Чисельне моделювання верстатних пристроїв для механічної обробки деталей типу важелів

Abstract

У статті запропоновано конструкцію верстатного пристрою, який забезпечує достатню інструментальну доступність і дозволяє виконувати багатокоординатну обробку деталей типу важелів при одному закріпленні. Дослідження, виконані методами чисельного моделювання, підтвердили, що запропонована конструкція відповідає усім параметрам точності. Результати досліджень напружено- деформованого стану показали, що величини переміщень і напружень, які виникають у процесі механічної обробки, у запропонованому верстатному пристрої менші, ніж у стандартних. Проведений модальний аналіз підтвердив, що запропонований верстатний пристрій має значно вищу динамічну жорсткість, ніж стандартні верстатні пристрої. Моделювання виконувалося для обробки важелів із сталі, чавуна, алюмінієвого сплаву. Визначені залежності переміщень і напружень від глибини різання, що дозволяє оптимізувати процес механічної обробки.

В статье предложена конструкция станочного приспособления, которое обеспечивает инструментальную доступность и позволяет выполнять многокоординатного обработку деталей типа рычагов при одном закреплении. Исследования, выполненные методами численного моделирования, подтвердилии, что предложенная конструкция соответствует всем параметрам точности. Результаты исследования напряженно-деформированного состояния показали, что величины перемещений и напряжений, возникающих в процессе механической обработки, в предложенном приспособлении меньше, чем в стандартных приспособлениях. Выполненный модальный анализ подтвердил, что предложенное приспособление имеет значительно большую динамическую жесткость, чем стандартные приспособления. Моделирование проводилось для обработки рычагов из стали, чугуна и алюминиевого сплава. Определены зависимости перемещений и напряжений от глубины резания, которые позволяют оптимизировать процесс механической обработки.

This paper proposes the fixture design that provides sufficient tool availability and allows performing a multiaxis machining of parts of levers with one fixing. Research, performed by methods of numerical simulation, confirmed that the proposed design complies with all requirements of accuracy. Results of deflected mode research show that the values of displacements and stress during machining in the proposed fixture are smaller than standard one. Modal analysis confirmed that proposed fixture has higher dynamic stiffness than standard fixtures for machining of levers. Simulations were carried out for levers machining of steel, cast iron and aluminum alloy. Dependences for displacements and stresses on the cut depth were determined, which allows to optimizing machining process.