Моделювання вібропереміщень та оцінка вібростійкості інструментів при різанні з ударами
DOI:
https://doi.org/10.25140/2411-5363-2026-1(43)-57-68Ключові слова:
вібростійкість; вібрації при різанні; різальний інструмент; ударні навантаження; динаміка різання; сила різання; косокутне різання; моделювання процесу різання; пружна системаАнотація
У роботі представлено результати математичного моделювання вібропереміщень різального інструменту та оцінки вібростійкості процесу різання в умовах ударних імпульсних навантажень. Розглянуто динамічну модель пружної системи «інструмент-різцетримач-заготовка» з урахуванням зворотного зв’язку між миттєвою глибиною різання та складовими сили різання. На основі чисельного розв’язання диференційного рівняння другого порядку проведено аналіз впливу геометричних параметрів інструменту, зокрема кута нахилу різальної кромки, на амплітуду вібропереміщень та максимальні значення радіальної складової сили різання. Показано, що збільшення кута нахилу різальної кромки призводить до зниження амплітуди коливань інструменту та підвищення вібростійкості процесу різання. Встановлено, що інструменти з косокутною радіусною різальною кромкою при кутах λ = 50-60° забезпечують максимальну стабільність обробки в умовах імпульсних ударних навантажень.
Посилання
Мазур, М. П., Внуков, Ю. М., Грабченко, А. І., Доброскок, В. Л., & Залога, В. О. (2025). Основи теорії різання матеріалів: Підручник (5-те вид., перероб. і доп.). Львів: Новий Світ-2000
Манохін, А. С., Клименко, С. Ан., Клименко, С. А., Копєйкіна, М. Ю., Мельнійчук, Ю. О., Чумак, А. О., & Найденко, А. Г. (2025). Визначення стабільності процесу різання в умовах динамічного навантаження. Технічна інженерія, (1(95)), 67–75.
Залога, В. О., & Шаповал, Ю. В. (2024). Методологічні основи підвищення ефективності оброблення деталей шляхом керування динамікою процесу високошвидкісного точіння з високими частотами обертання шпинделя. Сумський державний університет
Devin, L. M., Lytvyn, P. M., Ivakhnenko, S. O., & Zanevskyi, O. O. (2024). Methodology for studying brittle fracture of HTHP diamond single crystals by crack propagation analysis under shock load. Journal of Superhard Materials, 46(1), 14–22.
Karaguzel, U. (2021). Transient multi-domain thermal modeling of interrupted cutting with coated tools. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 116, 345–361.
Hopkins, C., Clarke, T., Yussefian, N. Z., & Hosseini, A. (2023). On modelling the cutting forces and impact resistance of honed milling tools. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, 48(1), 53–67.
Nguyen, T. A., & Tran, T. T. (2025). Cutting force prediction in end milling processes: Analytical models and applications. Applications in Engineering Science, 23, 100250.
Charalampous, P. (2021). Prediction of cutting forces in milling using machine learning algorithms and finite element analysis. Journal of Materials Engineering and Performance, 30(3), 2002–2013.
Gao, G., Xia, Z., Su, T., Xiang, D., & Zhao, B. (2021). Cutting force model of longitudinal-torsional ultrasonic-assisted milling Ti-6Al-4V based on tool flank wear. Journal of Materials Processing Technology, 291, 117042.
Farhadmanesh, M., & Ahmadi, K. (2021). Online identification of mechanistic milling force models. Mechanical Systems and Signal Processing, 149, 107318.
Chen, Y., Lu, J., Deng, Q., Ma, J., & Liao, X. (2022). Modeling study of milling force considering tool runout at different types of radial cutting depth. Journal of Manufacturing Processes, 76, 486–503.
Totis, G., Bortoluzzi, D., & Sortino, M. (2024). Development of a universal, machine tool independent dynamometer for accurate cutting force estimation in milling. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 104151.
Xu, K., Yingguang, L., Jiachen, Z., & Gengxiang, C. (2021). ForceNet: An offline cutting force prediction model based on neuro-physical learning approach. Journal of Manufacturing Systems, 61, 1–15.
Peng, D., Li, H., Dai, Y., Wang, Z., & Ou, J. (2022). Prediction of milling force based on spindle current signal by neural networks. Measurement, 205, 112153.
Хорошайло, В. В. (2016). Підвищення ефективності розточування отворів на токарних верстатах шляхом створення вібростійкої інструментальної системи (Автореф. дис. канд. техн. наук). ДДМА, Краматорськ.
Ткаченко, Я. Є. (2021). Усунення вібрацій при багатолезовій обробці (Магістерська дисертація). НТУ України «КПІ імені Ігоря Сікорського».
Манохін, А. С. (2009). Підвищення продуктивності чистового точіння загартованих сталей косокутним однокромочним інструментом з ПНТМ на основі КНБ (Автореф. дис. канд. техн. наук). ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України.
Клименко, С. А. (2015). Підвищення стійкості інструментів із полікристалічного кубічного нітриду бору при точінні загартованих сталей застосуванням покриття (Авто-реф. дис. канд. техн. наук). ІНМ ім. В. М. Бакуля НАН України.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
