Моделирование и демпфирование автоколебаний компонентов системы "станок-инструмент-заготовка" при высокоскоростной мехобработке маложестких авиационных деталей на оборудовании с ЧПУ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Губанов Глеб Анатольевич

• Губанов Глеб Анатольевич
• доктор наук
• 2023

Оглавление диссертации доктор наук Губанов Глеб Анатольевич

Введение

Глава 1. Исследование процессов вибраций маложестких элементов системы станок-приспособление-инструмент-заготовка при фрезеровании и точении

1.1 Причины возникновения вибраций при фрезеровании и точении

1.2 Разработка методики оценки условий возникновения автоколебаний маложесткой заготовки при её фрезеровании; оценка целесообразности введения технологического демпфирования

1.3 Анализ способов подавления автоколебательных вибраций при фрезеровании и

точении

Выводы по главе

Глава 2. Разработка навесных гасителей вибраций обрабатываемых маложестких заготовок

2.1 Выбор принципиальной конструкции навесного гасителя вибраций обрабатываемой маложесткой детали

2.2 Разработка методики расчёта характеристик и оптимизация настройки гасителя вибраций выбранной конструкции

2.2.1 Расчёт передаточной функции заготовки с гасителем

2.2.2 Оптимизация параметров гасителя под конкретные параметры заготовки

2.2.3 Разработка рационального способа настройки гасителя

2.2.4 Расчёт рационального зазора между грузом и корпусом

2.2.5 Анализ влияния сжимаемости воздуха

Выводы по главе

Глава 3. Экспериментальная отработка разрабатываемых гасителей вибраций

3.1 Аппаратно-программный комплекс для исследования процесса вибраций при обработке

3.2 Исследование эффективности гасителей вибраций методом измерения передаточной функции заготовки

3.3 Исследование эффективности гасителей вибраций на вибростенде

3.4 Экспериментальное фрезерование пластин с гасителем вибраций

3.5 Отработка применения гасителя на пробных деталях

Выводы по главе

Глава 4. Техническая реализация и внедрение пневматических гасителей вибраций маложестких заготовок

4.1 Разработка средств закрепления гасителей на заготовках

4.2 Разработка типовой конструкции гасителя

4.3 Испытание гасителя на ресурс

4.4 Порядок применения разработанных гасителей

4.5 Внедрение разработанных гасителей в производство маложестких деталей

Выводы по главе

Глава 5. Применение разработанных пневматических гасителей для снижения вибраций маложесткого режущего инструмента

5.1 Разработка, расчёт и оптимизация пневматического гасителя вибраций режущего инструмента

5.2 Испытания расточной державки с гасителем

5.3 Испытания фрезы с гасителем

5.4 Оснащение встроенным гасителем расточного инструмента специальной формы ... .294 Выводы по главе

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Введение

Актуальность темы исследования

Развитие обрабатывающего оборудования - повышение располагаемых подачи, точности, частоты вращения шпинделя, жесткости конструктивных элементов, распространение 5-ти и многокоординатных станков с числовым программным управлением (ЧПУ) - позволяет обеспечивать высокое качество изготовления сложных изделий с применением универсальных технологических процессов, минимизацией станочного парка и ручного труда. При соответствующем повышении стоимости оборудования экономическая целесообразность требует полноценной реализации его возможностей, максимизации производительности черновой и чистовой обработки. Переход к обработке с высокой скоростью резания (ставший возможным благодаря распространению твердосплавного режущего инструмента) и соответствующее повышение значений частоты вращения шпинделя вызвали заметное возрастание типовой частоты воздействия режущих зубьев при фрезеровании (с ~20 Гц до -200^400 Гц), которая стала близка к характерным значениям собственных частот колебаний режущего инструмента и обрабатываемых заготовок. Это повысило вероятность возникновения в процессе лезвийной обработки интенсивных вибраций, приводящих к ухудшению чистоты обработанной поверхности и точности изготовления, повышению пиковых нагрузок, ускоренному износу режущего инструмента и обрабатывающего оборудования. В современных условиях вибрации являются одним из основных факторов, ограничивающих достижимую производительность механической обработки.

Ключевым этапом изготовления деталей на станке с ЧПУ является чистовая (финишная) обработка. На неё приходится существенная доля (около 40^45%) общей трудоёмкости обработки, т.к. именно при её выполнении необходимо обеспечить требуемые точность и чистоту обработанной поверхности. При изготовлении тонкостенных и/или длинномерных деталей на этапе чистовой обработки, когда большая часть материала уже удалена, жесткость заготовки оказывается весьма низкой. В результате под действием усилий резания вероятно возникновение её вибраций. Дефекты («выбоины»), образующиеся при этом на обработанной поверхности детали, могут приводить к браку и потере средств, потраченных на материал и предшествующую обработку.

Другим возможным источником вибраций является низкая жесткость режущего инструмента с большим вылетом, необходимого для обработки труднодоступных участков заготовки сложной формы.

Вибрации при резании являются весьма сложным явлением, появление и интенсивность которого определяет многими факторами. Их прогнозирование требует специальных знаний и

разносторонней полной информации об условиях обработки, параметрах обрабатываемого материала, инструмента и заготовки.

Развитие САПР (CAD, CAM, CAE) позволяет автоматизировать не только сам процесс производства, но и многие операции по его технологической подготовке. При этом возможное возникновение вибраций маложесткой заготовки оказывается труднопрогнозируемым фактором, препятствующим полноценной автоматизации разработки технологического процесса. Решение проблемы вибраций требует участия специалистов с соответствующим профессиональным опытом, поиска рациональных условий обработки и способа закрепления заготовки методом проб и ошибок.

Уменьшение технологических параметров обработки обеспечивает снижение усилий резания и амплитуд возникающих вибраций, однако приводит к увеличению времени обработки. Возможным способом устранения вибраций является подбор рациональной частоты вращения шпинделя, но он требует проведения большого количества пробных обработок. Реализация большого количества точек фиксации заготовки повышает её жесткость и снижает вероятность возникновения вибраций, однако приводит к повышению вспомогательного времени обработки (требующегося на точную установку дополнительных крепёжных приспособлений), усложняет процесс подготовки управляющих программ и сам процесс обработки, может потребовать разработки и изготовления специальной оснастки. При сложности прогнозирования возникновения вибраций произвольный выбор способа закрепления заготовки с большой вероятностью приводит либо к невынужденным дополнительным затратам, связанных с применением избыточного количества крепёжных элементов, либо к возникновению вибраций, порче заготовки и необходимости коррекции всего технологического процесса.

Увеличение сроков технологической подготовки и реализации производства маложестких деталей сложной формы особенно критично для штучного изготовления действующих макетов и аэродинамических моделей при разработке новых изделий, т.к. существенного сказывается на сроках всего цикла разработки.

Обеспечение высокой степени автоматизации процессов технологической подготовки производства и собственно производства маложестких деталей сложной формы, сокращение их сроков и себестоимости требует универсальных, надёжных и простых средств предотвращения вибраций заготовок при обработке. В качестве таковых могут послужить навесные гасители вибраций, оперативно закрепляемые на самой заготовке и, таким образом, не требующие дополнительной оснастки. Данное обстоятельство определило тему диссертационной работы: «Моделирование и демпфирование автоколебаний компонентов системы «станок-инструмент-заготовка» при высокоскоростной мехобработке маложестких авиационных деталей на

оборудовании с ЧПУ». При её выполнении использовались результаты предшествующих исследований и разработок.

Степень разработанности темы

Актуальность проблемы вибраций при резании обусловила активное изучение механизма их возникновения и возможных способов предотвращения с начала ХХ-го века в России и за рубежом. Исследования осложнялись большим количеством влияющих на данное явление факторов, нелинейностью процессов пластического деформирования и разрушения металлов, разнообразием свойств обрабатываемых материалов, типов производственного оборудования и режущего инструмента. Внешние проявления вибраций могут легко ввести в заблуждение относительно реальных причин и скрытой сущности физических процессов. Рядом исследователей предлагались различные модели явления. На сегодняшний день общепризнанным является модель регенеративного возбуждения автоколебаний. Согласно ей, волнистость на промежуточной поверхности обработки, образовавшиеся в результате вибраций маложесткого элемента станок-приспособление-инструмент-заготовка (СПИЗ) при предшествующем проходе режущего зуба, вызывает появление дополнительной переменной составляющей усилия резания той же частоты, возникающей при последующем проходе зуба. В результате существования такой обратной связи (между колебаниями и усилиями резания) при определённых условиях может происходить усиление возникших колебаний определённой частоты, что приводит к самопроизвольному возникновению автоколебаний. Частота эти колебаний отличается от частоты прохода режущих зубьев и её гармоник, поэтому в процессе резания происходит постепенное изменение сдвига по фазе между автоколебаниями и проходами режущих зубьев, в результате на обработанной поверхности образуется характерные дефекты [7, 60, 76, 77, 78, 80, 98, 117, 55, 61].

Построение соответствующих математических моделей позволяет определять условия возникновения автоколебаний и строить так называемые диаграммы устойчивости с нанесённой границей возникновения автоколебаний. Положение этой границы определяется технологическими параметрами обработки, параметрами материала заготовки, динамическими характеристиками элементов системы СПИЗ [187].

Широкий и детальный обзор различных способов предотвращения автоколебаний при резании без потери производительности обработки дан группой зарубежных исследователей в [218].

Измерение или расчёт динамических характеристик системы СПИЗ и построение диаграммы устойчивости позволяет направлено выбрать условия обработки, обеспечивающие максимально возможную в имеющихся условиях производительность [98]. Для выполнения соответствующего анализа разработан ряд коммерческих программных пакетов, в частности,

CutPro™ (производство ф. MAL UBS) [189]. Другими способами подавления автоколебаний являются непрерывное варьирование частоты вращения шпинделя [217], применение автоматической системы с обратной связью для её коррекции, модификация режущего инструмента [218] и проч.

Альтернативным направлением предотвращения автоколебаний является повышение статической жесткости податливых элементов системы СПИЗ. Для маложестких заготовок помимо применения различных видов дополнительной фиксирующей оснастки рассматривается реализация специальных стратегий обработки с сохранением части исходного материала заготовки в качестве поддерживающих элементов и его удаления лишь на завершающем этапе обработки [193].

Совершенствование станочного оборудования, устранение люфтов и повышение статической жесткости элементов системы СПИЗ зачастую приводит к ослаблению процесса диссипации энергии колебаний в системе, основным механизмом которого является взаимодействие и трение в стыках. В результате динамической жесткость элементов системы снижается. Применение специальных средств демпфирования вибраций является перспективным способом повышения динамической жесткости и подавления автоколебаний.

В технике известно множество пассивных и активных средств демпфирования, многие из которых применимы для подавления вибраций при лезвийной обработке. Одним из распространённых является динамический гаситель вибраций с трением, представляющий собой дополнительный механический осциллятор с оптимально настроенными параметрами, закрепляемый на основной конструкции. Примером реализации такого гасителя является режущий инструмент со встроенным гасителем вибраций [102], в частности, марки Silent ToolsTM производства ф. Sandvik Coromant. Возможность применения динамических гасителей для обрабатываемых заготовок исследовали A. Rashid, C. Nicolescu [167] и другие исследователи. N.Sims с коллегами изучил возможность применения ударных гасителей в виде пеналов с дробью [138]. Рядом исследователей созданы экспериментальные установки с автоматической адаптацией демпфирующего устройства в соответствии с регистрируемыми колебаниями конструкции [213, 219]. Система активного демпфирования оказывает противодействие вызывающему вибрации внешнему воздействию с помощью актуатора используя внешний источник энергии и ориентируясь на показания датчика. Образцы таких систем для подавления вибраций маложестких заготовок при обработке созданы X. Beudaert и др [227].

Применение перечисленных средств демпфирования для подавления вибраций заготовок в реальных производственных условиях в качестве штатных средств встречает значительные трудности. Недостатком традиционных динамических гасителей является необходимость их

настройки в соответствии с конкретными параметрами имеющейся заготовки. Активные системы демпфирования сложны, имеют высокую стоимость и требуют источника энергии. В этой связи востребованным остаётся разработка универсальных, надёжных, эффективных и практичных навесных гасителей вибраций маложестких заготовок, не требующих выполнения настройки на динамические характеристики конкретной заготовки или внешнего источника энергии. Их создание потребовало глубокого анализа механизма возникновения автоколебаний при резании, известных способов подавления вибраций и особенностей технической задачи подавления вибраций обрабатываемой заготовки, разработки на его основе принципа действия пассивного гасителя, не требующего точной настройки, соответствующей теоретической базы и расчётной методики, сравнительного экспериментального исследования гасителей разных типов и соответствующих методик экспериментального исследования, практической реализации разрабатываемых гасителей с разработкой инженерной методики выбора их параметров, опытного применения гасителей и их внедрения на предприятиях авиакосмической промышленности, что составило содержание диссертационной работы.

Целью диссертационной работы является существенное повышение производительности и качества обработки авиационных деталей на основе разработки моделей автоколебаний системы станок-инструмента-деталь в условиях высокоскоростного резания и средств демпфирования этих автоколебаний.

Задачи работы:

- разработка методики оценки возможности возникновения автоколебаний маложесткой заготовки при фрезеровании, а также целесообразности применения технологического демпфирования;

- разработка принципиальной конструкции универсального гасителя вибраций компонентов системы станок-инструмент-деталь, отличающейся высокой универсальностью и надёжностью;

- разработка расчётной методики для анализа эффективности разрабатываемого гасителя вибраций и его оптимизации;

- разработка экспериментальной методики и соответствующего аппаратно-программного комплекса для исследования эффективности гасителей вибраций; их применение для сравнительных испытаний гасителей разных типов, экспериментального контроля эффективности гасителя перед проведением обработки;

- разработка типовой конструкции гасителя вибраций и изготовление опытных образцов гасителей разных размеров;

- разработка инженерной методики расчёта рациональных конструктивных параметров разработанного гасителя;

- разработка методики выбора гасителя вибраций пользователем в условиях реального производства;

- разработка надёжных, оперативных и удобных средств закрепления гасителей вибраций на обрабатываемых заготовках;

- отработка применения разработанных гасителей на пробных деталях;

- внедрение разработанных гасителей в реальные производственные процессы.

Основные результаты, представляющие научную новизну

1. Разработана методика оценки условий возникновения автоколебаний маложесткой заготовки при фрезеровании, согласно которой определяют статическую жесткость заготовки, граничные значения жесткости для рассматриваемых условий обработки и делают вывод о целесообразном способе предотвращения автоколебаний. Методика позволяет также оценить целесообразность применения гасителей и его результат.

2. Выполнен вывод аналитических выражений для оптимального коэффициента трения и соответствующей эффективности поглотителя колебаний (без упругого элемента) при определённых заданных параметрах заготовки для критерия оптимальности, направленного на предотвращение автоколебаний - минимизации глубины впадины действительной части передаточной функции заготовки с гасителем.

3. Аналитически показано неограниченное линейное возрастание эффективности (по предотвращению автоколебательных вибраций) поглотителя колебаний при повышении его относительной массы. Экспериментально получена очень высокая эффективность снижения вибраций заготовки поглотителем особо большой массы.

4. С помощью диаграмм предложенного типа теоретически показана универсальность поглотителя колебаний большой массы - возможность обеспечивать предотвращение автоколебаний в широком диапазоне характеристик заготовок (по жесткости и массе) без коррекции настройки поглотителя. Разработан способ выбора фиксированной настройки гасителя «на интенсивность воздействия», и получена соответствующая компактная аналитическая формула.

5. Экспериментально (на вибростенде) подтверждена высокая линейность разработанного гасителя и сохранение эффективности даже при интенсивном силовом воздействии, что является его преимуществом перед ударным гасителем в виде пенала с дробью.

6. Разработана расчётная методика оптимизации размеров и параметров гасителя вибраций режущего инструмента, включающая переход к приведенной задаче с двумя точечными массами.

Теоретическая значимость работы заключается в том, что решена задача о подавлении автоколебаний заготовки при резании с помощью массивного поглотителя колебаний, получены аналитические выражения для оптимальных параметров настройки поглотителя при заданных параметрах заготовки, показано неограниченное нарастание возможной эффективности поглотителя с ростом его относительной массы, показана универсальность (широкий рабочий диапазон) такого поглотителя и предложен способ его рациональной настройки «на интенсивность воздействия», что создаёт необходимую теоретическую базу для практической реализации рассмотренных поглотителей. Разработана расчётная методика оптимизации размеров и параметров гасителя вибраций режущего инструмента.

Практическая значимость работы

1. Разработана конструкция пневматического гасителя в виде свободного груза, размещённого с небольшим зазором в полости тонкостенного корпуса. Оптимальное по величине сопротивление колебаниям груза внутри корпуса обеспечивается вязкостью заполняющего полость воздуха при правильно выбранном зазоре. Такой гаситель имеет следующие существенные достоинства: универсальность, простота конструкции, компактность, малая пассивная масса, высокая линейность, предсказуемость, стабильность и управляемость характеристик, высокие долговечность и ресурс, экологичность.

2. Создана единая система из типовой конструкции гасителя, инженерной методики расчёта его рациональных конструктивных параметров, методики оценки условий возникновения автоколебаний маложесткой заготовки, методики экспериментального контроля эффективности гасителя, средств его закрепления на заготовках, изготовленных образцов гасителей разного размера, опыта их применения в реальных производственных условиях -обеспечивающая возможность оперативной реализации разработанных пневматических гасителей нужного размера и характеристик.

3. Решена задача обеспечения закрепления гасителей на обрабатываемых заготовках -разработан ряд надёжных, оперативных и удобных средств закрепления, включая клеевое, магнитное, вакуумное, механическое. Для удобной реализации вакуумного закрепления разработаны типовые элементы вакуумной системы и специальная автономная герметизированная вакуумная станция. Для реализации механического закрепления были разработаны струбцина, затягиваемая вручную, а также струбцина с пружиной, которая допускает автоматическую перестановку гасителя шпинделем, несущим захват.

4. Разработаны практичные правила, позволяющие технологу осуществлять выбор рационального гасителя при решении актуальных производственных задач и успешно выполнять обработку маложесткой заготовки без вибраций с первой попытки.

5. Опыт практического применения разработанных гасителей подтвердил, что они действительно обеспечивают устранение вибраций заготовки на любой частоте вращения

шпинделя (соответствующей допустимому для используемого режущего инструмента диапазону скоростей резания) без необходимости в настройке и позволяют оперативно решать проблему вибраций маложесткой заготовки без прочих изменений технологического процесса, что особенно ценно при единичном и мелкосерийном производстве.

6. Опыт применения гасителей на целом ряде авиа- и моторостроительных предприятий показал, что использование гасителей при изготовлении маложестких деталей обеспечивает сокращение трудоёмкости и сроков технологической подготовки производства, сокращение времени станочной обработки (получено сокращение в 1.5 и более раз), повышение чистоты обработанной поверхности (получено до Ra 0.9) и точности изготовления (получено 0.05 мм при жесткости лопатки ~ 3.5 кг/мм), повышение ресурса режущих кромок инструмента (получено до 8 раз), сокращение трудоёмкости ручной слесарной доработки (получено до 4 раз). Закрепление одного гасителя вибраций может дать такой же эффект (по предотвращению автоколебаний заготовки), как установка 3-х дополнительных промежуточных опор. При этом гаситель может быть оперативно закреплён непосредственно на поверхности заготовки, а реализация дополнительных опор может потребовать разработки и изготовления специальной оснастки.

7. Обеспечивая успешную обработку при очень низкой жесткости заготовки, гасители позволяют переходить к более совершенным способам закрепления заготовки и принципиально менять технологический процесс. При вертикальном расположении заготовки она доступна для обработки с обеих сторон без перестановов. Сокращение числа точек фиксации заготовки обеспечивает свободное перераспределение её внутренних напряжений и решает проблему коробления заготовки, что позволяет отказаться от промежуточных термообработок.

8. Разработан ряд образцов специального режущего инструмента со встроенными гасителями вибраций - расточной державки и фрезы с большим вылетом, расточного инструмента Г-образной формы. При заданных геометрических параметрах данный инструмент неизбежно обладает низкой статической жесткостью, и обеспечение успешной обработки без автоколебаний становится возможной именно благодаря разработанным гасителям. Подобные работы выполняются ведущими производителями инструмента ^ап^к Соготапг , SecoTM). Созданный задел позволяет осуществлять импортозамещение дорогостоящего зарубежного инструмента со встроенным гасителем вибраций, разработку бюджетных и доступных образцов инструмента такого типа, оснащение гасителями инструмента специальной формы, отсутствующего на рынке.

Методология и методы исследования

В работе использован комплексный подход, сочетающий аналитические, численные и экспериментальные методы исследования. При разработке практической методики оценки возможности возникновения автоколебаний применялось численное моделирование процесса вибраций заготовки при фрезеровании с использованием вычислительной программы для ЭВМ,

разработанной И.А. Киселёвым и И.И. Ивановым в МВТУ им. Баумана. Теоретическое исследование характеристик разрабатываемых гасителей проводилось аналитическим решением системы дифференциальных уравнений движения системы с двумя степенями свободы. Вывод выражений для оптимальной настройки поглотителя выполнялся поиском узловых точек передаточной функции, как это сделано в методе J.P. Den-Hartog и J.E. Brock. В качестве критерия эффективности рассматривалась минимизация глубины впадины действительной части передаточной функции заготовки с гасителем, которая, как это следует из общепризнанной теории автоколебаний при резании, определяет границу возникновения автоколебаний. При экспериментальных исследованиях выполнялось сопоставление передаточных функций заготовки без гасителя и с гасителем, измеряемых с помощью силоизмерительного молоточка и акселерометра. Эффективность гасителя оценивалась по относительному изменению высоты резонансного пика амплитуды передаточной функции заготовки (при закреплении гасителя) или изменению глубины впадины её действительной части. Для исследования характеристик гасителя при различных амплитудах воздействия выполнялись испытания на установке с вибростендом. Для исследования эффективности гасителя в реальной обработке при различных условиях выполнялось экспериментальное фрезерование тестовых пластин с варьированием частоты вращения шпинделя. Возникновения вибраций при экспериментальной обработке контролировалось по получаемой шероховатости обработанной поверхности и наличию на ней характерных дефектов. Для количественной оценки проводилось измерение чистоты обработанной поверхности профилографом-профилемером. Выполнялась отработка применения гасителей на пробных деталях.

Положения, выносимые на защиту

1. Практическая методика оценки условий возникновения автоколебаний маложесткой заготовки при фрезеровании, а также целесообразности применения навесных гасителей вибраций.

2. Аналитическое выражение для оптимального коэффициента трения поглотителя колебаний (без упругого элемента), обеспечивающего при заданных параметрах заготовки минимизацию глубины впадины действительной части передаточной функции заготовки с гасителем, а также выражение для соответствующей эффективности поглотителя.

3. Вывод о существенном возрастании эффективности (по предотвращению автоколебательных вибраций) поглотителя колебаний при повышении его относительной массы.

4. Предложенный способ выбора фиксированной настройки гасителя «на интенсивность воздействия» и соответствующая аналитическая формула, обеспечивающие высокую универсальность поглотителя колебаний (способность предотвращать автоколебаний в широком диапазоне характеристик заготовок по жесткости и массе без коррекции настройки поглотителя).

5. Конструкция пневматического гасителя в виде свободного груза, размещённого с небольшим зазором в полости тонкостенного корпуса, заполненной воздухом.

6. Разработанная методика выбора параметров гасителя в условиях реального производства.

7. Расчётная методика оптимизации размеров и параметров гасителя вибраций режущего инструмента, включающий переход к приведенной задаче с двумя точечными массами.

Степень достоверности результатов проведённых исследований

Научные положения и выводы, сформулированные автором, базируются на использовании теоретических основ механики и теории колебаний, подтверждается сопоставлением результатов расчётов и экспериментальных измерений, а также результатами экспериментального фрезерования пластин и пробных деталей, опытом внедрения гасителей в реальные производственные процессы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Моделирование и демпфирование автоколебаний компонентов системы "станок-инструмент-заготовка" при высокоскоростной мехобработке маложестких авиационных деталей на оборудовании с ЧПУ»

Апробация работы

Результаты исследований, обобщённые в диссертационной работе, доложены и обсуждены на следующих научно-технических конференциях:

- Всероссийский форум «Инженеры Будущего», пос. Бол. Голоустное, Иркутский район, 2012 г.;

- XVII Международный Конгресс Двигателестроителей, пос. Рыбачье, Украина, 2012 г.;

- XXIV научно-техническая конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского, Московская обл., 28 февраля - 1 марта 2013 г.;

- международная научно-техническая конференция 14-th CIRP Conference on Modeling of Machining Operations, г. Турин, Италия, 13-14 июня 2013 г.

- XXV научно-техническая конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского, Московская обл., 27-28 февраля 2014 г.;

- Всероссийская научно-техническая конференция "Авиадвигатели XXI века", ФГУП "ЦИАМ", г. Москва, 24-27 ноября 2015 г.;

- XXVIII научно-техническая конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского, Московская обл., 20-21 апреля 2017 г.;

- XXXVII Всероссийская конференции, посвященной 70-летию Государственного ракетного центра им. академика В.П. Макеева, г. Миасс, 2017 г.;

- II конференция «Проблемы развития теории механизмов и машин. Разработка научных основ инновационных технологий в станкостроении», ИМАШ РАН, г. Москва, 16 февраля 2018 г.;

- Одиннадцатая межрегиональная отраслевая научно-техническая конференция «Люльевские чтения», г. Екатеринбург, 2018 г.;

- международный конгресс 9th International Congress on Machining UTIS 2018, Antalya, Turkey, 9-11 ноября 2018 г.;

- XXX научно-техническая конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского, Московская обл., 25-26 апреля 2019 г.;

- XXXI научно-техническая конференция по аэродинамике, Парк-отель «Яхонты», Ногинский район, 2020 г.;

- онлайн-конференция: заседание научно-технического совета отдела «Механика машин и управление машинами» и международный семинара по ТММ им. И.И. Артоболевского в Институте машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук 13 июля 2021 г.

- VI Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Инновационные технологии в материаловедении и машиностроении - ИТММ-2022», г. Пермь, 10-14 октября 2022 г.

Реализация результатов работы

Разработанные гасители вибраций внедрены в реальные производственные процессы на целом ряде предприятий авиа- и моторостроительной промышленности России. В частности, гасители используются в опытном производстве ФАУ «ЦАГИ» (г. Жуковский) при изготовлении аэродинамических моделей. Гасители были применены в ООО «НПП ЗПК» при изготовлении серии крупногабаритных силовых панелей самолёта. Комплект гасителей с вакуумным закреплением был успешно использован в Научно-производственной ассоциации «Технопарк Авиационных Технологий» (г. Уфа) при изготовлении крупногабаритного цельнофрезерованного титанового лопаточного колёса. В Филиале АО «ОДК «НИИД» (г. Москва) отработано применение расточного инструмента специальной Г-образной формы, оснащённого разработанным встроенным гасителем вибраций.

Публикации

По теме диссертации автором опубликовано 68 печатных работ, в том числе 4 - в изданиях, индексируемых в Scopus и Web of Science, 14 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ и 9 патентов на изобретения и полезные модели.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из пяти глав, введения, заключения, списка обозначений, списка литературы, списка иллюстративного материала, копий актов внедрения. Работа содержит 327 страниц, включая 25 таблиц и 179 рисунков. Список литературы содержит 234 наименования.

Глава 1. Исследование процессов вибраций маложестких элементов системы станок-приспособление-инструмент-заготовка при фрезеровании и точении

1.1 Причины возникновения вибраций при фрезеровании и точении

При обработке металлов резанием возможно возникновение вибраций различных элементов системы станок-приспособление-инструмент-заготовка (СПИЗ). Это паразитное явление приводит к резкому ухудшению качества обработки (точности воспроизведения заданной формы детали, чистоты обработанной поверхности) [226], а также ускоренному износу режущего инструмента и оборудования (вследствие резкого возрастания пиковых нагрузок). Появление колебательного процесса определённой интенсивности является во многих случаях основной причиной, ограничивающей возможность повышения технологических параметров обработки, и, следовательно, производительности [6].

(а) (б)

Рисунок 1.1.1 - Ортогональное резание: (а) общий вид; ар - ширина срезаемого слоя, Ь -толщина срезаемой стружки; (б) касательная и нормальная Рп компоненты силы резания

Резание металла требует интенсивного силового взаимодействия между режущим инструментом и обрабатываемой заготовкой, необходимого для пластического деформирования и/или разрушения отделяемого от заготовки материала [25]. Величины усилий резания являются одним из основных факторов, определяющих статические и динамические деформации элементов системы СПИЗ в процессе обработки. Для построения математических моделей процессов обработки исследователями предложен ряд зависимостей силы резания от существенных параметров задачи (толщина и ширина стружки, геометрические параметры режущей кромки, характеристики материала заготовки) [25, 37, 104, 117]. В наиболее упрощённой постановке касательная и нормальная силы резания (показаны на рисунке 1.1.1), действующие на небольшой элемент режущей кромки (при ортогональном резании), считаются

пропорциональными мгновенной толщине срезаемой стружки. При сложном пространственном движении криволинейных режущих кромок инструмента расчёт силы резания может быть реализован с помощью программы для ЭВМ [45, 60, 97, 105, 108, 117, 130, 131, 150, 158, 163, 177, 180, 199]. Определение величин усилий резания возможно также посредством моделирования срезания материала на основе решения контактной термо-вязко-пластической задачи методом конечных элементов [116, 121].

В отличии от точения, при фрезеровании процесс резания является прерывистым, что обуславливает периодические изменения усилий резания. На рисунке 1.1.2а приведён характерный вид график силового воздействия фрезы на деталь (для чистового фрезерования, приведена компонента силы резания по нормали к поверхности заготовки) по времени [63]. На рисунке 1.1.2б дан частотный спектр этого силового воздействия, на рисунке 1.1.2в - первые три компоненты спектра во временной области. Видно, что силу резания можно представить как сумму равномерного (статического) воздействия, и ряда переменных (динамических) синусоидальных воздействий на частоте ударов зубьев фрезы и кратных ей частотах (гармониках). Статическое воздействие фрезы вызывает статические деформации элементов системы СПИЗ, а динамическое воздействие - их вынужденные колебания, складывающиеся в линейной модели из реакций на каждую из действующих гармонических составляющих. При близком совпадении частоты одной из составляющих спектра усилия с одной из собственных частот колебаний маложесткого элемента системы СПИЗ возникает резонанс, и амплитуда вынужденных колебаний может достигать значительных величин [44, 48, 200]. В процессе обработки приближение к резонансу детали можно распознать по громкому чистому равномерному звону, сопровождающему обработку. Поскольку частоты вынуждающей силы и вынужденных колебания совпадают, вынужденные колебания протекают с постоянным сдвигом по фазе между колебаниями и проходами режущих зубьев фрезы. Поэтому они приводят к смещению обработанной поверхности [136, 144, 161], но не нарушают равномерности процесса обработки. Соответственно, вынужденные колебания вызывает ухудшение точности изготовления, однако даже при больших амплитудах не приводят к заметному ухудшению чистоты обработанной поверхности и ускоренному износу [60, 63].

Помимо вынужденных колебаний, совершающихся на частоте прохода зубьев фрезы и кратных ей частотах, в процессе фрезерной (и иных видах лезвийной) обработки при определённых условиях возникает другой, более пагубный тип вибраций [6, 43, 60, 62, 117, 223]. Такие вибрации могут возникать при отсутствии переменного вынуждающего воздействия (например, при точении), либо одновременно с вынужденными колебаниями на частотах, отличных от гармоник частоты прохода режущих зубьев. В литературе колебания такого типа относят к автоколебаниям [6].

Рисунок 1.1.2 - Силовое воздействие фрезы при чистовом фрезеровании (а), его спектр (б) и компоненты спектра (в)

В разных литературных источниках приводятся различные варианты определения термина «автоколебания». В учебных пособиях Дж. П. Ден-Гартога [12] и С.П. Тимошенко [36] дано определение, согласно которому при автоколебаниях сила, возбуждающая колебания системы, возникает в результате самих колебаний системы, и если сделать систему абсолютно жесткой, то всё явление, не только колебания, но и возбуждающая их сила, исчезнут. Такое определение соответствует колебаниям рассматриваемого типа.

В отличии от вынужденных колебаний, возникновение автоколебания приводит к нарушению равномерности процесса обработки, неравномерности нагрузки на режущие зубья инструмента, резкому возрастанию пиковых усилий, резкому ухудшению чистоты обработанной поверхности вплоть до формирования «зарезов» глубиной до 0.3 мм и более и браку детали [60, 63]. На рисунке 1.1.3 приведён график пиковых значений усилий резания при черновом фрезеровании в зависимости от глубины фрезерования, полученный автором данной диссертации с помощью силоизмерительной платформы. Видно радикальное повышение пиковых нагрузок при превышении граничного значения глубины фрезерования и возникновения автоколебательных вибраций фрезы. На рисунке 1.1.4 приведена фотография обработанной поверхности маложесткой заготовки. В процессе её чистового фрезерования для ряда значений частоты вращения шпинделя возникали интенсивные автоколебания, приведшие к образованию дефектов в виде глубоких выбоин, хорошо видимых на фотографии.

400 350 300

£ 250

х ге

Е 200

х и_

150 100 50 0

1 вибрации

к

поя виС вились

»рации

/ ^ - -

^ — _ — — * нет вибраций

0,5

1

2,5

1,5 2

ар, мм

Рисунок 1.1.3 - Радикальное возрастание пиковых усилий резания при возникновении автоколебательных вибраций (ар - глубина фрезерования)

Рисунок 1.1.4 - Дефекты на обработанной поверхности, образовавшиеся в результате автоколебаний тонкостенной детали в процессе обработки и приведшие к порче детали

В течении ХХ-го века рядом исследователей предлагались различные модели процесса возникновения автоколебаний при резании [20]. Сложно претендовать на исчерпывающее решение всех вопросов данного явления, принимая во внимания сложность и нелинейность процессов пластического деформирования и разрушения металлов, разнообразие свойств обрабатываемых материалов, условий обработки, типов лезвийной обработки, производственного оборудования, режущего инструмента. Внешняя картина наблюдаемых вибраций зачастую весьма мало говорит о сущности протекающих физических процессов и их причинах. Как правило, применяются упрощённые методы, возможно не вполне строгие с математической точки зрения, но зато заслуживающие предпочтения в смысле возможности из практического использования в промышленности [6].

В своих опытах по точению мягкой стали с очень маленькой скоростью резания Никольсон [71] показал, что усилия резания не остаются постоянными, а испытывают весьма значительные изменения колебательного характера. Эти изменения связаны с чередованием процессов деформации срезаемого металла при его постепенном упрочнении и последующего скалывания при формировании элементной стружки. Это дало основания трактовать вибрации при резании как вынужденные колебания под действием периодически изменяющихся при

формировании элементной стружки усилий резания, в особенности, если частота этих изменений силы резания входит в резонанс с собственной частотой колебаний элемента станка [1, 3, 4].

Позднее другие исследователи, в частности Каширин А.Н., установили, что для практически применяемых (на то время) скоростях резания элементная стружка переходит в сливную, и тем не менее, интенсивные вибрации могут возникать и на таких скоростях. При этом образующаяся вибрационная стружка резко отличается от элементной [6]. Эти наблюдения и практическая потребность прогнозировать вибрации при резании потребовали поиска альтернативных моделей их возникновения. Дроздов в своей работе [5] показал, что за счет совместного действия усилий резания и трения могут возникать автоколебания. Каширин сформулировал теорию о возникновении автоколебаний из-за ниспадающей зависимости усилия резания от скорости резания по аналогии с маятником Фроуда и моделью с «отрицательным трением» Ван-дер-Поля. В своих экспериментах он показал, что при резании вязких сталей может наблюдаться существенная зависимость усилий резания от скорости резания - сначала довольно резкое нарастание усилий при 30-50 м/мин, затем более плавный спад. Данное явления Каширин объясняет в частности влиянием температуры в зоне резания на коэффициент трения стружки по передней поверхности резца. Постепенное возрастание коэффициента трения при повышении температуры до 500-600°С приводит к образованию на передней поверхности резца увеличивающегося нароста, увеличению пластической зоны и глубины проникновения пластических деформаций в срезаемую стружку и обработанную поверхность заготовки, что сопровождается возрастанием усилий резания. Снижение коэффициента трения и размягчение обрабатываемого материала при температурах, выше указанного критического значения, обуславливает уменьшение нароста, размеров пластической зоны и усилий резания. Именно на ниспадающем участке зависимости силы резания от скорости по наблюдениям Каширина и возникают автоколебания [6].

Другая модель возникновения автоколебаний разработана Тлустым И. [9] и Кудиновым В.А. [15]. В ней рассматривается механизм координатной связи, при котором динамическая система совершает колебания в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и эти колебания связанны между собой за счет процесса резания.

В работе [40] представлена реологическая модель возникновения автоколебаний при резании. В работе [39] описано применение метода конечных элементов для моделирования удаления материала с поверхности заготовки на базе упруго-пластической модели с учетом скорости деформирования.

В 50-х годах ХХ-го века рядом исследователей была разработана теория автоколебаний, возбуждающихся при обработке «по следу», или регенеративных автоколебаний [7, 11, 16, 22,

26, 28, 76, 77, 78, 80, 88, 98, 135], которая остаётся актуальной по настоящее время. Колебания инструмента и/или заготовки во время предыдущего прохода режущего зуба оставляют на промежуточной поверхности обработки волнистый след, влияя таким образом на толщину срезаемой стружки и, соответственно, усилия резания при последующем проходе зуба (рисунок 1.1.5). Существенным фактором оказывается сдвиг по фазе между волнистостью от предыдущего и последующего проходов зубьев. Как видно из рисунка 1.1.6, при нулевой разности фаз наличие колебаний и волнистость промежуточной поверхности обработки никак не влияет на мгновенные значения толщины снимаемой стружки и колебания постепенно затухнут. При ненулевом сдвиге фаз наличие колебаний вызывает появление переменной составляющей силы резания с той же частотой (отличной от частоты прохода зубьев), в результате может происходить самопроизвольное нарастание амплитуды колебаний. Рассмотренный сдвиг по фазе определяется соотношением между рассматриваемой частотой колебаний и частотой прохода режущих зубьев [43, 55, 60, 61].

Рисунок 1.1.5 - Схема фрезерования заготовки малой жесткости

Приведём известную [98] упрощённую линеаризованную математическую модель процесса вибраций маложесткой заготовки при фрезеровании, соответствующую условиям на рисунке 1.1.5. В подобных моделях влияние колебаний инструмента, заготовки, или другого маложесткого элемента системы СПИЗ оказываются аналогичны. В дальнейшем мы будем для краткости говорить о колебаниях «заготовки» или «системы», подразумевая аналогичные выводы для колебаний любого податливого элемента системы СПИЗ.

1+1

8 = 0

1 + 1

£ — 71

И

и

г

74

(а)

(б)

Рисунок 1.1.6 - Влияние колебаний заготовки (или инструмента) на изменение локальной толщины стружки в зависимости от сдвига по фазе между колебаниями при текущем и предыдущем проходах зубьев фрезы; (а) сдвиг по фазе ~ 0°; (б) сдвиг по фазе ~180°

При построении модели автоколебаний маложесткая заготовка будет рассматриваться как одномерный гармонический осциллятор. Будем считать, что заготовка может совершать колебания в направлении, перпендикулярном движению подачи, в резании участвует не более одного зуба одновременно, выполняется чистовое попутное фрезерование. Согласно второму закону Ньютона для заготовки можно записать следующее уравнение движения:

где - смещение контрольной точки заготовки из положения равновесия, - проекция касательной и нормальной сил резания на ось х (см. рисунок 1.1.5), а 0 - мгновенная толщина срезаемой стружки, и - приведенная масса и жесткость заготовки, введение вязкого трения С^ моделирует естественную диссипацию энергии её колебаний (рисунок 1.1.5). Толщина срезаемой стружки определяется подачей на зуб текущим угловым положением зуба 0, мгновенной деформацией заготовки х( О и её деформацией при предшествующем проходе зуба х( t — Г), протекавший на период прохода режущего зуба Г ранее:

М х + С,д,Х + ЛТх = 0)

(111)

Л(0 = /2 вт(^(0) + [х( 0 — х( t — Г)] с о 0)

(112)

Член fz s i п(хр (t)) соответствует периодическим колебаниям силы резания, вызванным неравномерностью процесса фрезерования и возбуждающим вынужденные колебания заготовки постоянной амплитуды, в большинстве случаев не приводящим к негативным последствиям. При анализе устойчивости обработки его можно опустить [98].

Величины возникающих касательного Ft и нормального Fn усилий резания определяются из рассчитанного значения мгновенной толщины стружки по известным зависимостям [187]:

Ft = ktaph

(1.1.3)

где, кt и kn - удельные силы резания (постоянные, зависящие от материала заготовки), ар -глубина фрезерования (толщина снимаемого слоя). Подставляя (1.1.2), исключив член fz sin(ip), а также (113) в (1.1.1) получаем для автоколебательного движения заготовки (накладывающегося на равномерные вынужденные колебания) следующее уравнение:

Мх + Cwx + Кх = -аркt(3(ip(t))[х(t) - х(t - Т)] (1.1.4)

где (3(ф(t)) - коэффициент влияния направления, учитывающий, находится ли зуб в резании, соотношение касательных и нормальных сил резания, проецирование сил резания на направление колебаний и угол между направлением колебаний и поперечным сечением срезаемой стружки. Для попутного фрезерования его значение равно:

Р(гР) = в z(ip) [sin(xp) + Rm со sty)] со sty) (1.1.5)

где ez(ip) - функция-переключатель, показывающая, находится ли зуб в резании, а Rnt = kn/kt - отношение нормальной удельной силы резания к касательной.

ezty) =

1,грЕ[0,гр0]

[OtyEty о ,2 п) (110)

Здесь р0 - угол действия, в пределах которого зуб находится в резании (см. рисунок 1.1.5): /£)с — 2 ае\

р о=а с о э (—--) (1.1.7)

где - диаметр фрезы, - ширина фрезерования.

При определённых допущениях [98] можно выполнить осреднение коэффициента (( (р ) по углу поворота зуба:

1 г2п 1 г2п г1 1

^ = 2^ = Ь5 1 П( 2 ^ ) + 2йп ^ 1 + С 0 5( 2 ^ ))

- 27Г 1 г27Г

йгр =

(1.1.8) 1

= — [ 1 - с о 5(2 г/^о) + 2 / о + 5 1 п( 2 г/ о))]

и получить:

Мх + С,х + Юс = - ар/с[х( 0 - х(t - Г)] (1.1.9)

где - число режущих зубьев фрезы. Выражение в правой части равенства соответствует индуцированной силе, возникающей в результате колебаний заготовки и обеспечивающей существование обратной связи между колебаниями заготовки и усилиями резания. При рассмотрении колебаний заготовки или инструмента в двух взаимоперпендикулярных направлениях аналогичное уравнение может быть записано в матричной форме [98].

Уравнение (1.1.9) является дифференциальным уравнением с запаздыванием. Методы решения дифференциальных уравнений с запаздыванием рассмотрены в [17, 18]. Воспользовавшись преобразованием Лапласа [187]

х = х5е5: (1.1.10)

F = Р5е5:

5 = а5 + ш

т.е. рассматривая движение заготовки в виде синусоидальных колебаний с экспоненциально меняющейся амплитудой, выразим динамические свойства заготовки посредством её передаточной функции Ф5(5 ), показывающей отношение отклика заготовки х5 е5 : к величине вызвавшего его силового воздействия /^е5 : в зависимости от параметра Лапласа 5:

) 1

ф5(5)=7Т(57=- М5 г-н С„5 + К (1111)

Выполняя для (1.1.9) замену (1.1.10), с учётом (1.1.11) получаем: х(5 )

= -ОрМп0о( 1 - е"5Г)х(5) (1.1.12)

т.е.

[ 1 + ар/с ( 1 - е-5Г)Ф5(5)]х(5) = 0 (1.1.13)

Таким образом, с помощью замены (1.1.10) мы из дифференциального уравнения получили алгебраическое характеристическое уравнение:

1 + аркггп(о( 1 - е~зТ)Ф3(5) = 0 (1.1.14)

Устойчивость движения системы определяется знаком действительной части а3 корня характеристического уравнения 5 = а3 + /ш. Если а3 > 0, то решением уравнения (1.1.9) являются экспоненциально нарастающие колебания, т.е. движение заготовки неустойчиво. Если о3 < 0 , то решением уравнения (1.1.9) являются экспоненциально затухающие колебания. При

, т.е

5 = ш (1.1.15)

решением (1.1.9) являются синусоидальные колебаний постоянной амплитуды, которые не затухают и не усиливаются, что соответствует границе устойчивости.

С учётом (1.1.15) перепишем передаточную функцию в более удобном виде, соответствующим преобразованию Фурье. Она будет показывать отношение синусоидального отклика заготовки х = хе1 ш 1 к равномерному синусоидальному воздействию Ь = Ь е1 ш 1 в зависимости от частоты воздействия. Именно такой формой передаточной функции мы будем пользоваться в дальнейшем:

х

Ф3(5) = Ф3( ш) = Ф(ш) = -= в(ш) + Ш(ш) = -----(1.1.16)

3 3 ^ - Мш2 + 1 Су,ш + К '

Комплексозначная передаточная функция ( ) имеет действительную и мнимую части, по которым можно рассчитать отношение амплитуд отклика и воздействие и смещение по фазе между ними. Выражение (1.1.16) позволяет рассчитать передаточную функцию одномерного осциллятора, но дальнейший анализ будет справедлив и для заготовок с передаточной функцией более сложного вида, полученной аналитически, расчётом методом конечных элементов или экспериментальным измерением при условии, что динамические характеристики заготовки можно считать линейными. На рисунке 1.1.7 приведена расчётная (по (1.1.16)) передаточная функция одномерного гармонического осциллятора, а на рисунке 1.1.8 -экспериментально измеренная передаточная функция маложесткой заготовки (лопатки).

Из (1.1.14) с учётом (1.1.15) и (1.1.16) получаем:

1 + а*ркп(о( 1 - е~Ш°Т)[С(шс) + Ш(шс)] = 0 (1.1.17)

где и - значения глубины фрезерования и периода прохода зуба, соответствующие искомой границе устойчивости, а - предполагаемая частота автоколебаний.

/0 / Л /

Рисунок 1.1.7 - Передаточная функция одномерного гармонического осциллятора

Рисунок 1.1.8 - Измеренная передаточная функция маложесткой заготовки: (а) действительная часть, (б) мнимая часть, (в) амплитуда, (г) фаза

Величина ш с Г* в выражении (1.1.17) соответствует накопленной фазе автоколебаний за период прохода зуба, которая на целое число полных циклов отличается от сдвига фазы автоколебаний между последовательными проходами режущих зубьев е (рисунок 1.1.6):

шсГ = е + 2тг/се (1.1.18)

тогда для фрагмента уравнения (1.1.17) получаем

1 - е- ^сГ = 1 - е- = 1 - со5(е) + ¿5 ¿п(е) (1.1.19)

Уравнение (1.1.17) является фактически системой из двух уравнений (и действительная, и мнимая части выражения должны обращаться в ноль):

1 + а**/с[С( 1 - с о е)) - Я5 ¿п(е)] = 0 (1.1.20)

С5 ¿п(е) + Я( 1 — с о в(е)) = 0 (1.1.21)

Решая эту систему относительно переменных и (рассматривая частоту

автоколебаний как параметр) можно найти условия, соответствующие границе устойчивой обработки.

Выражая Я из (1.1.21) и поставляя её в (1.1.20), получаем:

5 / п 2( е)

1 + арк^пРов

( ( ))

1 - со5(е)

= 0 (1.1.22)

откуда

1 + 2 а**// ^„^ = 0 (1.1.23)

т.е.

а* =41-(1124)

р 2 / С( Шс) Преобразуя (1.1.21) с помощью формул двойного угла, получаем С с о 5( е) - 1 - 2 5 т2(|) е

- ----е—V = - (1125)

Я 5п(е) 25/п(|)С05(|) 2

откуда

(jû,

T* = г + 2nk = —2arctg (—) + 2n(ks + 1)

(1.1.26)

Частота вращения шпинделя £ (в оборотах за минуту) связана с периодом прохода зуба (с секундах) выражением

S =

60

7 Т

п1

(1.1.27)

Тогда для частоты вращения шпинделя, соответствующей граничным условиям, получаем:

S* =

60

0)г

-2arctg + 2nkN

kN — 1,2,3 ...

(1.1.28)

где kN = кЕ + 1 - номер зоны неустойчивости. Таким образом, для каждой предполагаемой частоты автоколебаний мы получаем значение глубины фрезерования (1.1.24) и ряд значений частоты вращения шпинделя (1.1.28), соответствующих границе устойчивости. Получаемые при варьировании значения этих величин могут быть нанесены на диаграмму устойчивости [98], пример которой приведён на рисунке 1.1.9 (рассчитана с помощью программного пакета CutProTM ф. MAL UBS, Канада [189]).

Г 1 ■ 1

1 1 1 ' /

- 1 I 1 1 1 1 1 1 1 1 $ 1 1 1 1 / у 1 S I А /\ ' / \ 1 возникновение / 1 ! автоколебаний / 1

1 1 ш # я # / 1 I / 1

1 i M 1 # / 1

1 Ч / 1

1 / 1 / \

1 / \ / нет вибраций

абсолютный предел устойчивости 1 : : [ :

10 12 14 S |тыс. оо/мпн|

16

18

20

Рисунок 1.1.9 - Диаграмма устойчивости, показывающая границу возникновения автоколебаний при фрезеровании, Б - частота вращения фрезы, ар - глубина фрезерования

В нижней части диаграммы, не принадлежащей ни одной из зон неустойчивости, автоколебания возникать не будут. В верхней части диаграммы, при достаточно большой глубине резания автоколебания будут возникать при любой частоте вращения шпинделя. Между соседними зонами неустойчивости остаются промежутки, в результате итоговая граница зоны возникновения автоколебаний имеет пилообразную форму. Максимумы этой границы можно называть пиками устойчивости. Выбор частоты вращения шпинделя, соответствующей положению одного из пиков устойчивости, позволяет выполнять обработку при больших глубинах резания без вибраций. Соответственно, построение диаграммы устойчивости помогает обоснованно назначать эффективные значения технологических параметров и обеспечивать высокую производительность обработки [110, 111, 117].

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Губанов Глеб Анатольевич, 2023 год

Список литературы

1. Тейлор, Ф. Искусство резать металлы / Ф.Тейлор. - Берлин, Бюро иностранной науки и техники, 1922.

2. Справочная книга для инженеров, архитекторов, механиков и студентов / Hutte. - Том 1. Издание 12.- М.: Государственное техническое издательство, 1929. - С 433-435.

3. Резников, Н.И. Теория резания металлов / Н.И. Резников. - Киев: ГНТИУ, 1934.

4. Вульф, А.М. Обработка металлов резанием / А.М. Вульф. - М.; Л.: Онти. Глав. Ред. лит-ры по машиностроению и металлообработке, 1936.

5. Дроздов, Н.А. К вопросу о вибрациях станка при токарной обработке / Н.А. Дроздов // Станки и инструмент. - 1937. - № 22. - С. 10-17.

6. Каширин, А.И. Исследование вибраций при резании металлов / А.И. Каширин. - М.: Изд-во АН СССР, 1944. - 282 с.

7. Амосов, И.С. Осциллографические исследования вибраций при резании металлов / И.С. Амосов // Точность механической обработки и пути ее повышения. М.: Машгиз, 1951. - С. 414-477.

8. Тарг, С. М. Основные задачи теории ламинарных течений / С. М. Тарг. - М., Л.: ГИТТЛ, 1951. - 420 с.

9. Тлустый, И. Автоколебания в металлорежущих станках / И. Тлустый. - Пер. с чешск. М.: Машгиз, 1956. - 395 с.

10. Тихменев, С.С. Элементы точных приборов / C.C. Тихменев - М.: Оборонгиз, 1956. -360 с. - С339-356.

11. Амосов, И.С. Точность, вибрации и чистота поверхности при токарной обработке / И.С. Амосов, В.А. Скраган. - Л.: Машгиз, 1958. - 91 с.

12. Ден-Гартог, Дж. П. Механические колебания / Дж. П. Ден-Гартог.- М: государственное издательство физико-математической литературы, 1960.

13. Ананьев, И. В. Колебания упругих систем в авиационных конструкциях и их демпфирование / И. В. Ананьев, П. Г. Тимофеев. - М.: Машиностроение, 1965.

14. Башта, Т. М. Гидравлические приводы летательных аппаратов / Т. М. Башта. - М.: Машиностроение, 1967.

15. Кудинов, В.А. Динамика станков. / В.А. Кудинов. - М.: Машиностроение, 1967. -

357 с.

16. Лазарев, Г. С. Автоколебания при резании металлов / Г. С. Лазарев.- М.: Высшая школа, 1971.- 243 с.

17. Эльсгольц, Л.Е. Введение в теорию дифференциальных уравнений с отклоняющимся аргументом / Л.Е. Эльсгольц, С.Б. Норкин - М.: Наука, 1971. - 296 с.

18. Мышкис А.Д. Линейные дифференциальные уравнения с запаздывающим аргументом. М.: Гостехиздат, 1972. - 352 с.

19. Гоздек, С. В. Об оценке эффективности динамических гасителей при колебаниях башенных сооружений / С. В. Гоздек // Строительная механика и расчёт сооружений. - 1974.-№3.- С. 38-40.

20. Подураев В.Н. Резание труднообрабатываемых материалов / В.Н. Подураев. - М.: Высшая школа, 1974. - 587 стр.

21. Беляев Н.М. Сопротивление материалов / Н.М. Беляев. - М.: издательство «Наука»,

1976.

22. Кедров, С. С. Колебания металлорежущих станков/ С. С. Кедров.- М.: Машиностроение, 1978.- 196 с.

23. Челомей, В. Н. Вибрации в технике / В. Н. Челомей.- Справочник в 6-ти томах.- М.: Машиностроение, 1978.

24. Бидерман, В.Л. Теория механических колебаний / В.Л. Бидермен. - М.: Высшая школа, 1980. - 408 с.

25. Грановский, В. Г. Резание металлов: Учебник для машиностр. и приборостр. спец. вузов / В. Г. Грановский, И. Г. Грановский. - М.: «Высшая школа», 1985. - 304 с.

26. Жарков, И. Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом / И. Г. Жарков.- Л.: Машиностроение, 1986.- 184 с.

27. Пановко, Я. Г. Введение в теорию механических колебаний / Я. Г. Пановко. - М.: Наука, 1991.

28. Эльясберг, М. Е. Автоколебания металлорежущих станков: теория и практика / М. Е. Эльясберг.- СПб.: Особое КБ станкостроения, 1993.- 180 с.

29. Бабаков, И. М. Теория колебаний / И. М. Бабаков. - 4-е изд. - М.: Дрофа, 2004. - 591

с.

30. Гуськов, А.М. Разработка методов построения и анализа динамических моделей технологических процессов при механической обработке: дис. ... докт. тех. наук: 01.02.06 / А.М Гуськов. - М., 1997. - 335 с.

31. Кузнецов, А.П. Нелинейные колебания / А.П. Кузнецов, С.П. Кузнецов, Н.М. Рыскин - М.: Физматлит, 2002. - 194 с.

32. Капшунов, В.В. Повышение виброустойчивости и производительности концевого фрезерования способом модуляции скорости резания: дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01 / В.В.: Капшунов. - Чита, 2003. - 193 с.

33. Капшунов, В.В. Сборный режущий инструмент / В.М. Свинин, А.А, Кулеш, С.В. Савоськина, В.В. Капшунов // Патент на изобретение RU 2212311 C2, 20.09.2003. Заявка № 2001119761/02 от 16.07.2001.

34. Шевцова, Е.В. Исследование газового демпфирования в микромеханических приборах: дис. канд. техн. наук: 05.11.03 / Е.В. Шевцова. - М., 2005. - 112 с.

35. Некрасов, В.Н. Управление качеством деталей путем прогнозирования топографии обработанной поверхности с использованием имитационного моделирования (на примере торцевого фрезерования): дис. ... канд. техн. наук: 05.03.01. - Барнаул, 2007. - 118 с.

36. Тимошенко, С. П. Колебания в инженерном деле / С. П. Тимошенко. - М.: КомКнига,

2007.

37. Каталог металлорежущего инструмента // Sandvik Coromant. - 2008.

38. Корякин, А.Н. Динамический успокоитель колебаний аэродинамической модели / Быковский А.В., Корякин А.Н., Стрелков К С. // Патент RU 2375691C1. - 2008.

39. Станкевич, С.А. Разработка на основе метода конечных элементов модели и способа управления траекторией рабочего движения инструмента при фрезеровании сложнопрофильных деталей (на примере лопаток ГТД): дис. ... канд. техн. наук: 05.02.08 / С.А. Станкевич. - Рыбинск, 2008. - 160 с.

40. Шведов, Н.Г. Автоматизация и управление процессом многолезвийной механической обработки на основе динамического моделирования технологической системы: дис. . канд. техн. наук: 05.13.06 / Н.Г. Шведов. - Санкт-Петербург, 2008. - 180 с.

41. Болсуновский, С. А. Опыт изготовления лопаток модели турбокомпрессора с повышенной точностью в условиях опытного производства / С. А. Болсуновский, В. Д. Вермель, Г. А. Губанов, А. В. Кажан // САПР и графика. - 2009. - №3 (март), (149).

42. Качан, А. Я. Черновое фрезерование широкохордных вентиляторных лопаток твердосплавным инструментом на станках с ЧПУ / В. А. Панасенко, А. Я. Качан, В. Ф. Мозговой // Авиационно-космическая техника и технология.- 2009.- №10.- С.21.

43. Болсуновский, С. А. Развитие технологии производства аэродинамических моделей самолетов на основе высокоскоростного фрезерования: дис. ... канд. техн. наук: 05.07.02 / С.А. Болсуновский. - Жуковский, 2011. - 198 с.

44. Болсуновский, С. А. Расчетное и графическое обеспечение для уточнения высокоскоростного фрезерования аэродинамической модели для предотвращения резонансных вибраций / С. А. Болсуновский, В. Д. Вермель, В. И. Гришин, Г. А. Губанов, И. Н. Качарава // САПР и графика.- 2011.- №10.- С.94-96.

45. Губанов, Г. А. Расчётная оценка и экспериментальное измерение усилий резания при высокоскоростном фрезеровании / Г.А. Губанов // Материалы XXII научно-технической конференции по аэродинамике в посёлке им. Володарского.- Жуковский: ЦАГИ. - 2011.

46. Киселев, И.А. Моделирование динамики пространственного фрезерования податливых сложнопрофильных деталей с учетом изменения их динамических характеристик / И.А. Киселев // XXIII Международная инновационно ориентированная конференция молодых ученых и студентов: Тез. докл. НТК М.: ИМАШ РАН. - 2011. - С. 171.

47. Пученков, А.Л. Способ фрезерования на станках с чпу моделей лопаток роторов газотурбинных двигателей / О.Е. Барышников, В.Д. Вермель, О.В. Мисиюк, А.Л. Пученков, С.В. Савельев, А.О. Шардин, А.В. Шиняев // Патент RU 2481177 C1. - 2011.

48. Болсуновский, С. А. Подбор режима фрезерной обработки лопатки аэродинамической модели компрессора ГТД / С. А. Болсуновский, В. Д. Вермель, Г. А. Губанов, И. Н. Качарава, Л. Л. Чернышев // Полет. - 2012. - №6. - С.37-42.

49. Губанов, Г.А. Способ снижения вибраций нежесткой заготовки, обрабатываемой фрезерованием / С.А. Болсуновский, В.Д. Вермель, Г.А. Губанов, А.Е. Леонтьев, Л.Л. Чернышев // Патент на изобретение RU 2500516 C1, 10.12.2013, заявка № 2012133802/02 от 08.08.2012.

50. Киселев, И.А. Геометрический алгоритм 3MZBL для моделирования процессов обработки резанием. Алгоритм изменения поверхности и определения толщины срезаемого слоя / С.А. Воронов, И.А. Киселев // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2012. - № 6. - C. 39.

51. Киселев, И.А. Геометрический алгоритм 3MZBL для моделирования процессов обработки резанием. Методика описания поверхности заготовки / И.А. Киселев // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. - 2012. - № 6. - C. 47.

52. Киселев, И.А. Комплексная математическая модель динамики пространственного фрезерования податливых сложнопрофильных деталей / С.А. Воронов, И.А. Киселев // Проблемы механики современных машин: сб. ст. 5-ой международной НТК. Улан-Удэ. ВСГУТУ. - 2012. - С. 89-92.

53. Киселев, И.А. Методика применения численного моделирования динамики многокоординатного фрезерования сложнопрофильных деталей при проектировании технологического процесса / С.А. Воронов, И.А. Киселев, С.В. Аршинов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. - 2012. -№ 6. - C. 50- 69.

54. Киселев, И.А. Расчетно-экспериментальная методика идентификации параметров модели механической системы с помощью модального анализа / С.А. Воронов, С.М. Николаев, И.А. Киселев // Проблемы механики современных машин: сб. ст. 5-ой международной НТК. Улан-Удэ. ВСГУТУ. - 2012. - С. 96-100.

55. Внуков, Ю.Н. Способ определения сдвига фаз волн на поверхности резания ¥ при точении / М.В. Кучугуров, Ю.Н. Внуков, С.И. Дядя // Процеси мехашчно! обробки в машинобудуванш. - 2013. - Выпуск 14.

56. Губанов, Г.А. Перспективы использования специальных демпферов при высокоскоростном фрезеровании нежестких деталей авиационных конструкций / Г. А. Губанов // Труды ЦАГИ.- Жуковский: ЦАГИ. - 2013.- Выпуск 2719.

57. Губанов, Г.А. Расчётная оценка эффективности применения инерционных демпферов при фрезеровании нежестких заготовок / Г.А. Губанов, О.А. Орлова // Труды ЦАГИ.-Жуковский: ЦАГИ. - 2013. - Выпуск 2719.

58. Губанов, Г. А. Программно-технический комплекс измерения и моделирования вибраций для обеспечения технологического процесса высокоскоростного фрезерования / С. А. Болсуновский, Г. А. Губанов, А. Е. Леонтьев // Труды ЦАГИ.-Жуковский: ЦАГИ. - 2013. -Выпуск 2719.

59. Губанов, Г. А. Опыт обработки тонкой компрессорной лопатки с демпфером / Г. А. Губанов, А. Е. Леонтьев, С. В. Шурупов // Труды ЦАГИ. - Жуковский: ЦАГИ. - 2013. -Выпуск 2719.

60. Киселёв, И.А. Моделирование динамики процесса фрезерования тонкостенных сложнопрофильных деталей: дис. ... канд. техн. наук: 01.02.06 / И.А. Киселёв. - М., 2013. - 243 с.

61. Внуков, Ю.Н. Устройство для исследования автоколебаний при токарной обработке / Ю.Н. Внуков, С.И. Дядя, М.В. Кучугуров, Э.В. Кондратюк // 1нформацшш технологи в освт, наущ та виробницт: збiрник наукових праць. - Одеса: Наука i техшка. - 2014. - Вип. 2(7). - С. 38-48.

62. Губанов, Г. А. Выбор частоты вращения фрезы, обеспечивающей отсутствие как резонансных вибраций, так и автоколебаний тонкостенной детали в процессе фрезерной обработки / С. А. Болсуновский, В. Д. Вермель, Г. А. Губанов, А. Е. Леонтьев // XXV научно-технической конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского.- Жуковский: ЦАГИ. -2014.- С. 61.

63. Губанов, Г.А. Повышение эффективности автоматизированного производства аэродинамических моделей с применением разработанной системы демпфирующих устройств: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.06 / Г.А. Губанов. - Жуковский, 2015. - 237 с.

64. Киселёв, И.А. Моделирование динамики фрезерования с управлением скоростью вращения шпинделя / И.И. Иванов, С.А. Воронов, И.А. Киселёв // 27-я Международная Инновационно-ориентированная Конференция Молодых Учёных и Студентов «МИКМУС», Труды конференции, Москва. - 2015. - С. 219-222.

65. Вермель В.Д. Инструментальный стенд для исследования эффективности технологических демпферов вибраций деталей в высокоскоростном фрезеровании / В.Д. Вермель, Г.А. Губанов, А.Е. Леонтьев, Л.Л. Чернышев // «Авиационная промышленность». -2017. - №4.

66. Губанов, Г.А. Стенд для исследования характеристик демпфера, используемого при обработке фрезерованием детали / О.Е. Барышников., В.Д. Вермель, Г.А. Губанов, К.А. Деев, А.Е. Леонтьев, В.А. Пупчин // Патент RU 182795U1. - 2017.

67. Киселев, И.А. Нелинейные задачи динамики процессов резания // С.А. Воронов, И.А, Киселев // Машиностроение и инженерное образование. - 2017. - № 2 (51). - С. 9-23.

68. Смотров, А.В. Применение малогабаритных технологических демпферов для гашения нежелательных вибраций натурной конструкции / Г.А. Губанов, В.А. Смотров, С.А. Смотрова, Д.А. Казанцев // Наука и технологии. Том 2. Материалы XXXVII Всероссийской конференции, посвященной 70-летию Государственного ракетного центра им. академика В.П. Макеева.- М.: РАН. - 2017. - 153 с.

69. Деев, К.А. Способ изготовления маложестких лопаток роторов при одноопорном закреплении на станках с ЧПУ / О.Е. Барышников, Г.А. Губанов, К.А. Деев // Патент RU 2688987C1. - 2018.

70. Губанов, Г.А., Экспериментальная верификация метода определения границы зон устойчивого фрезерования / С.А. Болсуновский, Г. А. Губанов, А.С. Шутенко // XXX научно-технической конференция по аэродинамике в посёлке им. Володарского.- Жуковский: ЦАГИ. -2019.- С. 61.

71. Nicolson, J.T. Experiments with a lathe tool dynamometer / J.T. Nicolson // Trans. ASME. - 1904. - vol XXV.

72. Frahm, H. Device for Damping Vibrations of Bodies / H. Frahm // US Patent №989958. -

1909.

73. Brock, J.E. A Note on the Damping Vibration Absorber / J.E. Brock // Trans. ASME. -1946. - A 284.

74. Hahn, R.S. Design of Lanchester Damper for Elimination of Metal-Cutting Chatter / R.S. Hahn // Journal of Engineering for Industry. - 1951. - 73(3). - P. 331-335.

75. Hahn R. Metal-Cutting Chatter & Its Elimination / R. Hahn // Transactions of ASME. -1952. -74. - P. 1073-1080.

76. Tobias, S. Theory of regenerative machine tool chatter / W. Fishwick, S. Tobias // London (UK): The Engineer, 1958. - 258 p.

77. Polacek, M. The stability of the machine tools against self-excited vibration in machining / J. Tlusty, M. Polacek // Proceedings of the International Research in Production Engineering ASME Conference. Pittsburgh. - 1963. - P.465-474.

78. Men-it, H E. Theory of Self-Excited Machine Tool Chatter / H E. Merrit // Trans. ASME. Journal of Engineering for Industry. - 1965. . - V. 87. - P. 447-454.

79. Polacek, M. Die optimalisation des dampfers bei selbsterregten schwingungen an werkzeugmaschinen / M. Polacek, J. Outrata // CIRP Annals. - 1965. - 14. - P. 369-376.

80. Tobias, S.A. Machine-Tool Vibration / S.A. Tobias. - Blackie & Sons Ltd., London. -

1965.

81. Hohn, R.E. A Stability Algorithm for the General Milling Process: Contribution to Machine Tool Chatter Research / R. Sridhar, R.E. Hohn, G.W. Long // Journal of Engineering for Industry. -1968. - 90(2). - P. 330-334..

82. Koenigsberger, F. Machine Tool Structures / F. Koenigsberger, J. Tlusty. - Pergamon Press, 1970.

83. Stone B.J. The Effect on the Chatter Behaviour of Machine Tools of Cutters with Different Helix Angles on Adjacent Teeth / B.J. Stone //Proceedings of the 11th MTDR Conference, Macmillan.

- 1970. - 169-180.

84. Weck, M. Adaptive Control for Face-Milling Operations with Strategies for Avoiding Chatter-Vibrations & for Automatic Cut Distribution / M. Weck, E. Verhaag, M. Gather // CIRP Annals. - 1975. - 24(1). - P. 405-409.

85. Everett Reed, F. Dynamic vibration absorbers and auxiliary mass dampers, in: C. Harris, C. Crede (Eds.), Shock and Vibration Handbook/ F. Everett Reed. - McGraw-Hill, New York. - 1976. -pp. 6.39-6.41.

86. Hoshi, T. Study of Practical Application of Fluctuating Speed Cutting for Regenerative Chatter Control / T. Hoshi, M. Sato, N. Sakisaka, I. Moriyama // CIRP Annals. - 1977. - 25(1). - P. 175-179.

87. Tlusty, J. Basic Nonlinearity in Machining Chatter / J. Tlusty, F. Ismail // Annals of CIRP.

- 1981. - V. 30. - P.21-25.

88. Tlusty, J. Stability Lobes in Milling / J. Tlusty, W. Zaton, F. Ismail // Annals of CIRP. -1983. - №32/1. - P. 309-313.

89. Jemielniak, K. Suppression of Self-Excited Vibration by the Spindle Speed Variation Method / K. Jemielniak, A. Widota //International Journal Machine Tools &Manufacturing. - 1984. -24(3). - P. 207-214.

90. Shi, H.M. Theory of finite amplitude machine tool instability / H.M. Shi, S.A. Tobias // Int. Journal of Machine Tool Design and Research. - 1984. - V. 24. № 1. - P.45-69.

91. Smith, S. Sensor-Based Control for Chatter-Free Milling by Spindle speed Selection / S. Smith, T. Delio // Proceedings of the Winter Annual Meeting, ASME. - 1989. - P. 107-112.

92. Minis, I. Analysis of linear and nonlinear chatter in milling / I. Minis et al // Annals of the CIRP - Manufacturing Technology. - 1990. - V. 39. № 1. - P. 459-462.

93. Altintas, Y. Dynamic peripheral milling of flexible structures / Y. Altintas, D. Montgomery, E. Budak // Journal of Engineering for Industry. - 1992. - V. 114. № 2. - P.137-145.

94. Delio, T. Use of Audio Signals for Chatter Detection and Control / T. Delio, J. Tlusty, S. Smith // Journal of Engineering for Industry, Trans. of ASME. - 1992. - Vol. 114. - P. 146-157.

95. Smith, S. Stabilizing Chatter by Automatic Spindle Speed Regulation / S. Smith, J. Tlusty // CIRP Annals. - 1992. - 41(1). - P. 433-436.

96. Minis, I. A New Theoretical Approach for the Prediction of Machine Tool Chatter in Milling / I. Minis, T. Yanushevsky // Trans. ASME. Journal of Engineering for Industry. - 1993. - V. 115. - P. 111-118.

97. Feng, H.Y. The Prediction of Cutting Forces in the Ball-End Milling Process - Part I: Model Formulation and Model Building Procedure / H.Y. Feng, C.H. Menq // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 1994. - V. 34. - P. 697-710.

98. Altintas, Y. Analytical Prediction of Stability Lobes in Milling / Y. Altintas, E. Budak // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 1995. - 44(1). - P. 357-362.

99. Andreassen, L. Means for Damping Vibrations, for Example Self-generated Oscillations in Boring Bars and Similar / L. Andreassen // US patent №5413318. - 1995.

100. Kuisma H. Equivalent-circuit model of the squeezed gas film in a silicon accelerometer / H. Kuisma, J. Lahdenpera, T. Ryhanen, T. Veijola // Sensors and Actuators. - 1995. - Vol. 48. -P.239-248.

101. Merdol, S.D. Multi Frequency Solution of Chatter Stability for Low Immersion Milling / S.D. Merdol, Y. Altintas // Trans. ASME. Journal of Manufacturing Science and Engineering. - 1995. - V. 126. - P. 459-465.

102. Stern, E. Good Vibrations / E. Stern // Cutting Tool Engineering. - 1995. - P. 39-44.

103. Altintas, Y. A general mechanics and dynamics model for helical end mills / Y. Altintas, P. Lee // Annals of the CIRP. Manufacturing Technology. - 1996. - V. 45. №. 1. - P.59- 64.

104. Budak, E. Prediction of Milling Force Coefficients from Orthogonal Cutting Data / E. Budak, Y. Altintas, E.J.A. Armarego // Transactions of ASME Journal of Manufacturing Science. -1996. - V. l18. - P. 216-224.

105. Lee, P. Prediction of Ball-End Milling Forces from Orthogonal Cutting Data / P. Lee, Y. Altintas // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 1996. - V. 36. № 9. - P. 10591072.

106. Liao, Y.S. A New On-line Spindle Speed Regulation Strategy for Chatter Control / Y.S. Liao, Y.C. Young //International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 1996. - 36(5). - P. 651660.

107. Tlusty, J. Techniques for the Use of Long Slender End Mills in High-Speed Milling / J. Tlusty, S. Smith, W.R. Winfough // CIRP Annals. - 1996. - 45(1). - P. 393-396.

108. Yucesan, G. Prediction of Ball End Milling Forces / G. Yucesan, Y. Altintas // ASME Journal of Manufacturing Science Engineering. - 1996. - V. 118. № 1. - P. 95-103.

109. Gretillat, M.A. Effect of air damping on the dynamics of nonuniform deformations of microstructures / M.A. Gretillat, S.D. Senturia, Y.J. Yang // Proceeding of Transducers'97, Chicago. -1997. - P.1093-1096.

110. Budak, E. Analytical prediction of chatter stability in milling - part I: General Formulation / E. Budak, Y. Altintas // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. - 1998. - V. 120. - P. 22-30.

111. Budak, E. Analytical prediction of chatter in milling - part II: application of the general formulation to common milling systems / E. Budak, Y. Altintas // ASME Journal of Dynamic Systems, Measurement and Control. - 1998. - V. 120. - P. 31-36.

112. Dvorak, D. Tool path strategies for high speed milling aluminum workpieces with thin webs / S. Smith S., D. Dvorak // Mechatronics. - 1998. - 8(4). - P. 291-300.

113. Elbestawi, M. A. An improved process simulation system for ball-end milling of sculptured surfaces / B. M. Imani, M. H. Sadeghi, M. A. Elbestawi // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 1998. - 38(9). - P. 1089-1107.

114. Altintas, Y. Analytical Stability Prediction & Design for Variable Pitch Cutters / Y. Altintas, S. Engin, E. Budak // Journal of Manufacturing Science & Engineering. - 1999. - 121(2). -P. 173-178.

115. Delio, T.. Why the Harmonizer™ technique works to avoid chatter / T. Delio, Thomas // Manufacturing Laboratories, Inc. SME. High-speed high-power machining, Society of Manufacturing Engineers. - 1999. - P. 1-3.

116. Mirnov, I.Y. Evaluation of cutting forces in FEM simulation of machining / I.Y. Mirnov, I.A. Shurov, I.S. Boldyrev // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. - 1999. - Вып. 2.

117. Altintas, Y., Modeling approaches and software for predicting the performance of milling operations at MAL UBS / Y. Altintas // Machining Science and Technology.- 2000.- 4/3.- с. 445478.

118. Davies, M.A. The stability of low radial immersion milling / M.A. Davies, J.R. Pratt, B.S. Dutterer, T.J. Burns // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2000. - 49. - P. 37-40.

119. Ema, S. Suppression of chatter vibration of boring tools using impact dampers / S. Ema, E. Marui //International Journal of Machine Tools and Manufacture.- 2000. - 40(8). - P. 1141-1156.

120. Insperger, T. Stability of the Milling Process / T. Insperger, G. Stepan // Periodica Polytechnica Mechanical Engineering. - 2000. - V. 44. №. 1. - P. 47-57.

121. Movahhedy, M. Simulation of the orthogonal metal cutting process using an arbitrary Lagrangian-Eulerian finite-element method / M. Movahhedy, M.S. Gadala, Y. Altintas // Journal of materials processing. - 2000. - V. 103. - P.267-275.

122. De Silva, C. W. Vibration: Fundamentals and Practice. Vibration Testing. / C. W. de Silva. - CRC Press LLC, 2000.

123. Edhi, E. Stabilization of high frequency chatter vibration in fine boring by friction damper / E. Edhi, T. Hoshi // Precision engineering. - 2001. - 25(3). - P. 224-234.

124. Ekwaro-osire, S. Experimental Study on an Impact Vibration Absorber / S. Ekwaro-osire, I. C. Desen // Journal of Vibration and Control. - 2001. - 7(4). - P. 475-493.

125. Ewins, D.J. Encyclopedia of vibration / D.J. Ewins, S.S. Rao, S.G. Braun. - Elsevier Science, 2001. - 1645 p.

126. Jerard, R.B. On-line optimization of cutting conditions for nc machining / R.B. Jerard, B.K. Fussell, M.T. Ercan // Proceedings of NSF Design, Manufacturing and Industrial Innovation Research Conference. Tampa, FL, USA. - 2001. - P. 37- 42.

127. Schmitz T.L. Tool Point Frequency Response Prediction for High-Speed Machining by RCSA / T.L. Schmitz, M.A. Davies, M.D. Kennedy // Journal of Manufacturing Science & Engineering. - 2001. - 123(4). - P. 700-707.

128. Bayly, P. V. Multiple chatter frequencies in milling processes / T. Insperger, G. Stepan, P. V. Bayly, B. P. Mann // Journal of sound and vibration. - 2002.

129. Campomanes, M.L. An Improved Time Domain Simulation for Dynamic Milling at Small Radial Immersions / M.L. Campomanes, Y. Altintas // Trans. ASME. Journal of Manufacturing Science and Engineering. - 2003. - V. 125. - P. 416-425.

130. Fussel, B.K. Modeling of cutting geometry and forces for 5-axis sculptured surface machining / B.K. Fussel, R.B. Jerard, J.G. Hemmett // Computer-Aided Design. - 2003. - V. 35. №. 4. - P. 333-346.

131. Guzel, B.U. Sculpture surface machining: a generalized model of ball-end milling force system / B.U. Guzel, I. Lazoglu // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2003. -V. 43. №. 5. - P. 453-462.

132. Insperger, T. Stability of Up-milling and Down-milling, Part 1: Alternative analytical methods / T. Insperger et al // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2003. - V. 43. - P. 25-34.

133. Al Regib, E. Programming Spindle Speed Variation for Machine Tool Chatter Suppression / E. Al Regib E, J. Ni, S.H. Lee // International Journal of Machine Tools & Manufacture.

- 2003. - 43. - P. 1229-1240.

134. Tomlinson G.R. Particle vibration damper / G.R. Tomlinson //Patent US 6547049, Int. Cl. B64C 1/00, Assignee: Rolls-Royce plc. - 2003.

135. Altintas, Y. Chatter Stability of Metal Cutting and Grinding / Y. Altintas, M. Weck // Annals of CIRP. - 2004. - V. 53. № 2. - P. 619-642.

136. Ratchev, S. Milling error prediction and compensation in machining of low-rigidity parts / S. Ratchev et al // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2004. - V. 44. - P. 1629-1641.

137. Ziegert, J. Enhanced damping in long slender endmills / J. Ziegert, R. Sterling, C. Stanislaus, T. Schmitz // Journal of Manufacturing Processes. - 2004. - Vol. 8. №1.

138. Amarasinghe, A. Particle dampers for workpiece chatter mitigation / N. Sims, A. Amarasinghe, K. Ridgway // ASME International Mechanical Engineering Congress and Exposition. USA. - 2005.

139. Aoyama, T. Development of Fixture Devices for Thin & Compliant Workpieces / T. Aoyama, K. Kakinuma // CIRP Annals. - 2005. - 54(1). - P. 325-328.

140. Bravo, U. Stability limits of milling considering the flexibility of the workpiece and the machine / U. Bravo et al // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2005. - V. 45. -P. 1669-1680.

141. Brent, W. Geometric algorithms for computing cutter engagement functions in 2.5d milling operations / Satyandra K. Gupta, Sunil K. Saini, Brent W. Spranklin, Yao Zhiyang // Computer-Aided Design. - 2005. - 37(14). - P. 1469-1480.

142. Ganguli, A. Active damping of chatter in machine tools - Demonstration with a "Hardware in the Loop" simulator / A. Ganguli, A. Deraemaeker, M. Horodinca, A. Preumont // Proceedings of the institution of Mechanical Engineers, Part I, Journal of systems and control engineering. - 2005.

143. Howard, C., An inexpensive DIY impact hammer for vibration analysis of buildings / C. Howard // Acoustics Australia, Australian Acoustical Society. - 2005.

144. Schmitz, T.L. Analytical solutions to surface location error in milling / T.L. Schmitz, B.P. Mann // Proceedings of IDETC/CIE, ASME 2005 International Design Engineering Technical Conferences & Computers and information in Engineering Conference. Long Beach, California, USA.

- 2005.

145. Sims, N.D. Milling Workpiece Chatter Avoidance Using Piezoelectric Active Damping: A Feasibility Study / Y. Zhang, N. D. Sims // Smart materials and structures.- 2005. - 14(6). - P. 65-70.

146. Arnaud, L. Influence of material removal on dynamic behavior of thin walled structure in peripheral milling / V. Thevenot, L. Arnaud, G. Dessein, G. Cazenave-Larroche // Machining Science and Technology. - 2006. - №10. - P. 275-287.

147. Deraemaeker, A. Simulation and Active Control of Chatter in Milling via a Mechatronic Simulator / A. Ganguli, A. Deraemaeker, I. Romanescu, M. Horodinca, A. Preumont // Journal of Vibration and Control. - 2006. - Vol. 12. № 8. - P. 817-848.

148. Insperger, T. Unstable Islands in the Stability Chart of Milling Processes Due To the Helix Angle / T. Insperger, J. Munoa, M. Zatarain, G. Peigne' // CIRP 2nd International Conference on High Performance Cutting, Vancouver, Canada. - 2006.

149. Kim, N.H. Numerical analysis and parameter study of a mechanical damper for use in long slender endmills / N.H. Ki*, D. Won, J.C. Ziegert // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2006. - 46. - P. 500-507.

150. Ozturk, B. Machining of free-form surfaces. Part I: Analytical chip load / B. Ozturk, I. Lazoglu // Internationl Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2006. - V. 46. - P. 728-735.

151. Riviere, E. Chatter detection techniques using microphones / E. Riviere, V. Stalon, O. Abeele, E. Filippi, P. Dehombreux // Faculté Polytechnique de Mons, Service de Genie mecanique. -2006.

152. Thevenot, V. Influence of material removal on the dynamic behavior of thin-walled structures in peripheral milling / V. Thevenot, L. Arnaud, G. Dessein, G. Cazenave-Larroche // Machining Science and Technology. - 2006. - V. 10. № 3. - P. 275-287.

153. Thevenot, V. Integration of dynamic behaviour in stability lobes method: 3D lobes construction and application to thin walled structure milling / V. Thevenot, L. Arnaud, G. Dessein, G. Cazenave-Larroche // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2006. - №27. -P. 638-644.

154. Weinert, K. Modeling of surface structures resulting from vibrating milling tools / K. Weinert, T. Surmann // Production Engineering - Research and Development, Annals of the German Academic Society for Production Engineering. - 2006. - V. 1. № 2. - P. 133-138.

155. Zatarain, M. Analysis of the Influence of Mill Helix Angle on Chatter Stability / M. Zatarain, J. Munoa, G. Peigne', T. Insperger // CIRP Annals. - 2006. - 5(1). - P. 365-368.

156. Bement, M. The use of active materials for machining processes: a review / G. Park, M. Bement, D. Hartman, R. Smith, C. Farrar // International Journal of Machine Tool and Manufacture. -2007. - Vol. 47 (15). - P. 2189-2206.

157. Huyanan, S. Vibration Control Strategies for Proof-mass Actuators / S. Huyanan, N.D. Sims // Journal of vibration and control. - 2007. - 13(12). - P. 1785-1806.

158. Ozturk, E. Modeling of 5-Axis Milling Processes / E. Ozturk, E. Budak // Machining Science and Technology: An International Journal. - 2007. - 11. - P. 287-311.

159. Schmitz, T.L. Shrink fit tool holder connection stiffness/damping modeling for frequency response prediction in milling / T.L. Schmitz, K. Powell, D. Won, G.S. Duncan, W.G. Sawyer, J.C. Ziegert // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2007. - 47(7). - P. 1368-1380.

160. Sims, N.D. Vibration absorbers for chatter suppression: a new analytical tuning methodology / N. D. Sims // Journal of Sound and Vibration. - 2007. - 301 (3). - P. 592-607.

161. Aijun, T. Deformations of thin-walled plate due to static end milling force / T. Aijun, L. Zhanqiang // Journal of materials processing technology. - 2008. - 206. - P. 345-351.

162. Altintas, Y. Identification of Dynamic Cutting Force Coefficients & Chatter Stability with Process Damping / Y. Altintas, M. Eynian, H. Onozuka // CIRP Annals. - 2008. - 57 - P. 371-374.

163. Altintas, Y. Virtual Five-Axis Flank Milling of Jet Engine Impellers—Part I: Mechanics of Five-Axis Flank Milling / W. Ferry, Y. Altintas // Journal of Manufacturing Science & Engineering. 2008. - 130.

164. Ferry, W. Cutter-workpiece engagement calculations by parallel slicing for fiveaxis flank milling of jet engine impellers / W. Ferry, D. Yip-Hoi // Journal of Manufacturing Science and Engineering.- 2008.- 130:051011-12.

165. Geng, Z. Adaptive Design of Fixture for Thin-Walled Shell/Cylindrical Components/ Z. Geng // International Patent WO 2008/107672 A1. - 2008.

166. Quintana, G. A new experimental methodology for identification of stability lobes diagram in milling operations / G. Quintana, J. Ciurana, D. Teixdor // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2008. - 48.- P. 1637-1645.

167. Rashid, A. Design and implementation of tuned viscoelastic dampers for vibration control in milling / A. Rashid, C.M. Nicolescu // International Journal of Machine Tools & Manufacture.-2008. - 48. - P. 1036-1053.

168. Sathianarayanan, D. Chatter suppression in boring operation using magnetorheological fluid damper / D. Sathianarayanan, L. Karunamoorthy, J. Srinivasan, G. Kandasami, K. Palanikumar // Mater. Manuf. Process. - 2008. - 23. - P. 329-335.

169. Seguy, S. Toolpath dependent stability lobes for the milling of thin-walled parts / S. Seguy et al // International Journal of Machining and Machinability of Materials. - 2008. - V. 4. № 4. - P. 377-392.

170. Tondl, A. To the problem of self-excited vibrations suppression / A. Tondl // Engineering mechanics. - 2008. - Vol. 15. №4. - P.297-307.

171. Yaqub, S. A device for the study of process damping effects / S. Yaqub, A. Larue, F. Lapujoulade, G. Coffignal // 2nd International Conference « Innovative Cutting Processes & Smart Machining». - 2008.

172. Bediaga, I. An Automatic Spindle Speed Selection Strategy to Obtain Stability in HighSpeed Milling / I. Bediaga, J. Munoa, J. Herna'ndez, L.N. Lo'pez de Lacalle // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2009 - 49(5). - P. 384-394.

173. Budak, E. Modeling and Simulation of 5-Axis Milling Processes / E. Budak, E. Ozturk, L.T. Tunc // Annals of CIRP, Manufacturing Technology. - 2009. - V. 58. - P. 347-350.

174. Kersting, P. Simulation concept for predicting workpiece vibrations in five-axis milling / P. Kersting, D. Biermann // Machining Science and Technology. - 2009. - V. 13. № 2. - P. 196 - 209.

175. Biermann, D. A General Approach to Simulating Workpiece Vibrations During Five-Axis Milling of Turbine Blades / D. Biermann, P. Kersting, T. Surmann // CIRP Annals. - 2010. - 59(1). -P. 125-128.

176. Budak, E. Identification & modeling of process damping in turning & milling using a new approach / E. Budak, L.T. Tunc // CIRP Annals. - 2010. - 59(1). - P. 403-408.

177. Dongming, G. An Approach to Modeling Cutting Forces in Five-Axis Ball-End Milling of Curved Geometries Based on Tool Motion Analysis / G. Dongming, R. Fei, S. Yuwen // Journal of Manufacturing Science and Engineering. - Vol. 132. - 2010.

178. Yang, Y. Optimization of the tuned mass damper for chatter suppression in turning / Y. Yang, Q. Liu, M. Wang // Chinese journal of mechanical engineering. - 2010. - 23(6). - P. 717-724.

179. Arnaud, L. Simulation of low rigidity part machining applied to thin-walled structures / L. Arnaud et al // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2011. - V. 54. - P. 479-488.

180. Boz, Y. Modeling Cutting Forces for 5-Axis Machining of Sculptured Surfaces / Y. Boz, H. Erdim, I. Lazoglu // CIRP Conference on Modelling of Machining Operations.- 2011.

181. Houck, L. A tuned holder for increased boring bar dynamic stiffness / L. Houck, T.L. Schmitz, K S. Smith // Journal of Manufacturing Processes. - 2011. - 13. - P. 24-29.

182. Insperger, I. Semi-discretization for time-delay systems / I. Insperger, G. Stepan. -Springer. Applied mathematical sciences. - 2011.

183. Kiselev, I. Stability criteria of flexible details milling / S. Voronov, I. Kiselev // Proceedings of ASME International Design Engineering Technical Conference & Computer and Information in Engineering Conference IDETC/CIE. Washington, DC, USA. - 2011. - V. 4. - P. 511520.

184. Quintana, G. Chatter in machining processes: A review / G. Quintana, J. Ciurana // International Journal of Machine Tools and Manufacture. - 2011. - 51(5). - P. 363-376.

185. Rizos, D. Structural identification of a prototype pre-stressable leaf-spring based adaptive tuned mass damper: nonlinear characterization and classification / D. Rizos, G. Feltrin, M. Motavalli // Mechanical Systems and Signal Processing. - 2011. - 25. - P. 205-221.

186. Sellmeier, V. Stable Islands in the Stability Chart of Milling Processes Due To Unequal Tooth Pitch / V. Sellmeier, B. Denkena // International Journal of Machine Tools & Manufacture. -2011. - 51(2). - P. 152-164.

187. Altintas, Y., Manufacturing Automation. Metal cutting mechanics, machine tool vibrations, and CNC design / Y. Altintas.- Cambridge, UK: Cambridge University Press. - 2012. -366 p.

188. Budak, E. Prediction of Workpiece Dynamics& Its Effects on Chatter Stability in Milling / E. Budak, L. Tunc, S. Alan, H.N. Oguven // CIRP Annals. - 2012. - 61(1). - P. 339-342.

189. CUTPRO™, MAL Manufacturing Automation Lab. Inc., www.malinc.com. - 2012.

190. Lorong, Ph. Simulation of a finishing operation: milling of a turbine blade and influence of damping / Ph. Lorong, G. Coffignal, M. Guskov // Proceedings of ASME 11-th Biennal Conference on Engineering Systems design and analysis ESDA. Nantes, France. - 2012. - P. 203-219.

191. Schmitz, T.L. Mechanical Vibrations. Modeling and Measurement / T.L. Schmitz, K. S. Smith. - Springer, 2012.

192. Silent tools. Application Guide / Sandvik Coromant. - 2012.

193. Smith, S. Sacrificial Structure Preforms for Thin Part Machining / S. Smith, R. Wilhelm, B. Dutterer, H. Cherukuri, G. Goel // CIRP Annals. - 2012. - 61(1). - P. 379-382.

194. Tunc, L.T. Effect of Cutting Conditions & Tool Geometry on Process Damping In Machining / L.T. Tunc, E. Budak // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2012. -57. - P. 10-19.

195. Yuan, S. M. Study on a Method for Vibration Control of the Aeronautic Thin-Walled Workpiece in High-Speed Milling Process / S. M. Yuan, H. L. Zhang // Applied Mechanics and Materials.- 2012.- Vol. 117-119.- P. 1851-1856.

196. Aguirre, G. Self-tuning dynamic vibration absorber for machine tool chatter suppression / G. Aguirre, M. Gorostiaga, T. Porchez, J. Munoa // 28th Annual meeting of the American society for precision engineering (ASPE), St. Paul. - 2013.

197. Bakker, O. Active Fixturing: Literature Review & Future Research Directions / O. Bakker, T. Papastathis, A. Popov, S. Ratchev // International Journal of Production Research. - 2013. - 51(11). - P. 3171-3190.

198. Bolsunovsky, S. Reduction of flexible workpiece vibrations with dynamic support realized as tuned mass damper / S. Bolsunovsky, V. Vermel, G. Gubanov, A. Leontiev // Procedia CIRP. -2013. - Vol. 8. - pp. 230-234.

199. Bolsunovsky, S. Cutting Forces Calculation and experumental measurement for 5-axis ball end milling / S. Bolsunovsky, V. Vermel, G. Gubanov // Procedia CIRP. - 2013. - Vol. 8. - pp. 235 -239.

200. Bolsunovsky, S. Thin-walled part machining process parameters optimization based on finite-element modeling of workpiece vibrations / S. Bolsunovsky, V. Vermel, G. Gubanov, I. Kacharava, A. Kudriashov // Procedia CIRP.- 2013.- Vol. 8.- pp. 276-280.

201. Munoa, J. Chatter suppression in ram type travelling column milling machines using a biaxial inertial actuator / J. Munoa, I. Mancisidor, N. Loix, L.G. Uriarte, R. Barcena, M. Zatarain // CIRP Annals - Manufacturing technology. - 2013. - 62(1). - P. 407-410.

202. Munoa, J. Interaction between multiple modes in milling processes / J. Munoa, Z. Dombovari, I. Mancisidor, Y. Yang, M. Zatarain // Machining Science and Technology. - 2013. -17(2). - P. 165-180.

203. Kolluru, K. A solution for minimising vibrations in milling of thin walled casings by applying dampers to workpiece surface / K. Kolluru, D. Axinte, A. Becker // CIRP Annals -Manufacturing Technology. - 2013. - 62. - P. 415-418.

204. Grappasonni, C. Practical design of a nonlinear tuned vibration absorber / C. Grappasonni, G. Habib, T. Detroux, F. Wang, G. Kerschen, J.S. Jensen // Proceedings of the ISMA 2014 conference. - 2014.

205. Lu, X. Magnetic actuator for active damping of boring bars / X. Lu, F. Chen, Y. Altintas // CIRP Ann.-Manuf. - 2014. - 63. - P. 369-372.

206. Mancisidor, I. Receptance Coupling for Tool Point Dynamic Prediction by Fixed Boundaries Approach / I. Mancisidor, A. Urkiola, R. Barcena, J. Munoa, Z. Dombovari, M. Zatarain // International Journal of Machine Tools & Manufacture. - 2014. - 78. - P. 18-29.

207. Kiselev, I. Multi-variant simulation of milling of 3-D shaped detail considering changing of workpiece rigidity while cutting / I. Kiselev, S. Voronov, S. Arshinov // ASME proceedings of 10th International conference on multibody systems, nonlinear dynamics and control, ASME. - pp. V006T10A076. - 2014.

208. Shamoto, E. Analytical Prediction of Contact Stiffness & Friction Damping in Bolted Connection / E. Shamoto, Y. Hashimoto, M. Shinagawa, B. Sencer // CIRP Annals. - 2014. - 63(1). -P. 253-256.

209. Stone, B.J. Chatter & Machine Tools / B.J. Stone. - Springer, Switzerland. - 2014.

210. Grossi, N. Spindle speed ramp-up test: a novel experimental approach for chatter stability detection / N. Grossi, A. Scippa, L. Sallese, R.Sato, G.Campatelli // International journal of machine tools and manufacture. - 2015. - 89. - 221-230.

211. Mancisidor, I. Hardware-in-the-loop simulator for stability study in orthogonal cutting / I. Mancisidor, X.Beudaert, A.Etxebarria, R.Barcena, J.Munoa, J.Jugo // Control Engineering Practice. -2015. - 44. - P. 31-44.

212. Munoa, J. Active suppression of structural chatter vibrations using machine drives and accelerometers / J. Munoa, X. Beudaert, K. Erkorkmaz, A. Iglesias, A. Barrios, M. Zatarain // CIRP Ann.-Manuf. - 2015 - 64. - P. 385-388.

213. Munoa, J. Tuneable mass dampers with variable stiffness for chatter suppression / J. Munoa, Z. Dombovari, A. Iglesias, G. Stepan // 4th International conference on virtual machining process technology (VMPT). - 2015.

214. Yang, Y. Design and implementation of two-degree-of-freedom tuned mass damper in milling vibration mitigation. / Y. Yang, W. Dai, Q. Liu //J. Sound Vib. - 2015. - 335. - P. 78-88.

215. Yang, Y. Milling Vibration Attenuation by Eddy Current Damping / Y. Yang, D. Xu, Q. Liu //The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. - 2015. - 81(1-4). - P. 445454.

216. Iglesias A. Analytical expressions for chatter analysis in milling operations with one dominant mode / A. Iglesias, J. Munoa, J. Ciurana, Z. Dombovari, G. Stepan // Journal of Sound and Vibration. - 2016. - 375. - 403-421.

217. Kuchugurov, M.V. Research of the possibility of self-excited vibrations amplitude reducing when turning by the variation of the cutting speed / M.V. Kuchugurov, A.E. Zubarev, N.N. Chernovol // Сучасш технологи в машинобудуванш. - 2016. - Выпуск 11.

218. Munoa, J. Chatter suppression techniques in metal cutting / J. Munoa, X. Beudaert, Z. Dombovari, Y. Altintas, E. Budak, C. Brecher, G. Stepan // CIRP Annals - Manufacturing Technology. - 2016. - 65. - P. 785-808.

219. Munoa, J. Design of self-tunable mass damper for modular fixturing systems / J. Munoa, A. Iglesias, A. Olarra, Z. Dombovari, M. Zatarain, G. Stepan // CIRP Annals-Manufacturing Technology. - 2016. - 65(1). - P. 389-392.

220. Sallese L. Intelligent fixtures for active chatter control in milling / L. Sallese, N. Grossi, J. Tsahalis, A. Scippa, G. Campatelli // Procedia CIRP - 2016. - 55. - P. 176-181.

221. Fei, J. Chatter mitigation using moving damper / J. Fei, B. Lin, S. Yan, M. Ding, J. Xiao, J. Zhang, X. Zhang, C. Ji, T. Sui // Journal of Sound and Vibration. - 2017. - 410. - P. 49-63.

[222. Habib, G. Chatter mitigation using the nonlinear tuned vibration Absorber / G. Habib, G., Kerschen, G., Stepan // International Journal of Non-Linear Mechanics. - 2017. - 91. - P. 103-112.

223. Germashev, A. Optimal cutting condition determination for milling thin-walled details / A. Germashev, V. Logominov, D. Anpilogov, Y. Vnukov, V. Khristal //Adv. Manuf. - 2018. - 6. - P. 280-290.

224. Mashhood, A. B. Five-axis milling vibration attenuation of freeform thin-walled part by eddy current damping / A.B. Mashhood, Y. Yiqing, X. Pei, Q. Liu // Precision Engineering. - 2018. -51. - P. 682-690.

225. Kiselev, I. Automated block-by-block correction of milling parameters by means of numerical simulation / I. Kiselev, N. Jukov, K. Deev // MATEC Web of Conferences. 2018 International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment, ICMTMTE 2018. - 2018.

226. Ramanaiah, B.V. Experimental study of deflection and surface roughness in thin wall machining of aluminum alloy / B.V. Ramanaiah, B. Manikanta, M. Ravi Sankar, M. Malhotra, K.K. Gajrani // Materials today: proceedings. - 2018. - 5. - P. 3745-3754.

227. Beudaert, X. Portable damping system for chatter suppression on flexible workpieces / X. Beudaert, K. Erkorkmaz, J. Munoa // CIRP Annals. - 2019. - 68 (1). - P. 423-426.

228. Yang, Y. Design of a milling cutter with large length-diameter ratio based on embedded passive damper / Y. Yang, Y. Wang, Q. Liu // Journal of vibration and control. - 2019. - 25(3). - P. 506-516.

229. Munoa, J. Tuneable clamping table for chatter avoidance in thin-walled part milling / J. Munoa, M. Sanz-Calle, Z. Dombovari, A. Iglesias, J. Pena-Barrio, G. Stepan // CIRP Annals -Manufacturing Technology. - 2020. - 69. - P. 313-316.

230. Pena-Barrio, J. Optimal tuning strategy for chatter avoidance in thinwalled part milling by means of tuneable clamping table / J. Pena-Barrio, M. Sanz-Calle, G. Aguirre, A. Iglesias, G. Stepan, L. N. López de Lacalle, J. Munoa, Z. Dombovari // Proceedings of the ISMA2020 and USD2020, Leuven, Belgium. - 2020. - P. 3119-3132.

231. Sahu G.N. Validation of a hardware-in-the-loop simulator for investigating and actively damping regenerative chatter in orthogonal cutting / G.N. Sahua, S. Vashishta, P. Wahia, M. Law // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. - 2020. - 29. - P. 115-129.

232. Yadav, A. Design of chatter-resistant damped boring bars using a receptance coupling approach / A. Yadav, D. Talaviya, A. Bansal, M. Law // Journal of manufacturing and materials processing. - 2020.

233. Sanz-Calle, M. Self-Tuning Algorithm for Tuneable Clamping Table for Chatter Suppression in Blade Recontouring / M. Sanz-Calle, Z. Dombovari, J. Munoa, A. Iglesias, L. N. López de Lacalle // Applied sciences. - 2021. - 11.

234. Zheng, W. Experimental and theoretical results of the performance of controllable clearance squeeze film damper on reducing the critical amplitude / W. Zheng, S. Pei, Q. Zhang, J. Hong // Tribology international. - 2021.

УТВЕРЖДАЮ

женера ФГУП «ЦАГИ»

М.А. Знаменский

2021 г.

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Г.А. Губанова в процесс изготовления аэродинамических моделей в опытном производстве ФГУП «ЦАГИ»

Результаты диссертационной работы Г.А. Губанова внедряются в опытном производстве ФГУП «ЦАГИ» начиная с 2012 г. в обеспечение высокоскоростной фрезерной обработки на станках с ЧПУ деталей малой жесткости конструкций аэродинамических моделей ЛА, других изделий, включая лопаточные колёса, лопатки винто-вентилляторов и компрессоров ТРД, элементы силовых конструкций испытательных стендов. Применительно к реализации высокоскоростного фрезерования с повышенной производительностью им предложено проводить предварительный частотный анализ заготовок по этапам фрезерной обработки для оценки необходимости специального демпфирования в случае недостаточной эффективности использования регулировки частоты вращения инструмента.

Г.А. Губановым последовательно были разработаны: гасители вибраций разных типов, инструментальные средства для их внестаночной отработки и настройки параметров, расчётные методы оценки эффективных характеристик гасителей в соответствии с планируемой технологией обработки и конструктивными параметрами обрабатываемых деталей. Предложена типовая конструкция высокоэффективных демпферов с

использованием вязкого трения, допускающая определённую настройку их параметров, обеспечивающую интенсивную диссипацию энергии вибраций. В конструкции предусмотрены технологические узлы крепления к обрабатываемым заготовкам. Для применения демпферов в условиях опытного производства разработана система вакуумного крепления, включающая манжеты держания, в т.ч. на поверхностях сложной формы, воздушные магистрали и специализированная компактная вакуумная насосная станция с автономным источником питания, ориентированная на установку в зоне обработки станка с ЧПУ. Также для деталей из ферромагнитных сплавов (сталей) предложено применение магнитного крепления. Разработанный инструментарий успешно применялся в производстве ЦАГИ при выполнении целого ряда работ, связанных с изготовлением аэродинамических моделей и других изделий по государственным и зарубежным контактам, а также прямым договорам с предприятиями авиационной промышленности.

Начальник научно производственного Л.Л. Чернышев

Начальник опытного производства института (ОПИ)

комплекса (НПК) ФГУП «ЦАГИ»

А.В. Шиняев

Главный технолог ОПИ

А.А. Баранов

Начальник сектора механической обработки

С.А. Болсуновский

«Утверждаю» ФАУ^ Баранова»

производству . Солодухин

» АЦ,ГУ СТА 2021 г.

Акт № от /V

внедрения результатов диссертационной работы Г.А. Губанова в процесс изготовления деталей опытных изделий ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова»

Результаты диссертационной работы Г.А. Губанова были внедрены при изготовлении особо сложных лопаток колёс (блисков) компрессора и турбины действующих макетов перспективных ТРД для горячих стендовых испытаний. Особо сжатые сроки изготовления лопаточных колёс не позволяли использовать технологию серийного производства, включающую в частности заполнение межлопаточных промежутков металлополимерным составом, обеспечивающим поддержку лопаток от деформаций под воздействием сил резания и повреждающих вибраций при фрезерной обработке. Разработанные Г.А. Губановым демпферы, прикрепляемые к лопаткам, обеспечили их поддержку, препятствующую деформирующему отжиму, и, за счёт устранения вибраций, требуемое качество обработанной поверхности. В результате удалось, при удовлетворении всех требований к блискам, обеспечить необходимые сроки изготовления в условиях опытного модельного производства.

Начальник отделения «Аэродинамика компрессоров воздушно-реактивных двигателей и газотурбинных установок» ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» (У ^ИгМилешин

Заместитель директора по производству-начальник цеха ФАУ «ЦИАМ им. П.И. Баранова» / A.A. Попов

450027, г. Уфа, ул. Трамвайная, 5, корп.1 Тел./факс: [phone] E-mail: tpat(5>tp-at.ru

* а/ Авиационных Технологий Научно-производственная ассоциация

ТЕХНОПАРК

к/с 30101810300000000601 ИНН: 0273061330, БИК: 048073601 ОКПО: 97965980, КПП: 0273 01001

р/с: 40703810706000104558 отделение № 8598 ПАО Сбербанк

Исх. № <я#34гг «¿У»

2021 г. 2021 г.

На №_от « »

АКТ

внедрения результатов диссертационной работы Г.А. Губанова в производственный процесс изготовления цельнофрезерованных рабочих колес

Применение гасителей вибраций, разработанных Г.А. Губановым, на операциях получистовой и чистовой обработки лопаток цельнофрезерованного рабочего колеса 1 -ой ступени позволило предотвратить вибрации заготовки относительно инструмента и обеспечить заданное качество обработанной поверхности.

При чистовом фрезеровании пара гасителей закреплялась с помощью вакуумных присосок на каждой из лопаток обрабатываемого колеса, что обеспечило радикальное снижение вибраций и успешное достижение требуемой шероховатости поверхности Яа 3,2 мкм и точности обработки ±0.4 мм. Следует отметить повышение стойкости применяемых фрез в 2-3 раза при использовании демпферов Г.А. Губанова, которое было достигнуто за счет исключения ударной переменной нагрузки на режущий инструмент при вибрации.

На основании выше изложенного рекомендуется использование результатов диссертационной работы Г.А. Губанова с целью разработки и изготовления комплекта демпферов для обработки лопаток цельнофрезерованных рабочих колес 2-ой и 3-ей ступени.

Начальник отдела по инновационной деятельности, к.т.н.

С. В. Старовойтов

Филиал акционерного общества «Объединенная двигателестроительная корпорация» «Научно-исследовательский институт технологии и организации производства двигателей» (Филиал АО «ОДК» «НИИД»)

УТВЕРЖДАЮ тор филиала

Павлинич 2021 г

АКТ № У от

внедрения результатов диссертационной работы Г.А. Губанова, посвященной разработке гасителей вибраций маложестких заготовок

и режущего инструмента

Настоящий акт составлен о том, что в производство внедрены следующие результаты диссертационной работы:

1. Внедрена конструкция расточного инструмента специальной Г-образной формы, оснащенного гасителем вибрации, позволяющий снизить амплитуду вибраций державки при обработке.

2. Внедрен технологический процесс механической обработки с применением специального инструмента, позволяющий существенно повысить ресурс режущих пластин и качество обработанной поверхности.

Заместитель директора филиала

Начальник отдела «Обработки металлов давлением и разработки нового технологического оборудования»

/ра^/

Е.В. Родин

С.В. Морозов