In this work there is carried out an investigation of tooth different pitches with the purpose to increase a technological system vibration resistance at processing by end mills with a variable pitch and using elements of an operation modal analysis (OMA). An experiment is carried out in the course of which there are performed tests for the level definition of vibrations and resonance frequencies of technological system oscillations at cutting by an end mill with a constant and varied pitch. The work results show that the average level of vibrations at the work with a mill with a constant pitch is higher than at the work with a mill with a varied one. The existence of some own frequencies in one direction for a mill with a constant pitch of teeth is defined that is possible in the systems with a great number of degrees of mobility. At the same time for a mill with a varied pitch the oscillations were observed only at one frequency of own oscillations in one direction. In this connection a possibility of resonance oscillations decreases. During the work of the mill with a varied pitch the vibration waves with different length appear on the surfaces of cutting. A developed physical model of a technological system oscillation process at the work with a mill with a varied pitch shows that with the increase of a circular pitch the resultant oscillation displacements decrease.

Рассматривается проблема идентификации технологической системы при фрезеровании мето-дом операционного модального анализа по извест-ному сигналу отклика на неизвестное возбуждение. На первом этапе решается задача выявления собст-венных частот динамической системы методом разложения в частотной области матрицы взаимной спектральной плотности сигналов. На втором этапе вычисляются коэффициенты относительного демпфирования. Предложенный алгоритм проде-монстрирован на модели двух связанных осцилля-торов, а также применен для идентификации ре-альной технологической системы при фрезерова-нии.Ключевые слова: операционный модаль-ный анализ, собственная частота колебаний, коэф-фициент относительного демпфирования, динами-ческая система, вибрации, устойчивость, автоколе-бания, фрезерование.

No abstract

Для решения задач обеспечения устойчивости движения технологической системы необ-ходимо точно определить такие динамические характеристики, как жесткость, степень диссипа-ции, моды колебаний. Существует несколько возможных путей решения вопроса об идентифика-ции динамических параметров, в частности экспериментальный модальный анализ (ЭМА) и ана-литический способ. Как правило, ЭМА выполняется посредством определения отклика на известное возбуждение системы. В этом случае результатом ЭМА является передаточная функ-ция. Однако для ряда систем невозможно определить исходное возбуждение. Если известен только отклик, идентификация динамических параметров системы выполняется посредством операционного модального анализа (ОМА).В настоящей работе выполнен ОМА для определения собственных частот колебаний технологической системы при фрезеровании. Отклик системы, а именно виброускорение в орто-гональной плоскости, был зафиксирован посредством трехкомпонентного вибродатчика со встро-енным предусилителем сигнала. Далее была составлена матрица спектральной плотности мощ-ности сигналов. Посредством сингулярного разложения представленной матрицы получен набор сингулярных значений для диапазона значений частот колебаний, причем наибольшие сингуляр-ные значения соответствуют частотам колебаний вблизи собственных частот динамической сис-темы. Впервые такой метод ОМА предложил Р. Бринкер в 2000 г.Предварительно для демонстрации корректности используемого метода ОМА составлена и исследована имитационная модель технологической системы при фрезеровании, динамиче-ские характеристики которой заранее известны. Далее исследуется реальная система, вклю-чающая в себя режущий и вспомогательный инструменты, заготовку, приспособление и станок. Вибродатчик закреплен на корпусе шпиндельного узла. Выполняется несколько тестов резания, при этом значения виброускорений передаются на компьютер для последующего анализа. В хо-де ОМА выявлены собственные частоты колебаний технологической системы.