Vestnik of Don State Technical UniversityVestnik of Don State Technical UniversityВестник Донского государственного технического университета1992-5980200810.12737/3515Технические наукиTechnical sciencesТехнические наукиCapacity analysis of workpiece bending vibrations effect on self-excitation under deep-hole drilling of low-rigid parts made of heterogeneous materialАнализ возможности влияния изгибных колебаний заготовки на возникновение автоколебаний при глубоком сверлении маложёстких деталей из гетерогенного материалаОнойко Татьяна СергеевнаOnoyko Tatyana Сергеевнаsciencedstu@mail.ruЛукьянов Александр ДмитриевичLukyanov Aleksandr Дмитриевичlex1998@rambler.ruВерещетин Павел ПавловичVereshchetin Pavel Павловичsubter69@rambler.ru0704201407042014141162168https://zh-szf.ru/en/nauka/article/2008/view
Представлена модель технологического объекта, используемого при глубоком сверлении имеющих гетерогенную структуру трубных досок большого диаметра из труднообрабатываемых материалов. Проанализированы динамические свойства объекта как слоистой мембраны с несколькими точками закрепления. С учётом особенности внутренней гетерогенной структуры обрабатываемой заготовки определены моды её собственных колебаний. Изменение структуры объекта в процессе обработки (формирование большого числа отверстий) влияет на его упругие и динамические свойства. Рассмотрены особенности такого влияния. Для упрощения практического использования модели приведены некоторые рекомендации для преобразования глобальных матриц жёсткости и диссипации технологического объекта к локальным точкам, соответствующим местам приложения усилий при обработке отверстий. Результаты исследования ориентированы на создание автоматической системы управления глубоким сверлением труднообрабатываемых и гетерогенных материалов.
A production facility model to be used under the deep-hole drilling of large-diameter tube plates with a heterogeneous structure made of hard-to-machine materials is presented. Dynamic properties of the object as a composite membrane with several anchorage points are analyzed. Modes of the workpiece vibrations with account for its internal heterogeneous structural features are defined. The object structure transformation in the course of processing (the formation of a large number of holes) effects on its elastic and dynamic properties. Such effect features are considered. To simplify the practical application of the model, some recommendations for the global stiffness matrix transformation, and the production facility dissipation to the local points corresponding to the application places under the hole making are given. The research results are focused on the creation of an automatic control system for the deep-hole drilling of hard-to-machine and heterogeneous materials.
глубокое сверлениемоделированиединамикаметод конечных элементов (МКЭ)матрица жёсткостигетерогенные материалыdeep-hole drillingmodelingdynamicsfinite element method (FEM)stiffness matrixheterogeneous materials
Введение. Повышение точности и производительности механической обработки является важной и актуальной целью модернизации машиностроительного производства. Один из методов достижения этой цели — снижение уровня колебаний и вибрации при обработке. Актуальность такого подхода применительно к сверлению подтверждается рядом современных работ [1‒4].В статье рассматривается задача моделирования динамических свойств пакета пластин, сформированного для обработки сверлением трубных досок пароконденсаторов энергетических турбин большого диаметра. Моделирование осуществляется с помощью МКЭ и направлено на определение:— упруго-диссипативных свойств рассматриваемого объекта;— закономерностей их изменения в процессе обработки пакета пластин (формирования большого количества отверстий).Целью построения модели является получение набора характеристик, позволяющих рас- считать упруго-диссипативные свойства и оценить устойчивость процесса при работе системы автоматического управления станком для глубокого сверления.
Сергеев, С. В. Влияние динамических факторов на точность размера отверстий при сверлении / С. В. Сергеев, А. Г. Схиртладзе // Справочник. Инженерный журнал. - 2010. - № 10. - С. 33-39.Sergeev, S. V. Vliyanie dinamicheskikh faktorov na tochnost´ razmera otverstiy pri sverlenii / S. V. Sergeev, A. G. Skhirtladze. Spravochnik. Inzhenernyy zhurnal. - 2010. - № 10. - S. 33-39.Воронов, С. А. Динамическая устойчивость поперечных колебаний стержня с вибрирующей промежуточной опорой / С. А. Воронов, А. М. Гуськов, А. И. Хвостов // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. - 2009. - № 1. - С. 43-57.Voronov, S. A. Dinamicheskaya ustoychivost´ poperechnykh kolebaniy sterzhnya s vibriruyushchey promezhutochnoy oporoy / S. A. Voronov, A. M. Gus´kov, A. I. Khvostov. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N. E. Baumana. - 2009. - № 1. - S. 43-57.Драчев, О. И. Обоснование выбора параметров технологической системы для сверления отверстий / О. И. Драчев, Д. А. Расторгуев // Металлообработка. - 2008. - № 1. - С. 2-6.Drachev, O. I. Obosnovanie vybora parametrov tekhnologicheskoy sistemy dlya sverleniya otverstiy / O. I. Drachev, D. A. Rastorguev. Metalloobrabotka. - 2008. - № 1. - S. 2-6.Драчев, О. И. Расчёт на устойчивость технологической системы сверления с учётом вибрационного воздействия / О. И. Драчев, Д. А. Расторгуев, Д. Е. Салабаев // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. - 2007. - Т. 1, № 5. - С. 188-193.Drachev, O. I. Raschet na ustoychivost´ tekhnologicheskoy sistemy sverleniya s uchetom vibratsionnogo vozdeystviya / O. I. Drachev, D. A. Rastorguev, D. E. Salabaev. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy Akademii nauk. - 2007. - T. 1, № 5. - S. 188-193.Оптимизация операции глубокого сверления с учётом ограничения на величину момента / Е. Н. Гаврилова [и др.] // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2007. - Т. 7, № 4 (35). - С. 466-473.Optimizatsiya operatsii glubokogo sverleniya s uchetom ogranicheniya na velichinu momenta / E. N. Gavrilova [i dr.]. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2007. - T. 7, № 4 (35). - S. 466-473.Янютин, Е. Г. Нестационарные колебания мембраны с присоединёнными массами / Е. Г. Янютин, П. А. Егоров // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. - 2012. - № 56. - С. 75-79.Yanyutin, E. G. Nestatsionarnye kolebaniya membrany s prisoedinennymi massami / E. G. Yanyutin, P. A. Egorov. Vestnik Khar´kovskogo natsional´nogo avtomobil´no-dorozhnogo universiteta. - 2012. - № 56. - S. 75-79.Динамика и управление движениями механических колебательных систем с распределёнными параметрами : отчёт о НИР (заключ.) ; № 96-01-00221 / Российский фонд фундаментальных исследований ; рук. Л. Д. Акуленко // Информационный бюллетень РФФИ. - 1998. - № 6. - 10 с.Dinamika i upravlenie dvizheniyami mekhanicheskikh kolebatel´nykh sistem s raspredelennymi parametrami : otchet o NIR (zaklyuch.) ; № 96-01-00221 / Rossiyskiy fond fundamental´nykh issledovaniy ; ruk. L. D. Akulenko. Informatsionnyy byulleten´ RFFI. - 1998. - № 6. - 10 s.Лукьянов, А. Д. Динамическая модель спецстанка для сверления глубоких отверстий в трубных досках большого диаметра из труднообрабатываемых материалов / А. Д. Лукьянов, Т. С. Онойко, П. П. Верещетин // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 1 (62), вып. 1. - С. 62-69.Luk´yanov, A. D. Dinamicheskaya model´ spetsstanka dlya sverleniya glubokikh otverstiy v trubnykh doskakh bol´shogo diametra iz trudnoobrabatyvaemykh materialov / A. D. Luk´yanov, T. S. Onoyko, P. P. Vereshchetin. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2012. - № 1 (62), vyp. 1. - S. 62-69.Заковоротный, В. Л. Устойчивость эволюционной траектории механической системы, взаимодействующей с трибосредой / В. Л. Заковоротный, Фам Дин Тунг, Нгуен Донг Ань // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2007. - Т. 7, № 4 (35). - С. 425-441.Zakovorotnyy, V. L. Ustoychivost´ evolyutsionnoy traektorii mekhanicheskoy sistemy, vzaimodeystvuyushchey s tribosredoy / V. L. Zakovorotnyy, Fam Din Tung, Nguen Dong An´. Vestnik Don. gos. tekhn. un-ta. - 2007. - T. 7, № 4 (35). - S. 425-441.Долгов, В. В. Программирование формообразующих траекторий на станках ЧПУ при обработке маложёстких деталей : дис. … канд. техн. наук / В. В. Долгов. - Ростов-на-Дону, 2002. - 260 с.Dolgov, V. V. Programmirovanie formoobrazuyushchikh traektoriy na stankakh ChPU pri obrabotke malozhestkikh detaley : dis. … kand. tekhn. nauk / V. V. Dolgov. - Rostov-na-Donu, 2002. - 260 s.