Динамическая стабилизация процесса резания на основе локальной метастабильности в управляемых робототехнических комплексах на станках с ЧПУ
- 1 — Санкт-Петербургский горный университет
- 2 — Эстонский университет естественных наук
Аннотация
В статье рассмотрен метод, позволяющий эффективно управлять процессом резания труднообрабатываемых материалов в рамках реализации локального предварительного физического воздействия, способствующий созданию структурной метастабильности на внешний слой обрабатываемого материала. Предложены новые методы практической реализации нанесения локальной метастабильности на обрабатываемый материал термическим, пластическим и криогенным способом воздействия. Рассмотрены изменения свойств материала при локальном воздействии в качестве широко распространенной графической интерпретации изменения напряжения от деформации. Проведены экспериментальные исследования виброперемещения для подсистемы инструмента по нормали к обрабатываемой поверхности заготовки с локальным пластическим воздействием из стали 45. Теоретические и экспериментальные исследования показали возможность контролировать процесс резания, а также обеспечить динамическую стабильность при обработке высокоточных изделий. Исследования позволят совершенствовать технологии обработки в широком диапазоне материалов и режимов резания, обеспечить сегментацию и дробление стружки в зоне обработки и использовать в процессе управляемые робототехнические комплексы на станках с ЧПУ.
Литература
- Анастасиади П. Неоднородность и работоспособность стали / П.Анастасиади, М.С.Сильников. СПб: Изд-во «Поли-гон», 2002, 624 с.
- Ашкенази Е.К. Анизотропия конструкционных материалов: Справочник. Л.: Машиностроение, 1980. 148 с.
- Бармин В.Н. Вибрации и режимы резания. М.: Машиностроение, 1985. 72 с.
- Бородкин М.М. Рентгенографический анализ текстуры металлов и сплавов / М.М.Бородкин, Е.Н.Спектор. М.: Ме-таллургия, 1981. 272 с.
- Вишняков Я.Д. Теория образования текстур в металлах и сплавах. М.: Наука, 1979. 329 с.
- Вишняков Я.Д. Управление остаточными напряжениями в металлах и сплавах / Я.Д.Вишняков, В.Д.Пискарев. М.: Металлургия, 1989, 254 с.
- Золоторевский А.С. Механические свойства металлов. М.: Металлургия, 1983. 352 с.
- Микляев П.Т. Анизотропия механических свойств металлов / П.Т.Микляев, Я.Б.Фридман. М.: Металлургия, 1986. 226 с.
- Aurich J.C. 3D finite element modelling of segmented chip formation / J.C.Aurich, H.Bil // CIRP Annals. 2006. Vol. 55/1. P. 47-50.
- Boothroyd G.Fundamentals of Machining and Machine Tools / G.Boothroyd, W.A.Knight. Boca Raton: CRC Press, 2006. 125 p.
- Fang N. An analytical predictive model and experimental validation for machining with grooved tools incorporating the effects of strains, strain-rates, and temperatures / N.Fang, I.S.Jawahir // CIRP Annals. 2002. Vol. 51/1. P. 83-86.
- Marusich T.D. A methodology for simulation of chip breaking in turning processes using an orthogonal finite element model / T.D.Marusich, C.J.Brand // Proc. 5th CIRP Int. Workshop on Modeling of Machining Operations. West Lafayette. 2002. P. 139-148.
- Rahman M.A. CNC microturning: an application to miniaturization / M.A.Rahman, A.S.Kumar, H.S.Lim // J.Mach. Tools Manuf. 2005. Vol. 45. P. 631-639.
- Trent E.M. Metal Cutting / E.M.Trent, P.K.Wright. Boston: Butterworth-Heinemann, 2000. 220 p.