11, № 3(54)
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 621.95.08:51-74
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ,
ФОРМИРУЕМОЙ ПРОЦЕССОМ ТОЧЕНИЯ,
В ЗАДАЧАХ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ (ПОЗИЦИОННАЯ СВЯЗЬ) <...> В.Л. ЗАКОВОРОТНЫЙ, ФАМ ДИНЬ ТУНГ, НГУЕН СУАН ТЬЕМ, М.Н. РЫЖКИН
(Донской государственный технический университет)
Рассматривается математическое моделирование и идентификация параметров динамической связи между
инструментом и обрабатываемой заготовкой, формируемой в процессе резания. <...> Математическое моделирование динамической связи, формируемой процессом резания и объединяющей динамические подсистемы станка со стороны режущего инструмента и обрабатываемой заготовки, являлось предметом многочисленных исследований [1-4]. <...> Это связано с
тем, что формируемая процессом резания динамическая связь во многом определяет устойчивость траекторий стационарных формообразующих движений инструмента относительно заготовки, и она влияет на преобразование траекторий исполнительных элементов станка в траектории
формообразующих движений. <...> (1)
где F ( X ,VP , S P , t P ) {F1 ( X ,VP , S P , t P ), F2 ( X , VP , S P , t P ),..., F6 ( X ,VP , S P , t P )}T – вектор-функции динамической характеристики процесса резания, раскрывающие зависимость сил резания от
упругих деформационных смещений инструмента и заготовки, а также от технологического
режима: величины подачи на оборот
S P , глубины резания t P и скорости резания VP ;
T
X { X 1 , X 2 ,..., X 6 } – вектор упругих деформационных смещений вершины режущего инструмента (первые три координаты) и заготовки в точке контакта с ней режу-щего инструмента (последние три координаты);
f (t ) { f 1 (t ), f 2 (t ),..., f 6 (t )}T – изменяющиеся во
времени составляющие сил резания, не объяснимые в координатах упругих деформационных смещений, которые интерпретируются как шум; m( X ) m s , k ( X ) , h( X ) hs ,k ( X ) , <...> Это точка, в которой скорости и ускорения упругих деформационных смещений вершины инструмента равна нулю. <...> ( P)
c и непосредственно матрицы динамической жёсткости <...>
Вестник_Донского_государственного_технического_университета_№3_2011.pdf
Вестник ДГТУ. 2011. Т. 11, № 3(54)
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 621.95.08:51-74
МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ СВЯЗИ,
ФОРМИРУЕМОЙ ПРОЦЕССОМ ТОЧЕНИЯ,
В ЗАДАЧАХ ДИНАМИКИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ (ПОЗИЦИОННАЯ СВЯЗЬ)
В.Л. ЗАКОВОРОТНЫЙ, ФАМ ДИНЬ ТУНГ, НГУЕН СУАН ТЬЕМ, М.Н. РЫЖКИН
(Донской государственный технический университет)
Введение. Математическое моделирование динамической связи, формируемой процессом резания
и объединяющей динамические подсистемы станка со стороны режущего инструмента и обрабатываемой
заготовки, являлось предметом многочисленных исследований [1-4]. Это связано с
тем, что формируемая процессом резания динамическая связь во многом определяет устойчивость
траекторий стационарных формообразующих движений инструмента относительно заготовки,
и она влияет на преобразование траекторий исполнительных элементов станка в траектории
формообразующих движений. Для изучения динамики процесса резания используется следующее
обобщенное уравнение:
m X d X
dt
2
( )
где F X V S t, ) { ( ,
( ,
,
2 h X dX
dt
( )
P P P, ),
,
P P P 1F X V S t F X V S t
2 ( ,
P
c X F X V S tP P, ) f
P P P, ),...,F X V S t, )}
( )
,
( ,
Р ,
6 ( ,
P P P
,
режима: величины подачи на оборот S , глубины резания P
T
X X X2 ,..., X }
{ ,
1
6
f
времени составляющие сил резания, не объяснимые в координатах упругих деформационных
смещений, которые интерпретируются как шум;
( ) { (t), f 2 (t),..., f6 (t)}
( )
t f1
,
m X m Xks
c X c X( ), s, k
( )
s k
,
1,2, 6...,
( ), h X h X( ),
( )
s k
,
– соответственно функциональные матрицы инерционных и
диссипативных коэффициентов, а также функциональная матрица формирования упругой
составляющей сил в зависимости от вектора деформационных смещений, которые, в свою
очередь, зависят от внешних сил. Во всех случаях здесь и ниже символ {...} – есть операT
m
X m Xks
( )
,
ция транспонирования.
Вопрос о математическом моделировании и идентификации функциональных матриц
( ), h X h X( ), c X c X( ) рассмотрен нами ранее [5, 6]. В настоя301
(
)
s k
,
( )
s k
,
( ) ,
t
(1)
T – вектор-функции динамической
характеристики процесса резания, раскрывающие зависимость сил резания от
упругих деформационных смещений инструмента и заготовки, а также от технологического
t и скорости резания P
T
V ;
– вектор упругих деформационных смещений вершины режущего инструмента
(первые три координаты) и заготовки в точке контакта с ней режу-щего инструмента
(последние три координаты);
– изменяющиеся во
с ум м н с сл
Р са тс р и етев ы
а
и а ри в
с а е
н х д а
в
т т чм юс л
К
ри о е л
т ена я о
в
ет и к ч а
а м с ю м
с б й ср в ел т
а
я м аа б я
ем т
т ч к :
м и в
о о и т
и с а
т а и п о к п со е
а ы
т в
и а ри м ц
ч ем
е
з ьн ч
т ем
и
к й л о о
с о а и ми ез о
о з ы н д
а
е м т а с вя н
о од в ри в а
р й ц ь. е
ел к а з и
и о
о , и
в
а фя
н о о
х к
н ел
г х в я иа ро
о
и рм о
е и и ем а
р иу н
ен й
и рд
,
д о т в о
т
ф п к
и в
и
и
д
ен
т
к ро р
и
а ц т
ес
ф
и
ц ес н
к
и с с
а
ц
я п е т
р
и
а а о
а рези т
о
я
,
д
м н ч
и
ет я и ра П в
ро .
н
а
м
и
к
а
в д ри н
и к
и в о
п
н о в
р
м т и
а д ес
о
ц
и с я
ес
ч я . В с
я
ес дк ао н т
й с
с
а
рез
я е ь
в ы тн а
а
н
и
и м о -в с
з о е ра
е йж -
с
д
у
я
.
Стр.1