Свинин Валерий Михайлович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры технологий и оборудования машиностроительных производств.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Valeriy M. Svinin - D. Sci. (Eng.), Professor, Professor of the Department of Technology and Equipment for Machine-Building Production.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Ушаков Владислав Александрович – магистрант.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Vladislav A. Ushakov - Master's Degree Student.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Тихонов Александр Геннадиевич - младший научный сотрудник кафедры технологий и оборудования машиностроительных производств.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Aleksandr G. Tikhonov - Junior Researcher of the Department of Technology and Equipment for Machine-Building Production.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Пятых Алексей Сергеевич - кандидат технических наук, доцент кафедры технологий и оборудования машиностроительных производств.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Aleksey S. Pyatykh - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Technology and Equipment for Machine-Building Production.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Кононенко Роман Владимирович - кандидат технических наук, доцент института информационных технологий и анализа данных.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Roman V. Kononenko - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor at the School of Information Technology and Data Science.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Родыгина Альбина Евгеньевна - кандидат технических наук, доцент кафедры технологий и оборудования машиностроительных производств.
664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83
Albina E. Rodygina - Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor of the Department of Technology and Equipment for Machine-Building Production.
83, Lermontov St., Irkutsk 664074
Цель – разработка, изготовление и испытание несложного по конструкции динамометра для исследования динамики процесса резания при растачивании и точении. Объектом исследований был выбран сборный правый расточной резец S20R-SSSCR09. Для регистрации силы резания и виброперемещений вершины резца в тангенциальном и радиальном направлениях на него были наклеены по полумостовой схеме четыре тензорезистора КФ5П1-10-400-А-12. Измерение изгибной жесткости резца в двух направлениях выполнили с помощью образцового динамометра сжатия ДОУ-3-01 и индикатора часового типа DDP-10A. Собственную частоту резца определили по виброграмме затухающих изгибных колебаний. Испытание динамометрического резца в работе проводили при точении на станке DMG NEF 400 заготовки из стали 20Х диаметром 79 мм с вылетом 200 мм при частоте вращения шпинделя 600 об/мин, глубине резания 0,8 мм и продольной подаче 0,103 мм/об. На основании проведенного аналитического обзора современных конструкций токарных динамометров установлено, что при растачивании наиболее простым и компактным техническим решением является тензометрирование инструмента. Изгибная жесткость резца в тангенциальном и радиальном направлениях составила, соответственно, 0,6 и 1,058 Н/мкм. Коэффициенты преобразования для перемещений в этих же направлениях имеют следующие значения: 3,5 и 4,2 мкм/В. Установлено, что взаимное влияние регистрации радиальных смещений вершины резца на тангенциальные составляет 7,7%, а тангенциальных на радиальные – 2,8%. Виброграммы показали, что процесс точения с принятыми условиями обработки сопровождается отчетливыми автоколебаниями резца с частотой 561 Гц. Таким образом, тензометрирование инструмента позволяет в одном сигнале получать информацию в виде виброграмм о двух важнейших параметрах динамики процесса резания: силе и виброперемещениях. Основными достоинствами динамометрического резца являются простота конструкции, возможность изготовления в лабораторных условиях, невысокая стоимость и нечувствительность к изменению температуры и осевой силы подачи.
The aim was to develop, manufacture and test a technically simple dynamometer for monitoring the cutting process during boring and turning. An S20R-SSSCR09 right-hand cutter was selected as a research object. To register the cutting force and vibration movements of the cutter tip in tangential and radial directions, the cutter was equipped with four KF5P1-10-400-A-12 strain gauges mounted according to a half-bridge scheme. The bending stiffness of the cutter in two directions was measured by a DOU-3-01 compression dynamometer and a DDP-10A dial indicator. The cutter natural frequency was determined by a vibrogram of damped bending vibrations. The dynamometric boring tool was tested on a DMG NEF 400 turning machine by turning a workpiece made of 20X steel, 79 mm in diameter with a 200 mm extension, at a spindle rotational frequency of 600 r/min, a cutting depth of 0.8 mm and a longitudinal feed of 0.103 mm/turn. According to the conducted review of modern turning dynamometers and their designs, strain gauging of cutting tools is the simplest technical solution when carrying out boring procedures. The bending stiffness of the cutter in tangential and radial directions comprised 0.6 and 1.058 N/μm, respectively. The conversion coefficients for displacements in these directions were 3.5 and 4.2 μm/V, respectively. The mutual influence of registration of radial on tangential and tangential on radial displacements was 7.7% and 2.8%, respectively. The obtained vibrograms showed that the turning process under the given machining conditions is accompanied by distinct auto-oscillations of the cutter with a frequency of 561 Hz. Therefore, strain gauging of cutting tools provides information in the form of vibrograms about the two most important parameters of the cutting process dynamics – force and vibration displacements. The main advantages of the presented dynamometric cutting tool include its design simplicity, possibility of manufacturing in laboratory conditions, low cost and insensitivity to temperature and axial feed force variations.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.