ВПЛИВ СТРУЖКОУТВОРЕННЯ, ЩО СТВОРЮЄ СТРУЖКУ НАДЛОМУ, НА ЗБУДЖЕННЯ РЕГЕНЕРАТИВНИХ АВТОКОЛИВАНЬ ПРИ ТОЧІННІ
DOI:
https://doi.org/10.15588/1607-6885-2026-2-6Ключові слова:
вібрація, регенеративні автоколивання, стружкоутворення, різець-осцилятор, форма стружки.Анотація
Мета роботи. Метою цього дослідження є вивчення впливу стружкоутворення на збудження регенеративних автоколивань при точінні, порівняння поведінки автоколивань при стружкоутворенні, яке створює зливну стружку та стружку надлому, а також прогнозування стабільності обробки крихких матеріалів.
Методи дослідження. Дослідження проводилося в умовах безперервного ортогонального точіння на токарному верстаті з ЧПК. Вібрацію досліджували за допомогою різця-осцилятора з одним ступенем свободи в напрямку зміни товщини шару, що зрізається. Зміщення різальної кромки під час обробки вимірювали за допомогою індуктивного датчика, а сигнали записували за допомогою багатоканальної системи збору даних та обробляли на комп'ютері. Осцилограми аналізували для визначення амплітуди та статичного відхилення.
Результати. Експериментальні результати показали, що тип утворення стружки має значний вплив на вібрацію під час точіння. Під час обробки сталі 45, що характеризується зливним стружкоутворенням, у діапазоні швидкостей різання v = 100–250 м/хв спостерігалися регенеративні автоколивання, при цьому амплітуда їх зростала зі збільшенням швидкості різання. Натомість, під час обробки сірого чавуну СЧ35, який утворює стружку надлому, регенеративних автоколивань не виявлено; були наявні лише випадкові коливання низької амплітуди, рівень яких залишався майже постійним у всьому діапазоні швидкостей різання. Для бронзи БрО3Ц13С4, що також утворює стружку надлому, регенеративні автоколивання виникали лише при вищих швидкостях різання (v=150–250 м/хв), амплітуда їх зростала зі швидкістю різання, подібно до сталі.
Наукова новизна. Наукова новизна цього дослідження полягає у встановленні впливу стружкоутворення на умови пригнічення та збудження регенеративних автоколивань при точінні.
Практична цінність. Практичне значення цього дослідження полягає в покращенні прогнозування стабільності при обробці матеріалів з різними механізмами стружкоутворення. Отримані результати можуть бути використані для вибору оптимальних умов різання, які зменшують або запобігають виникненню регенеративних автоколивань, особливо під час обробки крихких матеріалів.
Посилання
Cai, Y., Zhuang, K., Zhu, K., & Wang, X. (2025). Stability analysis of finite amplitude chatter in turning considering tool wear and process damping effects. Jour-nal of Manufacturing Processes, 141, 773–788.
https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2025.03.019
Wang, A., Zhou, B., & Jin, W. (2024). Dynamics of the regenerative turning chatter with little mass eccen-tricity. International Journal of Non-Linear Mechanics, 166, 104851.
https://doi.org/10.1016/j.ijnonlinmec.2024.104851
Shouckry, A. S. (1981). Zones and boundaries be-tween different types of chip. Wear, 69(3), 345–353. https://doi.org/10.1016/0043-1648(81)90324-0
Ernst, H., & Martellotti, M. (1938). The formation of the built-up edge. ASME Mechanical Engineering, 57, 478–498.
Jatakar, K., Shah, V., Binali, R., Salur, E., Sağlam, H., Mikolajczyk, T., & Patange, A. D. (2023). Monitoring built-up edge, chipping, thermal cracking, and plastic de-formation of milling cutter inserts through spindle vibra-tion signals. Machines, 11(8), 790.
https://doi.org/10.3390/machines11080790
Sureshbabu, D. M., & Thyla, P. R. (2023). A novel control strategy for suppression of regenerative chatter in conventional lathe. The International Journal of Ad-vanced Manufacturing Technology, 125, 1917–1926. https://l doi.org /10.1007/s00170-022-09044-z
Tobias, S. A., & Fishwick, W. (1958). Theory of regenerative machine tool chatter. The Engineer, 205(7), 199–203.
Altintas, Y., Stepan, G., Budak, E., Schmitz, T., & Kilic, Z. M. (2020). Chatter stability of machining opera-tions. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 142(11), 110801. https://doi.org/10.1115/1.4047391
Schmitz, T. L., & Smith, K. S. (2019). Machining dynamics. Springer. https:// doi.org/10.1007/978-3-319-93707-6
Nurulamin, A. K. M., Jaafar, I. H., Patwari, A. U., & Zubaire, W. W. D. (2010). Role of discrete nature of chip formation and natural vibrations of system compo-nents in chatter formation during metal cutting. IIUM Engineering Journal, 11(1), 124–138. https://doi.org/10.31436/iiumej.v11i1.53
Zhou, W. (2021). Intensification of turning ma-chining of difficult-to-machine materials based on mod-eling of chip formation process. Dissertation.
Sahoo, P., & Rout, S. (2019). Chatter investiga-tion on machining of gray cast iron considering the damp-ing effect. International Journal of Recent Contributions from Engineering Science & IT (iJES), 7(3), 64. https://doi.org/10.3991/ijes.v7i3.11376
Aguado, S., Pueo, M., Acero, R., Majarena, A. C., & Santolaria, J. (2025). Surface roughness prediction in turning processes for grey cast iron: A hybrid machine learning approach integrating infrared thermography. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 161, 112180. https://doi.org/10.1016/j.engappai.2025.112180
Djaka, K. S., Moufki, A., Nouari, M., Laheurte, P., & Tidu, A. (2018). A semi-analytical modelling of cut-ting using crystal plasticity theory and flow line approach. International Journal of Mechanical Sciences, 141, 49–59.
https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2018.10.006
Soman, A. S., & Subbiah, S. (2016). Process planning in additive manufacturing: A state-of-the-art review. Procedia CIRP, 49, 146–151. https://doi.org/10.1016/j.procir.2016.04.005
Tryshyn, P., & Kozlova, O. (2025). Experimental studies of vibration excitation during turning. Shock and Vibration, 2025, 6157874. https://doi.org/10.1155/vib/6157874
Tryshyn, P. (2025). Theory of the cutter-oscillators design. Shock and Vibration, 2025, 6679342. https://doi.org/10.1155/vib/6679342
Tryshyn, P. R. (2025). Investigation of cutting conditions based on vibration trace in turning. Vibratsii v tekhnitsi ta tekhnolohiiakh, (1)(116), 40–47. https://doi.org/10.37128/2306-8744-2025-1-5
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Положення про авторські права Creative Commons
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
-
Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
-
Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
