ПОВЫШЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ И КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ОТВЕРСТИЙ НА ОСНОВЕ ОЦЕНКИ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ

ЦЕЛЬ. Повышение динамической устойчивости и производительности обработки отверстий. МЕТОДЫ. Теоретические основы исследования базируются на научных аспектах технологии машиностроения и резания материалов, моделирования, активного эксперимента. Экспериментальные данные получены с помощью измерительных приборов: программного комплекса на базе профилометра Taylor Hobson Form Talysurf i200, координатно-измерительной машины Carl Zeiss CONTURA G2, устройства для контроля геометрических параметров Zoller Genius 3, динамометрических комплексов Kistler 9129АА и 9253B23, аппаратно-программного комплекса CutPro и др. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ. С помощью разработанной математической модели процесса сверления решена задача повышения производительности, качества поверхности и точности отверстий в деталях из алюминиевых сплавов путем выбора оптимальных режимов резания на основе диаграммы динамической устойчивости. Созданная математическая модель зависимости точности отверстий от длины рабочей части спирального сверла и режимов резания позволяет прогнозировать точность отверстия на этапе проектирования технологического процесса. Рассчитанные модальные параметры инструментальной наладки на базе цельного твердосплавного сверла могут быть использованы при построении диаграмм устойчивости процесса сверления. Разработанная методика исследования зажимных патронов позволяет оценить их влияние на динамическую устойчивость процесса сверления, на качество и точность полученных отверстий. ВЫВОДЫ. По результатам экспериментальных исследований предложено использовать гидропластовый зажимной патрон при сверлении отверстий с требуемой точностью (IT7-8). Экспериментально определенные коэффициенты модели сил резания позволяют учесть физико-механические свойства алюминиевых сплавов В95пчТ2, 1933Т2, 1163Т при моделировании процесса сверления как в специальных программных продуктах, так и с использованием языков программирования высокого уровня.

точность отверстий, моделирование сверления, регрессионное уравнение, режимы резания, динамика резания

1. Jiménez A., Arizmendi M., Cumbicus W.E. Model for the prediction of low-frequency lateral vibrations in drilling process with pilot hole // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2018. Vol. 96. P. 1971-1990. DOI: 10.1007/s00170-018-1671-0

2. Савилов А.В., Пятых А.С., Тимофеев С.А. Современные методы оптимизации высокопроизводительного фрезерования // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15. № 6-2. С. 476-479.

3. Савилов А.В., Пятых А.С. Влияние вибраций на точность и качество поверхности отверстий при сверлении // Вестник ИрГТУ. 2013. № 12 (83). С. 103-111.

4. Савилов А.В., Пятых А.С., Тимофеев С.А. Оптимизация процессов механообработки на основе модального и динамометрического анализа // Наука и технологии в промышленности. 2013. № 1-2. С. 42-46.

5. Ahmadi K., Savilov A. Modeling the mechanics and dynamics of arbitrary edge drills // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2015. Vol. 89. Р. 208-220. DOI:10.1016/j.ijmachtools.2014.11.012

6. Altintas Y. Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations and CNC Design. Cambridge University Press. 2012. 366 р.

7. Pirtini M., Lazoglu I. Forces and hole quality in drilling // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2005. Vol. 99. P. 1271-1281.

8. Roukema J.C., Altintas Y. Generalizedmodeling of drilling vibrations. Part I: Time domain model of drilling kinematics, dynamics and hole formation // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2007. Vol. 47 (9). P. 1455-1473. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2006.10.005

9. Zhou Y., Yang W., Zhou Y., Xu Z., Shi X. Consistency evaluation of hole series surface quality using vibration signal // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 92. Issue 1-4. P. 1069-1079. DOI: 10.1007/s00170-017-0184-6

10. Kiselev I.A. Cutting process modelling geometric algorithm 3MZBL: working surface description approach // Engineering Journal: Science and Innovation. 2012. No. 6. P. 158-175. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-269

11. Voronov S.A., Kiselev I.A. Cutting process modelling geometric algorithm 3MZBL: Algorithm of surface modification and instantaneous chip thickness determination // Engineering Journal: Science and Innovation. 2012. No. 6. P. 70-83. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-261

12. Voronov S.A., Kiselev I.A., Arshinov S.V. Dynamics’ numerical simulation application procedure of multi-axis die-milling at process design // Engineering Journal: Science and Innovation. 2012. No. 6. P. 50-66. DOI: 10.18698/2308-6033-2012-6-260

13. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. 280 с.

14. Регрессионный анализ результатов однофакторного эксперимента [Электронный ресурс]. URL: http://libraryno.ru/2-6-regressionnyy-analiz-rezul-tatov-odnofaktornogo-eksperimenta-osn_plan_exp/ (03.05.2018).

15. Орликов M.Л. Динамика станков. 2-е изд., перераб. и доп. Киев: Выща шк., 1989. 272 с.

16. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 360 с.

17. Армарего И.Дж.А., Браун Р.Х. Обработка металлов резанием / пер. с англ. В.А. Пастухова. М.: Машиностроение, 1977. 325 с.

18. Пятых А.С. Математическая модель геометрии режущей части спирального сверла // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: материалы IX Всерос. науч.-практ. конф. (Иркутск, 12-15 апреля 2017 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. С. 232-236.

19. Пятых А.С. Моделирование динамической устойчивости процесса сверления // Механики XXI веку: материалы XVI Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием (Братск, 17-18 мая 2017 г.) Братск: Изд-во БрГУ, 2017. № 16. С. 133-137.

20. Пятых А.С. Исследование зажимных патронов для сверления точных отверстий // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4 (32). С. 70-74. DOI: 10.18324/2077-5415-2016-4-70-74

21. Пятых А.С., Савилов А.В. Определение коэффициентов сил резания для моделирования процессов механообработки // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2015. Т. 17. № 2. С. 211-216.

22. Пятых А.С., Савилов А.В. Определение коэффициентов сил резания для моделирования процесса сверления // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 2 (30). С. 69-73. DOI: 10.18324/2077-5415-2016-2-69-73

23. Серебренникова А.Г., Пятых А.С., Тимофеев С.А. Исследование зависимости сил резания от геометрических параметров токарного резца // Авиамашиностроение и транспорт Сибири: материалы IX Всерос. науч.-практ. конф. (Иркутск, 12-15 апреля 2017 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2017. С. 241-246.