Actual Problems in Machine Building 2016 No. 3

Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3 Инновационные технологии в машиностроении ____________________________________________________________________ 89 операций механической обработки не позволяет проводить анализ устойчивости технологической системы при изменении её параметров (динамические колебания параметров режущего инструмента, заготовки, узлов станка, станочного приспособления, вспомогательной оснастки и других элементов технологической системы). Известно, что процессы механической обработки не являются стабильными, нестабильны и параметры всех элементов технологической системы. Поэтому для обеспечения стабильности параметров качества деталей, изготавливаемых методами механической обработки необходимо использование динамических моделей, прогнозирующих технологические параметры, которые оптимальны и обеспечивают устойчивость выполнения технологической операции. Современные прикладные объектно-ориентированные программные пакеты (CAMeL- View, RecurDyn, ANSYS) позволяют произвести разработку модели технологической системы (станок, приспособление, инструмент, деталь) с возможностью программного управления её движениями. Для решения этих задач может быть использован пакет прикладных программ RecurDyn, который широко применяется для создания моделей различных механических систем, их анализа и оптимизации конструкции, и использует идеологию визуального объектно-ориентированного программирования [2]. Это объясняется функциональными возможностями 3D моделирования и наличием полного спектра средств инженерного анализа. Моделирование напряжений, деформаций, частот собственных колебаний, момента инерции, амплитудно-частотных характеристик и других параметров, характерных для процесса механической обработки резанием, осуществляется компьютерным исследованием объемных твердотельных моделей режущего инструмента, заготовки и других элементов технологической системы. Методика экспериментального исследования Твердотельная модель сборной торцовой фрезы и заготовки создавалась с помощью программы SolidWorks Version 2014. На рисунке 1 показаны модель торцовой фрезы с цилиндрическими вставками (демпфирующими элементами) из резины для регулирования жесткости и модель обрабатываемой стальной заготовки. Конструкция данной сборной торцовой фрезы разработана на кафедре «технология машиностроения» АлтГТУ им. И.И. Ползунова и защищена патентом РФ (патент на изобретение № 2559078). Для моделирования динамического состояния сборной торцовой фрезы при резании стальной заготовки использовался программный комплекс RecurDyn V8R3(рис. 2) [3]. Торцовая фреза и стальная заготовка моделируются как твердые тела, массово- геометрические характеристики которых определяются по задаваемым пользователем размерам и плотности материала. Силы, действующие на режущие пластинки фрезы в процессе резания, определяются в инерциальной системе отсчета в блоке Force (упругую силу Spring с задаваемой жесткостью и демпфированием, силу Axial, действующую в задаваемом направлении и описываемой аналитическим выражением и др.) (рис. 3) [1].