omnaОмский научный вестникOmsk Scientific Bulletin1813-82252541-7541Омский государственный технический университет10.25206/1813-8225-2024-189-66-72QPUQHLomna-314Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGИсследование динамической податливости стола координатно-расточного станка под нагрузкойThe study of the dynamic displacement of the table of a jig boring machine under loadhttps://orcid.org/0000-0001-6197-435XБлохинД. А.BlokhinD. A.

Блохин Дмитрий Андреевич, старший преподаватель кафедры «Металлорежущие станки и инструменты» Машиностроительного института

AuthorID: 869045

AuthorID (SCOPUS): 56503655400

ResearcherID: A-8621-2017

г. Омск

Blokhin Dmitriy Andreyevich, Senior Lecturer of Metal-Cutting Machines and Instruments Department, Mechanical Engineering Institute

AuthorID: 869045

AuthorID (SCOPUS): 56503655400

ResearcherID: A-8621-2017

Omsk

blohin.da@mail.ruМихайловИ. С.MikhailovI. S.

Михайлов Игорь Сергеевич, студент гр. КТО-214 Машиностроительного института

г. Омск

Mikhailov Igor Sergeyevich, Student of gr. KTO-214 Mechanical Engineering Institute

Omsk

mik3d@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian Federation202430032024016672Copyright © Блохин Д.А., Михайлов И.С., 20242024Блохин Д.А., Михайлов И.С.Blokhin D.A., Mikhailov I.S.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://onv.omgtu.ru/jour/article/view/314

В статье представлен метод оценки динамической податливости стола координатно-расточного станка с учетом деформаций несущей системы станка при воздействии периодических сил. Вибровозбудитель в виде электродвигателя с несбалансированным ротором позволяет моделировать динамическую нагрузку, эквивалентную процессу фрезерования по параметрам модуля сил резания и частоты воздействия, исключая применение СОЖ и стружкообразование. Приведенный метод может быть применен для определения предельных режимов резания и участков рабочей зоны станка, обеспечивающих необходимую жесткость и точность обработки.

The article presents a technique for evaluation dynamic flexibility of the vertical milling machine table, considering the deformations of the supporting system of the machine under the influence of forces equivalent to cutting forces. The vibration exciter in the form of an electric motor with an unbalanced rotor makes it possible to simulate a dynamic load equivalent to the milling process in terms of the modulus of cutting forces and impact frequency, excluding the use of coolant and chip formation. A setup has been developed to create an equivalent dynamic load on the machine tool. The proposed technique can be used to determine the cutting limits and the locality of the working area of the machine that provide the greatest rigidity and processing accuracy.

обрабатывающие центрыточность обработкиточность фрезерованияжесткость несущей системыдинамика приводаballbarCNC machine toolsmilling accuracysupporting system rigidityfeed drive system dynamicsballbarReferencesLuo B. A method to predict position-dependent structural natural frequencies of machine tool // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2015. Vol. 92. P. 72–84. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2015.02.009.Luo B. A method to predict position-dependent structural natural frequencies of machine tool // International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2015. Vol. 92. P. 72–84. DOI: 10.1016/j.ijmachtools.2015.02.009. (In Engl.).Maslo S., Menezes B., Kienast P. [et al.]. Improving dynamic process stability in milling of thin-walled workpieces by optimization of spindle speed based on a linear parameter-varying model // Procedia CIRP. 2020. Vol. 93. P. 850–855. DOI: 10.1016/j.procir.2020.03.092.Maslo S., Menezes B., Kienast P. [et al.]. Improving dynamic process stability in milling of thin-walled workpieces by optimization of spindle speed based on a linear parameter-varying model // Procedia CIRP. 2020. Vol. 93. P. 850–855. DOI: 10.1016/j.procir.2020.03.092. (In Engl.).Brecher C., Altstadter H., Daniels M. Axis position dependent dynamics of multi-axis milling machines // Procedia CIRP. 2015. Vol. 31. P. 508–514. DOI: 10.1016/j.procir.2015.03.068.Brecher C., Altstadter H., Daniels M. Axis position dependent dynamics of multi-axis milling machines // Procedia CIRP. 2015. Vol. 31. P. 508–514. DOI: 10.1016/j.procir.2015.03.068. (In Engl.).Бушуев В. В., Новиков В. А. Определение приведенных коэффициентов демпфирования элементов привода подач станков с передачей винт–гайка качения // Вестник МГТУ «Станкин». 2016. № 4 (39). С. 22–26.Bushuev V. V., Novikov V. A. Opredeleniye privedennykh koeffitsiyentov dempfirovaniya elementov privoda podach stankov s peredachey vint-gayka kacheniya [Determination of the reduced damping coefficients of the feed drive elements of machine tools with a rolling screw-nut transmission] // Vestnik MGTU Stankin. Vestnik MSUT «Stankin». 2016. Vol. 4 (39). P. 22–26. (In Russ.).Deng C., Liu Y., Zhao J. Analysis of the machine tool dynamic characteristics in manufacturing space based on the generalized dynamic response model // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 92. P. 1–14. DOI: 10.1007/s00170-017-0201-9.Deng C., Liu Y., Zhao J. Analysis of the machine tool dynamic characteristics in manufacturing space based on the generalized dynamic response model // International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2017. Vol. 92. P. 1–14. DOI: 10.1007/s00170-017-0201-9. (In Engl.).Телешевский В. И., Соколов В. А., Пимушкин Я. И. Повышение точности многокоординатных технологических и измерительных систем на основе лазерной коррекции объемных геометрических погрешностей // Вестник МГТУ «Станкин». 2018. № 4 (47). С. 99–104.Teleshevskiy V. I., Sokolov V. A., Pimushkin Ya. I. Povysheniye tochnosti mnogokoordinatnykh tekhnologicheskikh i izmeritel’nykh sistem na osnove lazernoy korrektsii ob”yemnykh geometricheskikh pogreshnostey [Improving the Accuracy of Multi-Axis Technological and Measuring Systems Based on Laser Correction of Volumetric Geometric Errors] // Vestnik MGTU Stankin. Vestnik MSUT «Stankin». 2018. Vol. 4 (47). P. 99–104. (In Russ.).Телешевский В. И., Пимушкин Я. И., Соколов В. А. Влияние нагрузок на лазерную коррекцию объемной точности многокоординатных технологических и измерительных систем // Вестник МГТУ «Станкин». 2020. № 2 (53). С. 8–13.Teleshevskiy V. I., Pimushkin Ya. I., Sokolov V. A. Vliyaniye nagruzok na lazernuyu korrektsiyu ob”yemnoy tochnosti mnogokoordinatnykh tekhnologicheskikh i izmeritel’nykh sistem [Influence of Loads on Laser Correction of Volumetric Accuracy of Multi-Axis Technological and Measuring Systems] // Vestnik MGTU Stankin. Vestnik MSUT «Stankin». 2020. Vol. 2 (53). P. 8–13. (In Russ.).Woźniak M., Majda P. Reproducibility of machine tools' circularity test according to ISO 230-4 with respect to testing position // Archives of Mechanical Technology and Materials. 2017. Vol. 37. P. 22–26. DOI:.10.1515/amtm-2017-0003.Woźniak M., Majda P. Reproducibility of machine tools' circularity test according to ISO 230-4 with respect to testing position // Archives of Mechanical Technology and Materials. 2017. Vol. 37. P. 22–26. DOI: 10.1515/amtm-2017-0003. (In Engl.).Blokhin D. A., Popov A. Yu. Investigation of the causes of shape deviations in contour milling // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1260 (3). P. 032007-1–032007-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/3/032007.Blokhin D. A., Popov A. Yu. Investigation of the causes of shape deviations in contour milling // Journal of Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1260 (3). P. 032007-1–032007-6. DOI: 10.1088/1742-6596/1260/3/032007. (In Engl.).Пат. 2794584 C1 Российская Федерация, МПК G 01 M 13/00, B 23 Q 17/00. Способ диагностики точности металлорежущего станка под нагрузкой / Блохин Д. А., Попов А. Ю. № 2022109724; заявл. 12.04.22: опубл. 21.04.23.Patent 2794584 C1 Russian Federation, IPC G 01 M 13/00, B 23Q 17/00. Sposob diagnostiki tochnosti metallorezhushchego stanka pod nagruzkoy [Method for diagnosing the accuracy of a metal-cutting machine under load] / Blokhin D. A., Popov A. Yu. No. 2022109724. (In Russ.).Brecher C., Falker J., Eßer B. [et al.]. Modelling of ball screw drives rolling element contact characteristics // CIRP Annals. 2018. Vol. 67 (1). DOI: 10.1016/j.cirp.2018.04.109.Brecher C., Falker J., Eßer B. [et al.]. Modelling of ball screw drives rolling element contact characteristics // CIRP Annals. 2018. Vol. 67 (1). DOI: 10.1016/j.cirp.2018.04.109. (In Engl.).Archenti А., Nicolescu М., Casterman G. [et al.]. A new method for circular testing of machine tools under loaded condition // Procedia CIRP. 2012. Vol. 1 (1). P. 575–580. DOI: 10.1016/j.procir.2012.05.002.Archenti А., Nicolescu М., Casterman G. [et al.]. A new method for circular testing of machine tools under loaded condition // Procedia CIRP. 2012. Vol. 1 (1). P. 575–580. DOI: 10.1016/j.procir.2012.05.002. (In Engl.).Givi M., Mayer J. R. R. Optimized volumetric error compensation for five-axis machine tools considering relevance and compensability // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2015. Vol. 12. P. 44–55. DOI: 10.1016/j.cirpj.2015.09.002.Givi M., Mayer J. R. R. Optimized volumetric error compensation for five-axis machine tools considering relevance and compensability // CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. 2015. Vol. 12. P. 44–55. DOI: 10.1016/j.cirpj.2015.09.002. (In Engl.).Guo С., Chen L., Ding J. A novel dynamics model of ball-screw feed drives based on theoretical derivations and deep learning // Mechanism and Machine Theory. 2019. Vol. 141. Р. 196–212. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2019.07.011.Guo С., Chen L., Ding J. A novel dynamics model of ball-screw feed drives based on theoretical derivations and deep learning // Mechanism and Machine Theory. 2019. Vol. 141. Р. 196–212. DOI: 10.1016/j.mechmachtheory.2019.07.011. (In Engl.).Блохин Д. А., Попов А. Ю., Нуртдинов Ю. Р., Дроздов И. Н. Способ контроля виброустойчивости стола вертикально-фрезерного станка // Инновационное и цифровое машиностроение: материалы Всерос. науч.-техн. конф., Уфа, 07–09 апреля 2021 года. Уфа: Изд-во УГАТУ, 2021. С. 263–268.Blokhin D. A., Popov A. Yu., Nurtdinov Yu. R., Drozdov I. N. Sposob kontrolya vibroustoychivosti stola vertikal’no-frezernogo stanka [Method for controlling vibration resistance of a table of a vertical milling machine] // Innovatsionnoye i tsifrovoye mashinostroyeniye. Innovative and Digital Engineering. Ufa, 2021. P. 263–268. (In Russ.).Блохин Д. А., Дроздов И. Н. Составление карты точности перемещений стола фрезерного станка под нагрузкой // Вестник МГТУ «Станкин». 2021. № 4 (59). С. 53–56.Blokhin D. A., Drozdov I. N. Sostavleniye karty tochnosti peremeshcheniy stola frezernogo stanka pod nagruzkoy [Mapping the accuracy of the movements of the milling machine table under load] // Vestnik MGTU Stankin. Vestnik MSUT «Stankin». 2021. Vol. 4 (59). P. 53–56. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.