1
УДК 621.91
Исследование влияния снятия припуска
в процессе фрезерования на изменение динамических
характеристик сложнопрофильной детали
© С.А. Воронов, И.А. Киселев
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Рассмотрен алгоритм, входящий в состав имитационной модели динамики пяти-
координатного фрезерования тонкостенной податливой заготовки и учитываю-
щий изменение ее динамических характеристик по мере снятия припуска в процес-
се обработки. Проанализировано влияния снятия припуска на изменение собствен-
ных частот и форм колебаний сложнопрофильной детали.
Ключевые слова:
пятикоординатное фрезерование, динамика фрезерования, ме-
тод конечных элементов, снятие припуска, собственные частоты заготовки.
Введение.
Вибрации, возникающие при обработке податливых
деталей фрезерованием вследствие периодического прерывистого
характера резания, могут оказывать негативное влияние на точность
геометрии и качество поверхности обрабатываемой детали. Как пра-
вило, вибрации при фрезеровании имеют вынужденный или автоко-
лебательный характер. Автоколебательный характер вызван возбуж-
дением при резании поверхности, образованной во время предыду-
щего прохода режущей кромки инструмента — регенеративный
механизм возбуждения, механизм запаздывания
. Второй тип вибра-
ций является наиболее опасным с точки зрения ухудшения качества
обработанной детали. Характер динамического поведения системы
зависит от режимов обработки, таких как скорость подачи и вра-
щения инструмента, глубина фрезерования, кинематические пара-
метры инструмента, и существенно влияет на качество обработки.
При обработке тонкостенных деталей сложной формы (например,
лопаток газотурбинных двигателей) из труднообрабатываемых мате-
риалов вопрос борьбы с нежелательными вибрациями выходит на
первое место. Поэтому выбор режимов пятикоординатного фрезеро-
вания сложнопрофильных податливых деталей требует особого, тща-
тельного подхода, учитывающего динамическое поведение системы
фреза — деталь и ее комплексный, нелинейный характер, в том числе
механизм запаздывания. Для выбора рациональных режимов обра-
ботки целесообразно применять математические численные модели
процесса фрезерования, позволяющие заранее (до обработки) пред-
сказать характеристики вибрационного процесса.
