Повышение эффективности токарной обработки за счет управления параметрическими явлениями в динамической системе резания тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.02.07, кандидат наук Фам Тху Хыонг

• Фам Тху Хыонг
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Фам Тху Хыонг

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Современное состояние исследований в области динамики металлорежущих танков

1.2. Устойчивость траектории формообразующих движений. Многообразия, формируемые в окрестности траектории формообразующих движений

1.3. Причины, вызывающие периодические изменения параметров динамической системы станка

ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, ВЫЗЫВАЮЩИХ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕЗАНИЯ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕЗАНИЯ, КАК СИСТЕМЫ С ПЕРЕМЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ

2.1. Переменные параметры динамической системы, обусловленные кинематическими возмущениями

2.2. Переменные параметры динамической системы, обусловленные радиальными биениями шпинделя и вариациями припуска

2.3. Формирование переменных параметров в динамической системе резания за счет пространственно анизотропии конструктивных элементов

2.4. Формирование переменных параметров за счет особенностей процесса резания

2.5. Методы оценивания переменных параметров динамической системы, обусловленные кинематическими возмущениями

2.6. Выводы по главе

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ КАК СИСТЕМЫ С ПЕРИОДИЧЕСКИ ИЗМЕНЯЮЩИМИСЯ ПАРАМЕТРАМИ

3.1. Базовые уравнения динамической системы резания, как системы с периодически изменяющимися параметрами

3.2. Случай скалярной модели. Общие свойства параметрического возбуждении

3.3. Векторная модель системы с периодическими изменениями жесткости

3.4. Совокупное влияние различных механизмов формирования периодических параметров

3.5. Выводы по главе

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ГЕОМЕТРИ ОБРАБАТЫВАЕМОЙ ДЕТАЛИ НА СТАДИИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ С УЧЕТОМ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ

И ВАРИАЦИЙ ЖЕСТКОСТИ

4.1. Постановка проблемы

4.2. Влияние вариаций скорости продольной подачи на качество изготовления деталей

4.3. Совместное влияние кинематических возмущений и вариаций жесткости

4.4. Вычисление геометрической топологии поверхности по функции деформационных смещений инструмента

4.5. Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности токарной обработки за счет управления параметрическими явлениями в динамической системе резания»

Введение

Обеспечение изготовления деталей, удовлетворяющих требуемому качеству, является одной из основных задач машиностроительного производства. Один из факторов, влияющих на качество изготовления деталей, связан с обеспечением устойчивости стационарных траекторий движения инструмента относительно заготовки. Эти траектории являются формообразующими и непосредственно влияют на показатели качества изготовления деталей. Они задаются программой ЧПУ станка. Поэтому при проектировании технологического процесса при изготовлении деталей на станках с ЧПУ кроме традиционных факторов чисто геометрического характера необходимо подбирать технологические режимы, инструмент и, в некоторых случаях, обеспечивать компоновку станка исходя из обеспечения устойчивости стационарных траекторий движения инструмента относительно заготовки.

Именно поэтому на всем протяжении существования металлорежущих станков проблемам устойчивости траекторий формообразующих движений инструмента относительно заготовки уделялось значительное внимание. Здесь необходимо отметить работы Вейца B.JL, Васина С.А., Бржозовского Б.М., Городецкого Ю.И., Заковоротного B.JL, Кабалдина Ю.Г., Кудинова В.А., Шпилёва

A.M., Остафьева В.А., Эльясберга М.Е., Хомякова B.C., Тэйлора Ф.В., Гилберта

B.В., Бёрнса Т.Д., Амерго Э.А., Брюэра Р.К., Брауна Р.Х. и других авторов. В этих работах рассматривается динамическая система процесса резания, состоящая из двух взаимодействующих через процесс обработки подсистем со стороны инструмента и обрабатываемой заготовки. Важно отметить, что рассматриваемые модели представляются линейными или нелинейными моделями с постоянными параметрами. Однако реальный станок имеет периодически изменяющиеся параметры. Они обусловлены пространственной анизотропией свойств шпиндельной группы и обрабатываемой детали, которая за счет вращения шпинделя вызывает формирование периодически изменяющихся параметров. Кроме этого, периодические изменения параметров образуются при обра-

ботке заготовки, припуск которой изменяется по периметру ее вращения. К периодическим изменениям параметров приводят и некоторые составляющие кинематических возмущений от станка, а также другие факторы. Поэтому для уточнения условий потери устойчивости необходимо известные представления по динамике станков дополнить анализом условий параметрического самовозбуждения системы. Практика показывает, что по мере увеличения скорости резания, связанным с возрастанием частоты вращения шпинделя, всегда наблюдается резкое возрастание вибраций, сопровождающих обработку. Если следовать известным представлениям о динамике процесса резания с постоянными параметрами, то с увеличением скорости резания запас устойчивости должен только возрастать. Именно условия параметрического самовозбуждения системы резания являются предметом исследований в данной работе.

На параметры качества изготовления детали оказывают влияние все виды вибраций, сопровождающих обработку. Среди таких факторов, возмущающих траектории формообразующих движений инструмента относительно заготовки, следует отнести, прежде всего, кинематические возмущения, идущие со стороны станка. Они зависят от точности станка и его состояния. Поэтому в диссертационном исследовании ставится задачи и решается проблема математического моделирования преобразования кинематических возмущений в геометрические характеристики формируемой при резании детали.

Новые представления о параметрическом самовозбуждении динамической системы резания и анализе преобразования кинематических возмущений в показатели качества изготовления деталей позволили дополнить известные положения динамики процесса .резания новыми, не рассматриваемыми ранее свойствами.

Диссертация состоит из четырёх глав, заключения и списка использованной литературы. В первой главе: «Состояние вопроса. Цель и задачи исследования», даются современные представления о динамике процесса резания. Определяется место исследований в системе знаний. Во второй главе: «Анализ

факторов, вызывающих периодические изменения параметров динамической системы резания. Моделирование динамической системы резания, как системы с переменными параметрами», приводится обоснованная математическая модель динамической системы резания с переменными параметрами, алгоритмы идентификация параметров и результаты. В третьей главе: «Исследование устойчивости процесса резания как системы с периодически изменяющимися параметрами», приводятся формулировка задачи устойчивости стационарной траектории движения. Выясняются различные варианты математического моделирования переменных параметров и их влияния на самовозбуждение системы. В четвёртой главе: «Разработка алгоритмов прогнозирования геометрии обрабатываемой детали на стадии проектирования с учетом кинематических возмущений и вариаций жесткости», проведены математические модели, позволяющие вычислить преобразование кинематических возмущений и изменяющихся во времени параметров в показатели качества изготовления деталей.

Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью обеспечения устойчивости процесса резания и прогнозирования качества деталей на металлорежущих станках токарной группы при заданных кинематических и параметрических возмущениях.

Новизна и научное значение диссертационного исследования заключается в следующем.

1.Главные отличительные особенности диссертационной работы от существующих заключается в том, что предложена и исследована математическая модель процесса резаний с переменными параметрами. Раскрыты условия параметрического самовозбуждения системы, имеющей периодически изменяющиеся параметры.

2. Раскрыты факторы, приводящие к периодическим изменениям параметров, и предложены математические модели, позволяющие изучать влияние периодического изменения параметров на устойчивость и траектории формообразующих движений.

3.Разработанная методика и выполненные экспериментальные исследования по идентификации параметров динамической модели подсистем режущего инструмента и заготовки как системы с переменными параметрами, позволили предложить и исследовать обобщенную динамическую модель процесса. Показано, что существует принципиально три фактора, вызывающего периодические изменения параметров. Первый фактор связан с пространственной анизотропией свойств упругости подсистемы заготовки. Второй — с кинематическими возмущениями. Третий - с особенностями стружкообразования.

4. Предложены математические модели и выполнено на основе их цифровое моделирование преобразования кинематических возмущений и изменения параметров во времени в геометрические характеристики детали. Предложены программы для вычисления топологии геометрии детали, из которой можно вычислить все известные оценки точности.

5. Выявлены не известные ранее особенности преобразования вариаций траекторий в характеристики качества. В частности для вариаций скорости подачи обнаружено, что ее изменение с частотой вращения заготовки и кратными частотами не оставляет следа на обработанной детали. Показано, что вариации скорости подачи не приводит к образованию погрешности детали в поперечном направлении.

Практическое значение диссертационного исследования заключается в следующем.

1. Установлена связь параметров динамической системы резания как системы с переменными параметрами с технологическими параметрами: скоростью резания, глубиной и величиной подачи на оборот. Это позволило определить пути выбора режимов, на которых отсутствуют условия параметрического самовозбуждения.

2. Предложены математические алгоритмы и программы для оценивания параметров геометрии формируемой при резании детали, что открывает на-

правление оценивания качества на стадии проектирования с учетом конкретных характеристик состояния станка.

Достоверность результатов исследований основывается на теоретических положениях теории устойчивости, теории колебаний и станковедения. Адекватность предложенных математических моделей динамики процесса резания обосновывается использованием основанных на методах экспериментальной динамики алгоритмах и методиках идентификации параметров математических моделей, а также на сравнении результатов расчетов с имеющимися данными по потере устойчивости системы резания и собственном сравнении теоретических исследований с экспериментами. Достоверность идентификации параметров обосновывается также использованием статистически значимых массивов данных.

Все исследования выполнены на кафедре «Автоматизация производственных процессов ДГТУ». Кроме этого работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 07-09-90000 по номинации российско-вьетнамских исследований совместно с институтом механики академии наук и технологий Вьетнама. Руководителю проекта с вьетнамской стороны проф., доктору ф.м. наук Нгуен Донг Ань автор выражает глубокую благодарность.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

С момента становления металлообрабатывающей промышленности исследователей и разработчиком станков интересовали проблемы динамики процессов обработки. Это связано с тем, что динамическое качество станка и динамические свойства процесса резания оказывают непосредственное влияние, как на параметры качества изготовления деталей, так и на сам процесс резания. Рассмотрим современные представления о динамическом качестве станка, уделив основное внимание самому процессу резания.

1.1. Современное состояние исследований в области динамики

металлорежущих станков Одним из факторов, влияющих на эффективность и надежность процесса обработки на металлорежущих станках (MPC), являются динамические характеристики процессов, протекающих при резании. Поэтому начало научных исследований динамики (MPC) и процессов обработки уходит своими корнями в далекое прошлое. На притяжении более 60 лет в этой области накоплен богатейший научный материал, представленный в многочисленных опубликованных работах. За этот период появились научные школы, которые затрагивают исследования в рассматриваемой предметной области. Среди этих научных школ можно отметить наиболее известные, созданные под руководством российских и зарубежных ученых: В.А. Кудинова, Л.С. Мурашкина, И. Тлустого, М.Е. Эльлясберга, В.Л. Заковоротного, В.Л. Вейца, Ю.И. Городецкого, И.Г. Жаркова, В.А. Остафьева, С.А. Тобиаса, Г. Опитца, Н.Г.Хана, Р. Ломбарда и ДР. [1 - 26].

Значительный вклад в формирование теоретических основ динамики MPC внес В.А. Кудинова [1]. Ряд понятий и определений, введенных им при создании этого научного направления, является общепризнанным в настоящее время. Он первые предложил системный подход к исследованию общей динамической системы MPC, включающей все элементы, влияющие на движения инструмента

относительно заготовки. Это электроприводы, подсистемы инструмента и заготовки, несущие системы станка и др. Эти подсистемы, взаимодействуют с различными процессами в станке. Здесь главное значение имеет взаимодействие системы с процессом резания. При этом динамическая система станка представляет собой эквивалентную упругую систему (ЭУС) станка (рис. 1.1).

Приведенный анализ известного материала по исследованию динамики MPC позволяет сделать общий вывод: в исследованиях динамики MPC конструкция MPC схематизируется в виде конечномерной пространственной динамической структуры, то есть представляется как динамическая система с сосредоточенными параметрами. Представление о системе в виде сплошных сред в этих исследованиях отсутствует. При построении динамической моделей системы с сосредоточенными параметрами всегда сопровождается методами идентификации динамической структуры и параметров. В частности, рассматривается идентификация динамической структуры и параметров упругой системы станков на основе модального анализа [27], на основе методов экспериментальной динамики (методов корреляционно- спектрального анализа, авторрег-рессионного спектрального анализа) [28] и др.

Рис. 1.1 . Схема динамической системы резания. ^ - силовые воздействия, формируемые в зоне резания; /(/) - внешние воздействия на ЭУС; х - упругое деформационное смещение, вызываемое силовыми воздействиями; уЦ) - внешние кинематическое воздействие на процесс резания.

В динамической модели с сосредоточенными параметрами для определения действующих сил и закона движения системы составляют уравнения движения приведенной массы её каждого элемента (подсистемы) с учетом сил упругости и демпфирования, и уравнения связей, описывающие силовые взаимодействия между элементами (подсистемами). Затем решают полученную систему уравнений. Математические модели динамической системы обычно представляются в виде систем дифференциальных уравнений, описывающие поведения системы. В зависимости от вида дифференциальных уравнений математические модели могут быть линейными и нелинейными, с постоянными и переменными параметрами. Кроме того, в зависимости от изменения свойств системы параметры математической модели могут быть быстро, медленно, и периодически изменяющимися, а также случайными (рис. 1.2). Приведенная схема позволяет определить разработанные в настоящее время подходы к моделированию и исследованию динамики станков.

Наиболее развитый подход к исследованию динамики станков ограничен линейными моделями. В линейной динамической модели выполняется принцип суперпозиции. Для анализа класса линейных систем с постоянными параметрами используют известные методы в теории автоматического управления. В частности, для оценки устойчивости систем используют частотные методы Найк-виста, Михайлова, и алгебраические методы Рауса, Гурвица, Льенара - Шапира и др.

При изучении линейных динамических моделей с медленно изменяющимися параметрами используют методы замороженных коэффициентов. Сущность этого метода заключается в замораживании переменных во времени параметров в какой-то фиксированный момент времени, что ведет к замораживанию параметров дифференциальных уравнений. В этом случае система с переменными параметрами сводится к системе с постоянными параметрами, что позволяет применять для нее известные методы анализа. При этом анализируются свойства системы при всех постоянных параметрах, изменяющихся на рассмат-

риваемом отрезке. Для изучения класса линейных систем с периодически изменяющимися параметрами используется теория Ляпунова - Флоке.

Рис. 1.2. Основные виды динамической системы

Нелинейные модели применяются при наличии в реальных системах существенно нелинейных факторов, которые не позволяют описывать движения систем линейными дифференциальными уравнениями с достаточной точностью для практических целей. В нелинейной динамической модели принцип суперпозиции не выполняется. Для исследования такого класса системы в общем случае можно использовать лишь численные методы с помощью ЭВМ. В частности, для нелинейных систем с постоянными параметрами при исследовании устойчивости и автоколебаний можно использовать точные методы: метод точечных преобразований, теоремы Ляпунова, частотный критерий абсолютной устойчивости Попова. Используются также приближенные методы: метод линеаризации, метод гармонической линеаризации, асимптотические методы нелинейной динамики, в том числе метод асимптотических исследований систем нелинейных дифференциальных уравнений, имеющих малый параметр при старшей производной и др.

При исследовании динамики MPC в некоторых случаях и конкретных условиях необходимо учитывать случайные факторы, возникающие в ходе функционирования системы и действующие на нее. В этом случае движения системы описываются стохастическими дифференциальными уравнениями. Однако для рассматриваемой предметной области примеры использования стохастических дифференциальных уравнений отсутствуют. Моделирование влияния случайных факторов на динамику системы ограничено случаем, когда рассматривается преобразование внешних, заданных в виде случайного процесса, возмущений линейной детерминированной системой. В качестве случайных воздействий рассматриваются кинематические и силовые возмущения. Такой подход к моделированию использовался и в работах В.А. Кудинова. Однако этот метод моделирования не может дать точных результатов, так как, например, кинематические возмущения вызывают изменения параметров динамической характеристики процесса резания. Поэтому, строго говоря, необходимо анализировать динамику системы с переменными параметрами.

В последнее время появились исследования B.JI. Заковоротного об эволюционных изменениях динамической системы, взаимодействующих с триболо-гической и технологической (процессом резания) средой. В этих исследованиях предлагается математическое моделирование эволюционных изменений параметров динамической связи, формируемой средой, в виде интегральных операторов относительно фазовой траектории мощности-работы необратимых преобразований. При этом эволюционирующая система представляется в виде систем функциональных интегро-дифференциальных уравнений. Для анализа такого класса систем в этих исследованиях предлагается асимптотический метод. При этом ограничено рассмотрение класса систем с медленно и эволюционно изменяющимися параметрами.

Следует подчеркнуть, что главным назначением MPC является обеспечение изготовления деталей с заданными требуемыми показателями точности и качества. Поэтому важное место в научных исследованиях имеет вопрос точно-

ста и качества процессов обработки, а также разработка методов их обеспечения на основе динамических свойств MPC и процессов обработки. Необходимо отметить наличие большего количества подходов к этому вопросу, которые базируются на общих положениях динамики MPC и процессов обработки.

Значительный вклад в решение вопроса обеспечения и повышения качества изготовления деталей на основе динамического мониторинга состояния процесса и качества обработки внесли В.Л. Заковоротный [6,7,29,30], Б.М. Бржо-зовский, В.В. Мартынов [31], динамический мониторинг включает в себя единство решения следующих проблем: наблюдения, прогнозирования и управления.

Разработке принципов управления динамикой обработки на MPC, и совершенствование систем управления станками посвящены работы: Балакшина Б.С., Базрова Б.М., Горнева В.Ф., Заковоротного В.Л., Колосова В.Г., Ратмирова В.А., Соломенцева Ю.М., Сосонкина В.Л., Тимирязева В.А., Тугенгольда А.К., и др [6, 7, 32 - 40]. В этих работах рассмотрены различные принципы управления точностью обработки: - принцип подналадки положения инструмента во времени; - принцип подналадки положения инструмента осуществляются на основе измерения текущего размера при обработке предыдущей детали; - принцип адаптивного управления;- алгоритмы интеллектуального управления; -принципы управления точностью обработки на основе синергетической концепции. В последнем случае обеспечивается внешнее управление (например, от ЧПУ) согласованное с внутренней динамикой. Внутренняя динамика определяется динамической связью, формируемой процессом резания. Она зависит от внешнего управления.

Во всех случаях первая проблема, которая стоит при изучении динамической системы резания, связана с изучением устойчивости стационарных траекторий движения инструмента относительно заготовки, а также многообразий формируемых в окрестности этой траектории.

1.2. Устойчивость траектории формообразующих движений. Многообразия, формируемые в окрестности траектории формообразующих движений

Большинство исследований динамики станков посвящено вопросу устойчивости процесса резания и условиям формирования автоколебаний [1 - 5, 8 -16, 20 - 24, 26]. Обобщая данные по этим исследованиям можно отметить некоторые основные положения. Во всех исследованиях под устойчивостью процесса резания понимается устойчивость точки равновесия, задаваемой внешним постоянным управлением. В этом случае технологические режимы, параметры инструмента, условия обработки и свойства обрабатываемой заготовки считаются постоянными. Тогда анализируется уравнение в вариациях относительно точки равновесия. В линейном представлении это уравнение является уравнением с постоянными параметрами. Для анализа автоколебаний рассматривается нелинейная динамическая система резания в вариациях относительно точки равновесия с постоянными параметрами, включающая в себя взаимодействующие подсистемы инструмента и заготовки через динамическую связь, формируемой процессом резания. Причем динамическая связь, характеризующая зависимость сил резания от координат состояния системы, представляется в скалярном представлении, а динамическая система резания рассматривается в подвижной системе координат, задаваемой движениями исполнительных элементов станка (ИЭС).

В этих исследованиях выявлены следующие основные причины потери устойчивости и формирования автоколебаний при резании.

1. Потеря устойчивости и развитие автоколебаний обусловлена запаздыванием вариаций силы резания по отношению к изменениям упругого деформационного смещения инструмента относительно заготовки. Такой механизм использовали для объяснения автоколебаний при резании В.А.Кудинов, В.Л. Вейц, Ю.И. Городецкий, С.А. Васин, И.Г. Жарков, И. Тлустой, М.Е.Эльясберг,

Тобиас, и др. [1, 4, 8, 9, 12, 17, 21, 22]. В этих работах запаздывание моделируется апериодическим звеном первого порядка (В .А. Кудинов и др [1])

(1Л)

где кР - коэффициент резания, имеющий смысл жесткости процесса резания, ТР - постоянная времени стружкообразования, р - символ изображения по Лапласу, или звеном чистого запаздывания (В.Л. Вейц, М.Е. Эльясберг и др. [4, 8,9])

IV,, = кР еМ-ТрР) (1.2)

Видно, что если разложим (1.1)и(1.2)в ряд Тейлора с точностью до двух членов, то получим одинаковый результат: 1УР = кр(\-аТрр). Поэтому, по крайней мере, по первому приближению, этот механизм потери устойчивости является аналогичным.

2. Потеря устойчивости и формирование автоколебаний связана с гистере-зисной характеристикой изменения силы резания от изменения упругого деформационного смещения инструмента относительно заготовки. Этот механизм формирования автоколебаний представлен в исследованиях Н.В. Василенко, А.П. Соколовского, В.А. Остафьева и др. [13, 26]. Подчеркнем, что этот механизм и рассмотренный выше механизм по существу являются аналогичными. Их отличие заключается только в способе моделирования запаздывания во времени или в координате состояния.

3. Потеря устойчивости и формирование автоколебания при резании объясняются наличием подающей характеристики зависимости сил от скорости резания. Объяснение этого механизма потери устойчивости и формирования автоколебаний представлено в исследованиях Л.С. Мурашкина, Г. Степана, То-биаса И., Петерса, и др. [2, 22-24]. В данном случае предложенные модели фактически являются моделями Релея или Ван дер Поля [41].

4. Наконец, имеются работы, в которых потеря устойчивости объясняется тем, что при формировании новой поверхности резания принимают участие упругие деформационные смещения инструмента относительно заготовки как в

момент t, так и в момент «/-Г» (г - время одного оборота). Тогда для изучения устойчивости рассматривается уравнение

+24Ш + ю2х(г) = -кР [*(0 - «*(/ -Г)], (1.3)

dt dt

где (о - собственная частота колебательного контура, которым моделируется динамика подсистемы инструмента; £ - коэффициент затухания; Т - время одного оборота заготовки; а - коэффициент, названный коэффициентом перекрытия трассы. Уравнения (1.3) или их модификации использовались для объяснения потери устойчивости A.M. Гуськовым, Е.А. Чернышевым, А.В. Пашини-ным, Н. Мерритом, С. Табором, Т. Инспергером и др. Однако, как это очевидно, принципиально модель (1.2) совпадает с моделью (1.3). Отличие заключается лишь в величинах запаздывающих аргументов.

Следует отметить, что скалярное представление сил резания в координате состояния системы является упрощенным подходом к анализу динамики процесса резания. Так как колебания инструмента относительно заготовки принципиально являются пространственными. В связи с этим, B.JI. Заковоротным и его учениками впервые рассматриваются векторные модели нелинейной динамической системы резания, в которой динамическая связь, формируемая процессом резания, зависит от пространственных упругих деформационных смещений подсистем инструмент и заготовки [6,7, 28, 42, 43]. При этом анализируется устойчивость стационарной траектории формообразующих движений инструмента относительно заготовки, задаваемой траекториями движения ИЭС.

В этих работах уточнены и обобщены указанные выше механизмы потери устойчивости, также раскрыты новые механизмы потери устойчивости системы. При этом приложены два механизмы потери устойчивости. Первый механизм обусловлен циркуляционными силами, формируемыми кососимметрич-ными составляющими суммарной матрицы жесткости. Заметим, что в скалярных моделях такой механизм принципиально не может существовать. Второй обусловлен образованием ускоряющих сил за счет преобразования симметрич-

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Фам Тху Хыонг, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кудинов В.А. Динамика станков. М.: Машиностроение, 1967. -359 с.

2. Мурашкин Л.С., Мурашкин С.Л. Прикладная нелинейная механика станков. Л.: Машиностроение, 1977. 192 с.

3. Тлустый И. Автоколебания металлорежущих станков. М.: Машгиз, 1956. -426 с.

4. Эльясберг М.Е. Автоколебания металлорежущих станков: Теория и практика. СПб.: ОКБС, 1993.182 с.

5. Эльясберг М.Е. К теории и расчету устойчивости процесса резания металла на станках. Станки и'инструмент, 1971 № 11, с. 6 — 11; № 12, с. 1-6.

6. Заковоротный В.Л., Флек М.Б. Динамика процесса резания. Синергетический подход./ Ростов н/Д: изд-во «Терра», 2006. - 876 с.

7. Заковоротный В.Л., Лукьянов А.Д., Нгуен Донг Ань, Фам Динь Тунг. Синергетический системный синтез управляемой динамики металлорежущих станков с учетом эволюции связей. Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2008. - 324 с.

8. Васильков Д.В., Вейц В.Л., Шевченко B.C. Динамика технологической системы механической обработки. СПб.: Изд. Инструмент, 1997. 230 с.

9. Вейц В.Л., Васильков Д.В. Задачи динамики, моделирования и обеспечения качества при механической обработке маложестких заготовок // СТИН, 6, 1999. С. 9-13.

10. Городецкий Ю.И. К теории возбуждения вибраций при токарной обработке. Известия АН СССР. Механика и машиностроение. 1961, № :. - с. 74 - 83.

П.Городецкий Ю.И. Функции чувствительности. Динамика сложных механических систем. Нижний Новгород: изд-во Нижегородского государственного университета, 2006. -236 с.

12. Жарков И.Г. Вибрации при обработке лезвийным инструментом. Л.: Машиностроение, 1987. 184 с.

13. Соколовский А.П. Вибрации при работе на металлорежущих станках. Исследования колебаний при резании металлов. М.: Машгиз, 1958. С.15-18.

14. Каширин А.И. Исследование вибраций при резании металлов. M.-JL: АН СССР, 1944. 282 с.

15. Рыжков Д.И. Вибрации при резании металлов и методы их устранения. М.: Машгиз, 1961. — 172 с.

16. Путята Т.В. и др. Расчёт пространственных автоколебаний при резании металлов. - Вестник машиностроения, 1975, вып. 12.

17. Васин С.А. Повышение виброустойчивости инструмента при точении и фрезеровании. М.: Машиностроение. 2006.-384 с.

18. Кабалдин Ю.Г., Олейников А.И., Шпилев A.M., Бурков А.А. Математическое моделирование самоорганизующихся процессов в технологических системах обработки резанием. Владивосток: изд-во «Дальнаука»,2000.-195 с.

19. Кабалдин Ю.Г. Самоорганизация и нелинейная динамика в процессах трения и изнашивания инструмента при резании. Комсомольск-на-Амуре: изд-во «КнАГТУ», 2003. - 175 с.

20. Doi, M. and Kato, S., Chatter vibration of lathe tools, Transactions of the ASME: Journal of Engineering for Industry, Vol. 78, 1956, pp. 1127-1134.

21.Hanna, N. H. and Tobias, S. A., A theory of nonlinear regenerative chatter, Transactions of the ASME, Journal of Engineering for industry, Vol. 96, 1974, pp. 247-255.

22. Tobias S.A. Machine - Tool vibration. London, 1965. - 372 p.

23. Stépân, G. Modelling nonlinear regenerative effects in metal cutting, Philosophical transaction of the Royal Society of London, Series A, Vol. 359, No. 1782,2001, pp. 739-757.

24. Peters, J., Vanhereck, P., van Brussel, H., "The Measurement of the Dynamic Cutting Coefficient," Annals of the CIRP, 20, 1972, 129-136.

25. Колмогоров А.Н., • Фомин C.B. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Наука, 1981. - 544 с.

26. Василенко Н.В. О расчете автоколебаний при резании металлов. Прикладная механика. Киев: Наукова думка, т.З, вып. 6, с. 24 -35.

27. Хомяков B.C., Досько С.И., Лю Цзои. Идентификация упругих систем станков на основе модального анализа. Станки и инструмент, 1988, № 7. С. 11-14.

28. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг, Нгуен Суан Тьем. Математическое моделирование и параметрическая идентификация динамических свойств подсистем инструмента и заготовки при точении. Известия вузов. СевероКавказский регион. Технические науки. 2011, № 2. - с. 38 - 46

29. Заковоротный В.Л., Ладник И.В. Построение информационной модели динамической системы металлорежущего станка для диагностики процесса обработки. Проблемы машиностроения и надежности машин, 1991, № 4. - с. 75-79.

30. Заковоротный В.Л., Бордачев Е.В., Алексейчик М.И. Динамический мониторинг состояния процесса резания. СТИН, 1998, №12.-С. 6-13.

31. Бржозовский Б.М., Мартынов В.В. Динамический мониторинг и оптимизация технологических процессов механической обработки деталей на металлорежущих станках. Конструкторско - технологическая информатика- 2000: Тр. 4-ого Междунар. конгр. -М.: Станкин, 2000.- С.83-86.

32. Адаптивное управление станками. // Под ред. Б.С. Балакшина /М.: Машиностроение, 1973. 688 с.

33. Многоцелевые системы ЧПУ гибкой механообработкой / В.Н. Алексеев, В.Г. Воржев, Г.П. Гырдымов и др.; под общ. ред. В.Г. Колосова. — Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1984. — 224 с.

34. Ратмиров В.А. Основы программного управления станками. — М.: Машиностроение, 1978. — 240 е.: ил.

35. Тугенгольд А.К. Интеллектуальное управление технологическими объектами. Труды IV Международного конгресса "Конструкторско-технологическая информатика-2000". — М.: МГТУ «Станкин», 2000. — Т. 2. —С. 215-217.

36. Тимирязьев В.А., Хазанова О.В. Управление точностью многоцелевых станков программными методами. Труды IV Международного конгресса "Конструкторско-технологическая информатика-2000". — М.: МГТУ «Станкин», 2000. — Т. 2. — С. 196-170.

37. Мартинова Л.И., Мартинов Г.М. Практические аспекты реализации модулей открытой системы ЧПУ. Автотракторное электрооборудование, 2002, № 3. С. 31-37.

38. Козочкин М.П. Оснащение современных станков с ЧПУ системами диагностики и адаптивного управления. Технология машиностроения. 2011. №3 .-С 18-20.

39. Соломенцев Ю.М., Сосонкин В. Л. Управление гибкими производственными системами. М.: Машиностроение, 1988. - 352 с.

40. Заковоротный В.Л., Флек М.П., Фам Динь Тунг. Синергетическая концепция при построении систем управления точностью изготовления деталей сложной геометрической формы. Вестник Донской государственного технического университета. 2011.Т. 11, №10(61). С. 17851797.

41. Г. Каудерер. Нелинейная механика. М.: Издательство иностранной литературы, 1961. — с. 420 - 484.

42. Заковоротный В.Л., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Влияние скоростных связей на устойчивость равновесия динамической системы процесса

точения. Вестник Донской государственного технического университета. 2011. Т.11, №8, вып. 1. С 1169-1179.

43. Заковоротный В.Л., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Потеря устойчивости равновесия динамической системы процесса точения за счет позиционных связей процесса обработки. Вестник Донской государственного технического университета. 2011. Т.11, №8, вып. 1. С

44. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг. Бифуркация в динамической системе резания. Вестник Ростовского государственного университета путей сообщения. 2011. №4. С29-37.

45. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг. Изучение многообразий, формируемых в окрестности равновесия динамической системы резания и трения. Сборник трудов IX международной научно- технической конференций «Инновация, экология и ресурсосберегающие технологии на предприятиях машиностроения, авиастроения, транспорта и сельского хозяйства». Ростов -на-Дону, ДГТУИнЭРТ 2010, с 116-120.

46. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг. Перестройка динамической системы, взаимодействующей с процессом резания в ходе её эволюции. Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2011. №6. С 4962.

47. Заковоротный В.Л., Нгуен Донг Ань., Фам Динь Тунг. Математическое моделирование эволюционных преобразований динамики механической системы, взаимодействующей со средой. Известия вузов. СевероКавказский регион. Технические науки. Специальный выпуск.—2007.-С.30-38.

48. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг. Эволюция механической системы, взаимодействующей со средой. Проблемы самоорганизации и управления. Аналитическая механика, устойчивость и управление. Том 3. Казань, изд-во КазГТУ, 2012. С. 454 - 465.

49. Фам Динь Тунг. Управление динамикой механической системы в ходе её эволюционных преобразований на примере токарной обработки. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Библиотека ДГТУ. г. Ростов на Дону. 2008.

50. Решетов Д.Н., Портман В.Т. Точность металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1986. - 336 с.

51. Проников A.C. Программный метод испытания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1985.-288 с.

52. Айрапетов Э.И., Афонский Б.Д., Генкин М.Д Об анализе кинематических погрешностей зубчатых колес с использованием фильтрации. Вестник машиностроения, 1985, № 3. - 12 - 14 с.

53. Бордачев Е.В., Афанасьев A.B., Зимовнов О.В. Программно-аппаратный комплекс для анализа динамических характеристик исполнительных движений рабочих органов металлорежущих станков. Диагностика металлорежущих станков и процессов обработки. Межвезовский сборник. Ростов н/Д: изд - во РИСХМ. 1991. - 78 - 85 с.

54. Портман В.Т., Шустер В.Г. Модель выходной точности станка. Вестник машиностроения, 1983, № 9.

55. Зимовнов О.В. Диагностика качества сопряжений приводов металлорежущих станков по характеристикам неравномерности исполнительных движений на примере приводов подачи станков токарной группы. Диссертаций на соискание уч. ст. к.т.н.. Ростов н/Д, 1996.- 266 с.

56. Бордачев Е.В. Диагностика динамической точности исполнительных движений приводов подач металлорежущих станков токарной группы. Диссертация канд. техн. наук. Ростов н/Д. 1989.-237 с.

57. Вибрации в техника. Справочник в 6-ти т./ Ред. Совет: В41 В.Н. Челомей (пред.).-М.: Машиностроение, 1978- Т.1. Колебания линейных систем/Под ред. В.В. Болотина. 1978. 352 с.

58. Копелев Ю.Ф. Влияние параметров подсистем станка на его виброустойчивость. Металлорежущие станки : респ. межвед. науч.-техн. сб. -К., 1983.-Вып. 11. - С. 12-17

59 Копелев Ю.Ф. Параметрические колебания станков. Металлорежущие станки : респ. межвед. науч.-техн. сб. - К., 1984. -Вып. 12. - С. 3 — 8.

60. Копелев Ю.Ф. Параметрические колебания станков при резании: автореф. дис.... д-ра техн. наук: 05.03.01 / ЭНИМС; Ю.Ф. Копелев. - М., 1985. - 32 с.

61. Митина Т.В. Минимизация параметрических колебаний при резании на основе управления скоростью движения подачи. Дис. ... канд. техн. наук: 05.13.06. - Москва, 2005.-129 с.

62. Чернышев Е.А., Пашинин А.В. Параметрический резонанс при точении. http://ea.donntu.edu.Ua/handle/123456789/8150

63. Gabor Stepan, Tamas Insperger, Robert Szalai. Delay, parametric excitation, and nonlinear dynamics of cutting processes. International Journal of Bifurcation and Chaos, Vol. 15, No. 9 (2005) 2783-2798

64. Gabor Stepan, Tamas Insperger, Robert Szalai. Nonlinear Dynamics of High -Speed Milling Subjected to Generative Effect. Nonlinear Dynamics of Production Systems edited by Gunther Radons, Wiley-VCH, New York (2003).

65. Линчевский П.А., Оборский Г.А., Оргиян А.А. Колебания и точность в технологии машиностроения. Труды Одесского политехнического университета, вык.1. (2001).

66. Оргиян А.А. Влияние параметрических возмущений на устойчивость замкнутой динамической системы станка при прецизионной обработке. BicTi академ11 шженерних наук Укра'ши. Вщцшення важкого i транспортного машинобудування. - Дншропетровськ, 1998. - С. 127 - 130.

67. Оргиян А.А. Параметрическая устойчивость динамических систем с переменными характеристиками.

http://wvvw.nbuv.gov.ua/Portal/natural/Popu/1999_l/l_15.htm

68. S.A. Voronov, A.M. Gouskov, A.S. Kvashnin, E.A. Butcher, S. C. Sinha. Influence of Torsional Motion on the Axial Vibrations of a Drilling Tool. Transactions of the ASME. Vol. 2, JANUARY 2007.

69. Воронов C.A. Разработка математических моделей и методов анализа динамики процессов абразивной обработки отверстий. Автореферат на соискание уч. с. д.т.н., Москва. 2008.

70. Tamas Insperger, Gabor Stepan, Sri N. Namachchivaya. Comparison of the dynamics of low immersion milling and cutting with varying spindle speed. Proceedings of DETC'01 ASME 2001 Design Engineering Technical Conferences and Computers and Information in Engineering Conference Pittsburgh, Pennsylvania, September 9-12,2001.

71.Пуш A.B. Шпиндельные узлы. Качество и надежность. М.: Машиностроение. 1992.-288 с.

72. Лурье Г. Б. Шлифование металлов. -М. Машиностроение. -1969. - 172с.

73. Дальский A.M., Суслов А.Г., Назаров Ю.Ф. Технология изготовления деталей машин. М.: Машиностроение, 2006,- 840 с.

74. Майоров С.В. Параметрические колебания роторов на радиальных подшипниках жидкостного трения Дис.... канд. техн. наук: 01.02.06. - Орел,

2009. -174 с.

75. Заковоротный В.Л., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Моделирование деформационных смещений инструмента относительно заготовки при точении. Вестник Донской государственного технического университета.

2010. №7, с 1005-1015.

76. Заковоротный В.Л., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Моделирование и идентификация инерционных и диссипативных свойств подсистем режущего инструмента и заготовки при точении. Вестник Донской государственного технического университета. 2010. №8, с 1165-1177.

77. Заковоротный B.JI., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Моделирование динамической связи, формируемой процессом точения, в задачах динамики процесса резания (позиционная связь). Вестник Донской государственного технического университета. 2011. №3. С 301-312.

78. Заковоротный В.Л., Нгуен Суан Тьем, Фам Динь Тунг. Моделирование динамической связи, формируемой процессом точения, в задачах динамики процесса резания (скоростная связь). Вестник Донской государственного технического университета. 2011. №2. С 137-147.

79. Пугачев B.C., Синицын И.Н. Теория стохастических систем. М.: Логос, 2000. -1000 с.

80. Болотин В.В. Численный анализ устойчивости линейных дифференциальных уравнений с периодическими коэффициентами.// В кН. «Избранные проблемы прикладной механики»./ М.: изд-во ВИНИТИ, 1974. -с. 155- 166.

81. Болотин В.В., Москвин В.Г. О параметрических резонансах в стохастических системах. Известия АН СССР. МТТ. 1972. № 4, с. 88 - 94.

82. Заковоротный В.Л. Нелинейная трибомеханика. Ростов н/Д: изд-во ДГТУ. 2000. 293 с.

83. Заковоротный В.Л. Динамика трибосистем. Самоорганизация, эволюция. Ростов н/Д: изд-во ДГТУ. 2003. 502 с.

84. Заковоторный В.Н., Блохин В.П., Алексейчик М.И. Введение в динамику трибосистем. Ростов н/Д: ИнфоСервис. 2004. 680 с.

85. Блек Р. О механизме большой пластической деформации. Электронная микроскопия металлических стружек. Труды американского общества инженеров- механиков. Конструирование и технология машиностроения, 1971, №2, с. 132-134.

86. Кендалл М. Дж., Стьюарт А. Многомерный статистический анализ и временные ряды. М.: Наука, 1976. - 736 с.

87. Марпл С.JI. Цифровой спектральный анализ и его приложения. М.: Мир, 1990.-584 с.

88. Zakovorotny V.L., Samosudov А.А. The problems of managing the evolution of the dynamic system, interacting with the environment. Engineering & Automation, International journal - M, 2006, № 5,p. 78-91.

89. Zakovorotny V.L., Nguyen Dong Anh, Pham Dinh Tung. Mathematical modelling and control of the evolution of dynamic systems interacting with medium. Vietnam journal of machanics. 2011. Vol.33. N3, P.157-169.

90. Ляпунов A.M. Общая задача об устойчивости движения. М.: Гостехиздат, 1950.

91.Беллман Р. Теория устойчивости решений дифференциальных уравнений. М.: изд-во «Иностранная литература», 1954.-423 с.

92. Меркин Д.Р. Введение в теорию устойчивости движения. М.: Наука, 1971. -436 с.

93. Демидович Б.П. Лёкции по математической теории устойчивости. М.: Наука, 1967. 472 с.

94. Данжело Р. Линейные системы с переменными параметрами. М.: Машиностроение, 1974. -287 с.

95. Металлорежущие станки.//Под ред. В.Э. Пуша / М.: Машиностроение, 1986. -576 с.

96. Справочник технолога - машиностроителя. // Под ред. А.Г.Кисловой и Р.К. Мещерякова/ М.: Машиностроение, 1985. - Т.1 - 656 е., т.2. - 496 с.

97. Заковоротный В.Л., Фам Динь Тунг. Частотные свойства преобразования траекторий исполнительных элементов токарного станка в траектории формообразующих движений инструмента относительно заготовки. Известия вузов. Севро-Кавказский регион, Технические науки. 2011, №5, с.ЗО -38.

98. Петраков Ю.В., Драчев О.И. Теория автоматического управления технологическими системами. / М.: Машиностроение, 2008. - 336 с.

99. Палк К.И. Системы управления механической обработкой на станках./ Л.: Машиностроение, 1984. - 178 с.

100. Пуш A.B., Ежков A.B., Иванников С.Н. Испытательно- диагностический комплекс для оценки качества и надежности узлов станков. Станки и инструмент, 1987, № 9. - с. 9-12.

101. Русавский Ю.П. Диагнострование виброустойчивости узлов машин с шариковыми или роликовыми винтовыми передачами. СТИН, 1994, № 2. — с. 15-17.

102. Бабаков И.М. Теория колебаний. М.: Наука, 1968. - 560 с.

103. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя. М.: Машиностроение, 1987.

104. Рыжов Э.В., Суслов А.Г., Федоров В.П. Технологическое обеспечение эксплуатационных свойств деталей машин. М.: Машиностроение, 1979. — 179 с.

105. Заковоротный B.JI. Поплавский В.Н. Исследование взаимосвязи деформаций (режущего) инструмента с геометрической точностью детали Изв. СКНЦВШ. Техн. науки. -1978. -№ 1.

106. Качество машин. Справочник в двух томах. Том 1. М.: Машиностроение, 1995.-с. 24-35.

107. Сулима A.M., Шулов В.А., Ягодин Ю.Д. Поверхностный слой и эксплуатационные свойства деталей. М.: Машиностроение, 1988. 240 с.

108. Дунин-Барковский И.В., Карташова А.Н. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности. М.: Машиностроение, 1978. - 232 с.

109. Хусу А.П., Виттенберг Ю.Р.,Пальмов A.B. Шероховатость поверхностей. Теоретико-вероятностный подход. М.: Наука, 1975. - 343 с.

110. Математические основы теории автоматического регулирования. // Под ред. Б.К. Чемоданова. М.: Высшая школа, 1971. С 780 -784.