39, e-mail: 009063@pnu.edu.ru

RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1