Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 1 2020 65 ОБОРУДОВАНИЕ . ИНСТРУМЕНТЫ Влияние скорости резания металлов на регенерацию вибрационных колебаний инструмента в станках токарной группы Виктор Лапшин * Донской государственный технический университет , пл . Гагарина , 1, г . Ростов - на - Дону , 344000, Россия https://orcid.org/0000-0002-5114-0316 , lapshin1917@yandex.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2020 Том 22 № 1 с . 65–79 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-65-79 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Современные технологии обработки ме - таллов на металлорежущих станках являются постоянно развивающейся отраслью науки и техники . Так , станки , выпускаемые ведущими мировыми лидерами в области металлообра - ботки , такими , к примеру , как Siemens и Fanuc Co., Ltd., являются одними из самых сложных и ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 621.9:531.3 История статьи : Поступила : 21 декабря 2019 Рецензирование : 13 января 2020 Принята к печати : 07 февраля 2020 Доступно онлайн : 15 марта 2020 Ключевые слова : Нелинейная динамика Вибрации Процесс резания Регенерация колебаний Финансирование Исследование выполнено при фи - нансовой поддержке гранта РФФИ № 19-08-00022. АННОТАЦИЯ Введение . Вибрации инструмента , сопровождающие процесс резания , во многом связаны с давно выявленным регенеративным эффектом , который существенно влияет на динамические характеристики процесса обработки металлов резанием , что указывается в многочисленных зарубежных публикациях ведущих европейских специалистов в области металлообработки . В работах некоторых российских ученых , специализирующихся на анализе процессов обработки металлов резанием на металлорежущих станках , рассматривается положение о существовании оптимальной скорости резания , обеспечивающей наилучшее качество обрабатываемой поверхности и наибольшую стойкость инструмента . В связи с этим в статье рассмотрен вопрос вероятной связи этой оптимальной скорости с регенерацией колебаний инструмента при токарной обработке металлов . Цель работы : рассматривается возможность оценки влияния регенеративного эффекта на динамику процесса обработки без учета дополнительных влияний на процесс как со стороны станка , так и со стороны самого процесса резания с целью определения существования оптимальных режимов резания . В работе исследована : математическая модель , описывающая динамику вибраций инструмента в условиях обработки металлов на станках токарной группы , при этом рассматривается только процесс продольного точения изделия . Методы исследования : на основе математического моделирования динамической системы резания рассмотрено три варианта возможного поведения процесса обработки с учетом влияния на регенерацию колебаний инструмента , периода вращения шпинделя с закрепленной в нем деталью . В качестве первого рассматривался нейтральный вариант , при котором этот период не носит связанного с несущей частотой скорости осевых деформаций инструмента . Второй вариант определял оптимальную скорость вращения шпинделя , которая полностью совпадала с несущей частотой скорости осевых деформаций инструмента . Третий вариант показывает наихудший вариант скорости вращения шпинделя , которая делает период его колебаний таким , что при нем влияние регенеративного эффекта максимально . Результаты и обсуждение . Приведены результаты моделирования , раскрывающие динамику системы с учетом трех выбранных нами вариантов заданной частоты вращения шпинделя станка . Результаты исследований показали , что даже в условиях самого простого описания сил резания динамика системы носит достаточно сложный характер , на который существенным образом влияет выявленный в работе регенеративный эффект . Численный эксперимент подтверждает предложенную теорию о существовании оптимальной с точки зрения влияния на процесс резания регенерации колебаний инструмента скорости обработки . Полученные результаты лежат в русле известных отечественных работ , посвященных практическому анализу возможности построения оптимальных систем обработки резанием и связывают их с работами ведущих европейских специалистов в области динамики процессов обработки металлов . Для цитирования : Лапшин В . П . Влияние скорости резания металлов на регенерацию вибрационных колебаний инструмента в станках токарной группы // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2020. – Т . 22, № 1. – С . 65–79. – DOI: 10.17212/1994-6309-2020-22.1-65-79. ______ * Адрес для переписки Лапшин Виктор Петрович , Ph.D. (Engineering), Associate Professor Донской государственный технический университет , пл . Гагарина , 1 344000, г . Ростов - на - Дону , Россия Тел .: 8 (900) 122-75-14, e-mail : lapshin1917@yandex.ru