Preview

Омский научный вестник

Расширенный поиск

Способ повышения жесткости и виброустойчивости нежестких концевых фрез при обработке щелевых пазов

https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-199-16-22

EDN: DFRAWD

Аннотация

   В статье рассмотрена актуальная проблема обработки глубоких щелевых пазов, полостей малой ширины ≤ 3 мм в деталях аэрокосмического и энергетического машиностроения.

   Основное внимание уделено недостаточной жесткости и склонности к вибрациям удлиненных цельных твердосплавных фрез с соотношением длины к диаметру L/D ˃ 5.

   Вибрации приводят к ухудшению качества поверхности, повышенному износу режущих кромок, образованию биений и к поломке инструмента. Для решения этой проблемы проанализированы существующие подходы. Предложен новый способ увеличения жёсткости, заключающийся в использовании поддерживающего люнета. Люнет служит дополнительной опорой для фрезы, значительно повышая её жесткость и демпфируя колебания. Приводятся результаты математического моделирования статической жесткости инструментальной системы. Одним из ключевых преимуществ нового подхода является его технологическая простота и возможность интеграции в существующие станки с числовым программным управлением без кардинальной модернизации оборудования. В отличие от активных систем указанный метод не требует сложной электроники или программного обеспечения. Метод позволяет вести обработку глубоких и узких пазов даже при неблагоприятном соотношении их ширины к глубине, что прежде считалось труднореализуемой задачей. Возросшая жесткость системы, в свою очередь, положительно сказывается на износостойкости инструмента и дает возможность увеличить режимы резания, тем самым наращивая общую производительность. Наибольший потенциал метод раскрывает при работе с жаропрочными сплавами, где классическое фрезерование наталкивается на жесткие технологические ограничения.

Об авторах

А. Ю. Попов
Омский государственный технический университет
Россия

Андрей Юрьевич Попов, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры

кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

644050; пр. Мира, 11; Омск

AuthorID (РИНЦ): 175664, AuthorID (SCOPUS): 25228115700



Е. В. Кривонос
Омский государственный технический университет
Россия

Евгений Викторович Кривонос, кандидат технических наук, доцент

кафедра «Металлорежущие станки и инструменты»

644050; пр. Мира, 11; Омск

AuthorID (РИНЦ): 762266, AuthorID (SCOPUS): 57193400934, ResearcherID: ABC-7096-2020



Э. Р. Минибаев
Омский государственный технический университет
Россия

Эрик Ренатович Минибаев, инженер

учебный научно-производственный центр «Современные технологии машиностроения»

644050; пр. Мира, 11; Омск

AuthorID (РИНЦ): 1315196



В. Р. Аллагулов
Омский государственный технический университет
Россия

Вадим Ришатович Аллагулов, инженер

учебный научно-производственный центр «Современные технологии машиностроения»

644050; пр. Мира, 11; Омск

AuthorID (РИНЦ): 1263210



Список литературы

1. Altintas Y. Manufacturing Automation: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design. 2<sup>nd</sup> ed. Cambridge: Cambridge University Press, 2012. doi: 10.1017/CBO9780511843723.

2. Denkena B., Bergmann B., Teige C. Frictionally damped tool holder for long projection cutting tools. Production Engineering. 2018;6(12):715–722. doi: 10.1007/s11740-018-0847-7. EDN: DQWRMX.

3. Постнов В. В., Малахов Е. Н., Старовойтов С. В. [и др.]. Расчетно-экспериментальный метод компенсации погрешности механообработки лопаток газотурбинных двигателей на мехатронном станочном оборудовании // Вестник УГАТУ. 2012. Т. 16, № 7 (52). С. 145–153. EDN: PWZUHP.

4. Трусов В. Н., Скуратов Д. Л., Законов О. И. [и др.]. Влияние режимов резания на температуру при фрезеровании заготовок из труднообрабатываемых материалов // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2011. Т. 15, № 3 (43). С. 85–91. EDN: OWXVSV.

5. Кочина Т. Б. Износ керамических инструментальных материалов при высокоскоростном резании жаропрочных никелевых сплавов // Металлообработка. 2013. № 2. С. 7–13. EDN: REKXIR.

6. Smith S., Tlusty J. Current trends in high-speed machining. Journal of Manufacturing Science and Engineering. 1997;119(4B):664–666. doi: 10.1115/1.2836806.

7. Munoa J., Beudaert X., Dombovari Z. [et al.]. Chatter suppression techniques in metal cutting. CIRP Annals — Manufacturing Technology. 2016;65(2):785–808. doi: 10.1016/j.cirp.2016.06.004. EDN: VJNJHW.

8. Schmidt J., Tritschler H. Micro Milling of Hardened Steel. Microsystem Technologies. 2004;10(3):167–174. doi: 10.1007/s00542-003-0346-3. EDN: FMEKUB.

9. Bari P., Kilic Z. M., Law M. Rapid stability analysis of variable pitch and helix end mills using a non-iterative multi-frequency solution. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part B: Journal of Engineering Manufacture. 2023;13(237): 2109–2118. doi: 10.1177/09544054221126967. EDN: ONUWRR.

10. Pleta A., Nithyanand G., Akhavan Niaki F. [et al.]. Identification of optimal machining parameters in trochoidal milling of Inconel 718 for minimal force and tool wear and investigation of corresponding effects on machining affected zone depth. Manufacturing Letters. 2019;21:28–33. doi: 10.1016/j.mfglet.2019.05.003.

11. Ярославцев В. М. Особенности процессов стружкообразования и формирования поверхностного слоя детали при обработке газотермических покрытий // Наука и образование : научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2016. № 6. С. 18–29. doi: 10.7463/0616.0842354. EDN: WISNIF.

12. Cook R. D., Malkus D. S., Plesha M. E., Witt R. J. Concepts and Applications of Finite Element Analysis. 4<sup>th</sup> ed. John Wiley & Sons, 2001. 736 p. ISBN 978-0-471-35605-9.

13. Kıvanç E. B., Budak E. Structural modeling of end mills for form error and stability analysis. International Journal of Machine Tools and Manufacture. 2004;11(44):1151–1161.

14. Wang Le., Yue C., Liu X. [et al.]. Conventional and micro scale finite element modeling for metal cutting process : A review. Chinese Journal of Aeronautics. 2024;2(37):199–232. doi: 10.1016/j.cja.2023.03.004. EDN: PZBCKM.

15. Пономарев Б. Б., Нгуен Хьен Ши. Исследования динамики процесса пятикоординатного концевого фрезерования // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В. Г. Шухова. 2019. Т. 4, № 7. С. 108–120. doi: 10.34031/article_5d35d0b677dc74.96046396.


Рецензия

Для цитирования:


Попов АЮ, Кривонос ЕВ, Минибаев ЭР, Аллагулов ВР. Способ повышения жесткости и виброустойчивости нежестких концевых фрез при обработке щелевых пазов. Омский научный вестник. 2026;(3):16-22. https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-199-16-22. EDN: DFRAWD

For citation:


Popov AY, Krivonos EV, Minibaev ER, Allagulov VR. Method of increasing the rigidity and vibration resistance of non-rigid end mills in processing slot grooves. Omsk Scientific Bulletin. 2026;(3):16-22. (In Russ.) https://doi.org/10.25206/1813-8225-2026-199-16-22. EDN: DFRAWD

Просмотров: 37

JATS XML


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1813-8225 (Print)
ISSN 2541-7541 (Online)