Actual Problems in Machine Building 2021 Vol.8 N3-4

Actual Problems in Machine Building. Vol. 8. N 3-4. 2021 Innovative Technologies in Mechanical Engineering ____________________________________________________________________ 10 Основная часть Обработка поверхностей свободной формы имеет ряд особенностей. И прежде всего, необходимо учитывать, что кривизна поверхности между соседними точками для тел свободной формы может резко изменяться, в связи, с чем возникает необходимость в определении влияния на процесс обработки ориентации инструмента относительно нормали к поверхности и допускаемых пределов изменения углов поперечного и продольного наклона инструмента. Для исключения негативных проявлений предлагается руководствоваться следующими рекомендациями [3]:  для уменьшения силы резания и повышения качества поверхности при обработке поверхности двузубой сфероцилиндрической фрезой, необходимо исключать контакт точки, имеющей нулевую скорость резания, с заготовкой;  для обеспечения меньшей шероховатости - использовать встречное фрезерование;  избегать применения малых подач, приводящих к резкому возрастанию силы резания и ухудшению качества поверхности [4, 5, 6]. Взаимосвязь между динамическими факторами чистового фрезерования и режимами резания до настоящего времени изучена недостаточно. Как правило, исследования проводились с фиксированными значениями параметров. Дальнейшие исследования должны проводиться с применением основ многофакторного моделирования и базироваться на изменяемых и управляемых факторах, обеспечивающих высокое качество обработанных поверхностей. Для этого необходимо решить следующие задачи: 1. Интегрировать напряженное состояние инструмента в программном инженерном комплексе конечно элементного анализа LS-DYNA [7, 8-14] под воздействием сил резания, возникающих в процессе формообразования поверхностей деталей, с учетом геометрии зуба фрезы, механических характеристик материала заготовки и инструмента и режимов обработки; 2. Провести предварительные экспериментальные исследования, описать состояние системы инструмент-заготовка с учетом динамики и термодинамики процесса. Осуществить экспериментальную часть исследования проверки сходимости теоретических данных, полученных при моделировании процесса с физической моделью. Эту часть исследования необходимо выполнить с использованием современного высокопроизводительного пятикоординатного станка с ЧПУ HSC 75 linear , динамометрического комплекса Kistler типа 9129 AA для измерения силы резания, профилометра Taylor Hobson Form Talysurf i 200 для определения параметров шероховатости; 3. Построить геометрическую модель инструмента и взаимодействия его режущей кромки с обрабатываемой поверхностью, смоделировать динамику движения инструмента и заготовки. Построить конечно-элементную модель процесса стружкообразования и определить напряжения в зоне режущей кромки и по всему объему инструмента с учетом силовых и температурных воздействий. Алгоритм разработки и изготовления деталей сложной формы должен включать: создание модели сложной поверхности в CAD системе, генерацию команд для перемещения режущего инструмента станка в CAM системе и составление траектории инструмента обработки сложной поверхности; 4. Разработать методику построения моделей и применения САЕ систем и подготовить для разработчиков управляющих программ комплекс программных средств с элементами оптимизационных решений.