Effectiveness of using a slider-crank mechanism for waffle background milling

封面

如何引用文章

全文:

详细

The paper presents the design of an experimental cutting tool feed drive based on a slider-crank mechanism. A feature of the technology of milling a regular waffle background pattern is the need for regular repetition of cells, usually rectangular shape. This requires the development of a tool feed mechanism that provides а high processing speed and a significant reduction in cutting forces to prevent deformation of the cell shape. The drive design presented in the work provides feed rate up to 43 m/min with cutting speed up to 942 m/min. This eliminates the exit of the mechanism out of the cell dimensions, as well as provides a significant reduction of cutting forces up to 10 N and removes the problem of using coolant (dry machining). This is a feature of the high-speed milling mode, when the feed rate and cutting speed are significantly higher than traditional ones, and the cutting depth does not exceed 1 mm. The productivity of this milling process is much higher than traditional milling modes and, in addition, it causes less heating of the part, as almost all the heat escapes with the chips. The practical significance of the development is the increase of productivity of the equipment for waffle background milling in fuel tanks from aluminium alloys due to the application of the high-speed drive based on the slider-crank mechanism. The authors offered to mount it instead of the standard spindle on large-sized milling gantry-type machines. This makes it possible to use the high-speed milling modes at cutting forces of several newtons for reducing the weight of the power and moving parts of the drive and increasing the feed rate.

作者简介

I. Drozdov

JSC "Federal Research and Production Center "Progress"

Email: ceh2@progress-omsk.ru

A. Popov

Omsk State Technical University

Email: popov_a_u@list.ru
ORCID iD: 0000-0002-7703-9283

参考

  1. Михрютин, В. В. Методы механической обработки листовых обшивок планера самолетов / В. В. Михрютин, М. А. Шерстобитов. – Текст : непосредственный // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. – 2012. – № 2 (23). – С. 279–284.
  2. Писаренко, А. А. Механообрабатывающий центр модели СВО-3500 для формирования вафельного фона на крупногабаритных конструкциях изделий ракетно-космической техники / А. А. Писаренко, А. М. Ковалев. – Текст : непосредственный // Вестник НПО Техномаш. – 2018. – № 2 (6). – С. 86–90.
  3. Лизин, В. Т. Проектирование тонкостенных конструкций / В. Т. Лизин, В. А. Пяткин. – Москва : Машиностроение, 1976. – 408 с. – Текст : непосредственный.
  4. Батрутдинов, Р. Г. Технология изготовления вафельного фона в обечайках летательных аппаратов / Р. Г. Батрутдинов, С. К. Сысоев. – Текст : непосредственный // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. – 2011. – Т. 1, № 7. – С. 7–8.
  5. Артоболевский, И. И. Теория механизмов и машин / И. И. Артоболевский. – Москва : Наука, 1975. – 640 с.
  6. Дворников, Л. Т. Теория кривошипно-ползунных механизмов : монография / Л. Т Дворников, Н. С. Большаков. – Новокузнецк : НПФ, 2008. – 138 с. – ISBN 978-5-8441-0282-0.
  7. Белов, И. В. Кривошипно-ползунный механизм с двумя шатунами / И. В. Белов, Д. В. Семенов, А. А. Белов. – Текст : непосредственный // Оригинальные исследования. – 2023. – Т. 13, № 8. – С. 20–27.
  8. Chen, Yu. Investigations on the dynamic characteristics of a planar slider-crank mechanism for a high-speed press system that considers joint clearance / Yu. Chen, Yu. Sun, D. Yang. – doi: 10.1007/s12206-016-1209-z. – Текст : непосредственный // Journal of Mechanical Science and Technology. – 2017. – Vol. 31, No. 1. – P. 75–85.
  9. Dynamic modeling and identification of a slider-crank mechanism / J.-L. Ha, R.-F. Fung, K.-Yu. Chen, Sh.-Ch Hsien. – doi: 10.1016/j.jsv.2005.03.011. – Текст : непосредственный // Journal of Sound and Vibration. – 2006. – Vol. 289, No. 4. – pp. 1019–1044.
  10. Ibaraki, S. A long-term control scheme of cutting forces to regulate tool life in end milling processes / S. Ibaraki, T. Shimizu. – doi: 10.1016/j.precisioneng.2010.05.001. – Текст : непосредственный // Precision Engineering. – 2010. – Vol. 34, No. 4. – P. 675–682.
  11. Зайцев, А. М. Разработка направлений повышения эффективности технологической подготовки производства деталей и узлов ракетно-космической техники : специальность 05.02.08 «Технология машиностроения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Зайцев Алексей Михайлович, 2016. – 168 с. – Текст : непосредственный.
  12. Кривонос, Е. В. Обоснование схемы фрезерования вафельного фона / Е. В. Кривонос. – doi: 10.25206/2588-0373-2021-5-3-83-90. – Текст : непосредственный // Омский научный вестник. Серия Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение. – 2021. – Т. 5, № 3. – С. 83–90.
  13. Шачнев, С. Ю. Разработка методов повышения эффективности технологии механической обработки деталей оболочкового типа из титановых сплавов и мартенситностареющих сталей : специальность 05.03.0105.02.08 «Технология машиностроения» : диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Шачнев Сергей Юрьевич. – Москва, 2009. – 178 с. – Текст : непосредственный.
  14. Зайцев, А. М. Оптимизация режимов резания при фрезеровании карманов обечайки с вафельной конструкцией / А. М. Зайцев, С. Ю. Шачнев, С. В. Грубый. – doi: 10.33950/spacetech-2308-7625-2020-3-14-23. – Текст : непосредственный // Космическая техника и технологии. – 2020. – № 3 (30). – С. 14–23.
  15. Zheng, E. Modeling and simulation of flexible slider-crank mechanism with clearance for a closed high speed press system / E. Zheng, X. Zhou. – doi: 10.1016/j.mechmachtheory.2013.11.015. – Текст : непосредственный // Mechanism and Machine Theory. – 2014. – Vol. 74. – P. 10–30.
  16. Михрютин, В. В. Методы механической обработки листовых обшивок планера самолетов / В. В. Михрютин, М. А. Шерстобитов. – Текст : непосредственный // Вестник РГАТА имени П. А. Соловьева. – 2012. – № 2 (23). – С. 279–284.
  17. Научно-технические разработки ОКБ-23 - КБ «Салют», Выпуск 1. – Москва : Воздушный транспорт, 2006. – 720 с. – ISBN 5-88821-065-х. – Текст : непосредственный.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».