Исследование влияния регенеративных колебаний на точность обработки детали при фрезеровании

При фрезеровании деталей неизбежно возникают вибрации. Вибрации негативно влияют на качество поверхности, на точность обрабатываемой детали. Вибрации возникают под действием высоких сил резания из-за недостаточной жесткости детали и инструмента. В работе рассматриваются программные методы моделирования и анализа для исследования воздействия вибраций и деформаций на поверхность обработанной детали.

Введение ……………………………………………………………………………………………………… 10
1. Литературный обзор ………………………………………………………………………………. 12
1.1 Технология контроля и подавления вибрации ……………………………………… 16
1.2 Технология пассивного управления …………………………………………………….. 16
1.3 Технология активного контроля ………………………………………………………….. 19
1.4 Заключение раздела …………………………………………………………………………….. 21
2. Расчеты и аналитика ………………………………………………………………………………. 23
2.1 Измерение напряжений и перемещений под действием сил, действующих
на тело…………………………………………………………………………………………………………. 23
2.2 Нахождение жесткости для каждой измеряемой точки. ……………………….. 27
2.3 Исследование математической модели процесса обработки детали ……… 31
2.4 Подбор инструмента ……………………………………………………………………………. 32
2.5 Анализ данных ……………………………………………………………………………………. 36
2.6 Заключение раздела …………………………………………………………………………….. 49
3. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение … 53
3.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований ………………………………………………………………………………… 53
3.1.1 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………….. 54
3.1.2 SWOT-анализ …………………………………………………………………………………… 55
3.2 Планирование научно-исследовательских работ ………………………………….. 59
3.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………………….. 59
3.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ………………………………….. 61
3.2.3 Разработка графика проведения научного исследования …………………… 62
3.3 Бюджет научно-технического исследования ………………………………………… 66
3.3.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования ………. 66
3.3.2 Расчет амортизации специального оборудования ……………………………… 68
3.3.3 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………………… 68
3.3.4 Дополнительная заработная плата исполнителей темы ……………………… 70
3.3.5 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) …………. 71
3.3.6 Накладные расходы ………………………………………………………………………….. 71
3.4 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ………………………………………………. 73
3.4.1 Интегральный показатель финансовой эффективности ……………………… 73
3.4.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности …………………………….. 74
3.4.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки …………………………………………………………………………………………………… 75
3.4 Выводы по разделу ……………………………………………………………………………… 76
4. Социальная ответственность ………………………………………………………………….. 79
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………. 79
4.2 Производственная безопасность……………………………………………………………… 80
4.3 Анализ опасных и вредных производственных факторов …………………….. 82
4.4 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на исследователя. ……………………………………………………………. 86
4.5 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 88
4.6 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 88
4.7 Заключение по разделу ……………………………………………………………………….. 90
5. Influence of regenerative vibrations on machining accuracy during milling ……. 91
Список литературы ……………………………………………………………………………………… 99

1.Воронов С.А., Киселев И.А. Комплексная математическая модель
динамики пространственного фрезерования податливых сложнопрофильных
деталей // В сборнике: Проблемы механики современных машин. Материалы V
международной конференции. 2012. С. 89-92.
2.Воронов С.А., Непочатов А.В., Киселев И.А. Критерии оценки
устойчивости процесса фрезерования нежестких деталей // Известия высших
учебных заведений. Машиностроение. 2011. С. 50-62.
3.СвининВ.М.,СамородовП.А.Исследованиединамической
устойчивости нежесткой технологической системы при торцовом фрезеровании
с переменным шагом зубьев инструмента // Механики XXI веку. 2016. № 15. С.
167-173.
4.Абдурахманов А.У., Джемилов. Анализ причин возникновения
автоколебаний при механической обработке резанием // Таврический научный
обозреватель. 2016. № 5-1(10). С. 252-257.
5.Воронов С.А., Иванов И.И., Киселев И.А. Исследование процесса
фрезерования на основе редуцированной динамической модели инструмента.
Проблемы машиностроения и надежности машин № 1, 2015.
6.Иванов И.И., Воронов С.А., Киселев И.А. Моделирование динамики
фрезерования с управлением скоростью вращения шпинделя. Московский
государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 105005, г.Москва,
ул. 2-я Бауманская, д.5, стр.1 2015 г.
7.J.C. Ziegert, C. Stanislaus, T.L. Schmitz, R. Sterling. Enchanced damping
in long slender end mills. Manuf Process, 8(1) (2006), 39-46
8.H. Moradi, M.R. Movahhedy, G. Vossoughi.Tunable vibration absorber
for improving milling stability with tool wear and process damping effects. Mech Mach
Theory, 52 (2012), 59-77.
9.J. Burtscher, J. Fleischer. Adaptive tuned mass damper with variable mass
for chatter avoidance. CIPR Ann-Manuf Technol, 66(1), (2017), 397-400
10. V. Sellmeier, B.Denkena. Stable islands in the stability chart of milling
processes due to unequal tooth pitch, Int J Mach Tool Manuf, 51 (2) (2011), 152-164.
11. M. Zatarain, J. Alvarez, I. Bediaga, J. Munoa, Z. Dombovari. Implicit
subspace iteration as an efficient method to compute milling stability lobe diagrams,
Int J Adv Manuf Technol, 77 (1–4) (2015), 597-607
12. G.Jin, H. Qi, Z. Li, J. Han, Dynamic modeling and stability analysis for
the combined milling system with variable pitch cutter and spindle speed variation,
Commun Nonlinear Sci, 63(2018), 38-56
13. J. Munoa, X. Beudaert, K. Erkorkmaz, A. Lglesias, A.Barrios. Active
suppression of structural chatter vibrations using machine drives and accelerometers.
CIRP Ann- Manuf Technol, 64 (1) (2015), 385-388
14. N.J.M.V. Dijk, N.V.D. Wouw, E.J.J. Doppenberg, A.J. Han, H.Nijmeijer.
Robust active chatter control in the high-speed milling process. IEEE Trans Contr Syst
Technol, 20 (4) (2012), 901-917
15. C. Wang, X.Zhang, Y. Liu, H. Cao, X. Chen. Stiffness variation method
for milling chatter suppression via piezoelectric stack actuators. Int J Mach Tool
Manuf, 124 (2017), 53-56
16. J.L. Dohner, J.P. Lauffer, T.D. Hinnerichs, N. Shankar, M. Regelbrugge.
Mitigation of chatter instabilities in milling by active structural control. J Sound Vib,
269 (1) (2004), 197-211
17. Caixu YUE, haining GAO, XiAnli LIU, Steven Y. LIANG, Lihui WANG.
A review of chatter vibration research in milling/ Chinese Journal of Aeronautics
(2019).
18. Giovanni Totis, Tamas Insperger, Gabor Stepan, Marco Sortino. Stability
analysis in milling by taking into account the influence of forced vibrations on the
actual tool-workpiece engagement conditions/ Procedia CIPR/ 2018, 453-456.
19. Andrzej Weremczuk, Rafal Rusinek, Jerzy Warminski, The Concept of
Active Elimination of Vibrations in Milling Process, Procedia CIPR/ 2015, 82-87.
20. Естественное и искусственное освещение. Актуализированная
редакция СНиП 23-05-95.
21. ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и
общие требования безопасности.
22. ГОСТ 12.1.029-80 ССБТ. Средства и методы защиты от шума.
Классификация.
23. ГОСТ12.1.005-88ССБТ.Общиесанитарно-гигиенические
требования к воздуху рабочей зоны.
24. ГОСТ 12.3.002-2014 Система стандартов безопасности труда
(ССБТ). Процессы производственные. Общие требования безопасности
25. ГОСТ 12.2.003-91 ССБТ. Оборудование производственное. Общие
требования безопасности
26. СанПиН 2.2.4.548-96 Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений/
27. ГОСТ Р 22.0.01-2016. Безопасность в ЧС. Основные положения.
28. ГОСТ Р 22.3.03-94. Безопасность в ЧС. Защита населения. Основные
положения.
29. ГОСТ Р 22.0.07-95. Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Источникитехногенныхчрезвычайныхситуаций.Классификацияи
номенклатура поражающих факторов и их параметров.
30. Федеральный закон от 21 декабря 1994 г. № 68-ФЗ. О защите
населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного
характера (с изменениями и дополнениями).
31. ГОСТ 12.0.003-2015 ССБТ. Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация
32. Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 № 197-ФЗ
(ред. от 01.04.2019) // Собрание законодательства РФ. – 07.01.2002. – № 1 (ч. 1). –
Ст. 3.