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.
deep-hole drilling, modeling, dynamics, finite element method (FEM), stiffness matrix, heterogeneous 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.
1. 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.
2. 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.
3. Drachev, O. I. Obosnovanie vybora parametrov tekhnologicheskoy sistemy dlya sverleniya otverstiy / O. I. Drachev, D. A. Rastorguev. Metalloobrabotka. - 2008. - № 1. - S. 2-6.
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. 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.
