Известия высших учебных заведений

Прикладная нелинейная динамика

ISSN 0869-6632 (Print)
ISSN 2542-1905 (Online)


Для цитирования:

Заковоротный В. Л., Гвинджилия В. Е. Бифуркации притягивающих множеств деформационных смещений режущего инструмента в ходе эволюции свойств процесса обработки // Известия вузов. ПНД. 2018. Т. 26, вып. 5. С. 20-38. DOI: 10.18500/0869-6632-2018-26-5-20-38

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
(загрузок: 235)
Язык публикации: 
русский
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
621.9:531.3
DOI: 
10.18500/0869-6632-2018-26-5-20-38

Бифуркации притягивающих множеств деформационных смещений режущего инструмента в ходе эволюции свойств процесса обработки

Авторы: 
Заковоротный Вилор Лаврентьевич, Донской государственный технический университет
Гвинджилия Валерия Енвериевна, Донской государственный технический университет
Аннотация: 

Цель. Исследование эволюционных изменений свойств динамической системы резания и бифуркаций притягивающих множеств деформационных смещений инструмента за счет необратимых преобразований подводимой энергии в сопряжении инструмент–процесс резания. Метод. Проведено математическое моделирование эволюционной системы в виде интегродифференциальных функционально связанных систем, а также рассмотрена проблема бифуркаций притягивающих множеств деформационных смещений инструмента относительно детали в ходе эволюции. Приведены примеры бифуркаций и их влияние на выходные свойства процесса обработки. Новизна. В отличие от известных исследований, в которых изменение этих свойств определяется заданными вариациями параметров системы, например, жесткости обрабатываемой детали, в статье эволюция параметров рассматривается как естественный процесс, обусловленный необратимыми преобразованиями энергии в зоне резания. В этом случае параметры динамической связи, формируемой процессом обработки, зависят от фазовой траектории работы и мощности необратимых преобразований в узлах сопряжения граней инструмента с деталью, а также в зоне стружкообразования. Поэтому параметры динамической связи рассматриваются зависящими от траектории работы и мощности необратимых преобразований в указанных областях. Таким образом, с одной стороны, параметры являются зависящими от указанных траекторий, с другой – их изменение влияет на работу и мощность необратимых преобразований. Обсуждение. Обсуждаются не рассмотренные ранее, важные общие закономерности управления обработкой на металлорежущих станках, заключающиеся в согласовании внешнего управления, например, от системы ЧПУ, с внутренней эволюционно изменяющейся динамикой системы.

Список источников: 
  1. Дальский А.М., Суслов А.Г. Научные основы технологии машиностроения. М.: Машиностроение, 2002. 684 с.
  2. Васильев А.С., Дальский А.М., Золотаревский Ю.М., Кондаков А.И. Направленное формирование свойств изделий машиностроения. М.: Машиностроение, 2005, 352 с.
  3. Плотников А.Л. Управление параметрами лезвийной обработки на станках с ЧПУ. ОНИКС, 2012, 231 с.
  4. Сосонкин В.Л. Концепция системы ЧПУ на основе персонального компьютера // Станки и инструмент. 1990. № 11. С. 9–14.
  5. Козочкин М.П., Алленов Д.Г. Исследование влияния износа режущей кромки инструмента на деформации поверхностного слоя детали // Вестник МГТУ «Станкин». 2015, № 4 (35). С. 22–29.
  6. Bekir Yalcin. Surface roughness and cutting forces in turning of tool steel with mixed ceramic and cubic boron nitride cutting tools // Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 2015. Vol. 39, no. 2.
  7. Бородкин Н.Н., Васин Л.А., Васин С.А. Особенности формирования структуры силового поля в окрестности вершины резца с высокодемпфирующей конструкцией державки // СТИН, 2018, № 4. С. 19–26.
  8. Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Нгуен С.Т., Рыжкин М.Н. Моделирование динамической связи, формируемой процессом точения, в задачах динамики процесса резания (скоростная связь) // Вестник Донского государственного технического университета. 2011. Т. 11, № 2 (53). С. 137–146.
  9. Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Нгуен С.Т., Рыжкин М.Н. Моделирование динамической связи, формируемой процессом точения, в задачах динамики процесса резания (позиционная связь) // Вестник Донского государственного технического университета. 2011. Т. 11, № 3 (54). С. 301–311.
  10. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. 359 с.
  11. Воронов С.А., Непочатов А.В., Киселев И.А. Критерии оценки устойчивости процесса фрезерования нежестких деталей // Известия вузов. Машиностроение. 2011, № 1. С. 50–62.
  12. Вейц В.Л., Васильков Д.В. Задачи динамики, моделирования и обеспечения качества при механической обработке маложестких заготовок // СТИН. 1999, № 6. С. 9–13.
  13. Городецкий Ю.И. Теория нелинейных колебаний и динамика станков // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. Серия: Математическое моделирование и оптимальное управление. 2001, № 2. С. 69–88.
  14. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков: Теория и практика. СПб.: ОКБС, 1993. 182 с.
  15. Васин С.А., Васин Л.А. Синергетический подход к описанию природы возникновения и развития автоколебаний при точении // Наукоёмкие технологии в машиностроении. 2012, № 1. С. 11–16.
  16. Бородкин Н.Н., Васин С.А., Васин Л.А. Предотвращение процесса возникновения и развития автоколебаний при точении резцами со структурированными державками // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2014, № 11–1. С. 234–243.
  17. Воронов С.А., Киселев И.А. Нелинейные задачи динамики процессов резания // Машиностроение и инженерное образование. 2017, № 2 (51). С. 9–23.
  18. Gouskov A.M., Voronov S.A., Paris H., Batze S.A. Nonlinear dynamics of a machining system with two interdependent delays // Commun. Nonlin. Sci. Numer. Simul. 2002. Vol. 7. Pp. 207–221.
  19. Kao Y.-C., Nguyen N.-T., Chen M.-S., Su S.T. A prediction method of cutting force coefficients with helix angle of flat-end cutter and its application in a virtual threeaxis milling simulation system // The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2015. Vol. 1, iss. 9–12. Pр. 1793–1809.
  20. Warminski J., Litak G., Cartmell M.P., Khanin R., Wiercigroch M. Approximate analytical solutions for primary chatter in the non-linear metal cutting model // Journal of Sound and Vibratiom. 2003. Vol. 259 (4). Pр. 917–933.
  21. Stepan G. Delay-differential equation models for machine tool chatter // In Nonlinear Dynamics of Material Processing and Manufacturing / ed. Moon, F. C.NY: John Wiley, 199. Pp. 165–192.
  22. Stepan G., Insperge T., Szalai R. Delay, parametric excitation, and the nonlinear dynamics of cutting processes // International Journal of Bifurcation and Chaos. 2005. Vol. 15, no. 9. Pр. 2783–2798.
  23. Zakovorotny V.L., Lukyanov A.D., Gubanova A.A., Khristoforova V.V. Bifurcation of stationary manifolds formed in the neighborhood of the equilibrium in a dynamic system of cutting // Journal of Sound and Vibration, 2016, vol. 368. Pp. 174–190.
  24. Куфарев Г.Л., Наумов В.А. Влияние износа на силы резания при точении// Известия Томского политехнического института. 1966. 147. С. 187–192.
  25. Farouk Mahfoudi, Gautier List, Alain Molinari and Abdelhadi Moufki, Lakhdar Boulanouar. High speed turning for hard material with PCBN inserts: Tool wear analysis // Int. J. Machining and Machinability of Materials. 2008. Vol. 3, no. 1/2. Pр. 62–79.
  26. Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Быкадор В.С. Самоорганизация и бифуркации динамической системы обработки металлов резанием // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2014. Т. 22, № 3. С. 26–39.
  27. Заковоротный В.Л., Фам Д.Т., Быкадор В.С. Влияние изгибных деформаций инструмента на самоорганизацию и бифуркации динамической системы резания металлов // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2014. Т. 22, № 3. С. 40–52.
  28. Заковоротный В.Л., Фам Т.Х. Параметрическое самовозбуждение динамической системы резания // Вестник ДГТУ. 2013. Т. 13, № 5–6 (74). С. 97–103.
  29. Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е. Влияние кинематических возмущений в направлении продольной подачи на траектории формообразующих движений // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Серия: Технические науки. 2016, № 4 (192). С. 67–76.
  30. Заковоротный В.Л., Гвинджилия В.Е. Бифуркации притягивающих множеств деформационных смещений режущего инструмента в зависимости от биений шпиндельной группы // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2017. Т. 25, № 6. С. 40–52.
  31. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: учение о взаимодействии. М.; Ижевск: Институт компьютерных исследований. 2003. 320 с.
  32. Пригожин И. От существующего к возникающему. М.: Наука, 1985. 296 с.
  33. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М.: Прогресс, 1986. 432 с.
  34. Remadna M., Rigal J. Evolution during time of tool wear and cutting forces in the case of hard turning with CBN inserts // Journal of Materials Processing Technology. 2006. Vol. 178. Pp. 67–75.
  35. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Управление системами и процессами. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2008. С. 137–142.
  36. Заковоротный В.Л., Бордачев Е.В. Информационное обеспечение системы динамической диагностики износа режущего инструмента на примере токарной обработки // Проблемы машиностроения и надежности машин. 1995. № 3. С. 95–103.
Поступила в редакцию: 
17.05.2018
Принята к публикации: 
20.06.2018
Опубликована: 
31.10.2018
Краткое содержание:
(загрузок: 43)