ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
71
ботки — твердотельная модель заготовки, траектория движения ин-
струмента и его геометрические характеристики. Имитационная мо-
дель включает в себя динамическую модель заготовки, динамиче-
скую модель фрезы, численный алгоритм геометрического модели-
рования и вспомогательные блоки (модель сил резания и модуль
настройки конечно-элементной модели по результатам эксперимен-
тального модального анализа). По результатам расчета можно оце-
нить уровень вибраций, отклонение формы и качество поверхности, а
также величины сил резания при различных сочетаниях параметров
технологического процесса.
Работа остальных модулей имитационной модели объединена ал-
горитмом геометрического моделирования, который позволяет рас-
считывать распределение толщины срезаемого слоя вдоль режущих
кромок, необходимое для расчета сил резания, а также сформирован-
ную новую поверхность заготовки с высокой степенью детализации.
От точности работы алгоритма геометрического моделирования за-
висит точность расчета динамического поведения системы в целом, а
уровень вычислительных затрат определяется временем моделирова-
ния. Кроме того, алгоритм должен быть достаточно универсальным,
т. е. позволять проводить моделирование образования поверхностей
деталей с произвольной пространственной формой при различных
технологических процессах — фрезеровании, шлифовании, сверле-
нии, точении, хонинговании и др.
Рассматриваемый алгоритм геометрического моделирования раз-
работан для процессов лезвийной обработки, он удовлетворяет
сформулированным выше требованиям. Предлагаемый алгоритм со-
стоит из трех основных частей: методики описания и хранения по-
верхности заготовки, модуля изменения поверхности заготовки при
срезании материала и модуля вычисления распределения толщины
срезаемого слоя вдоль режущих кромок инструмента. Обзор публи-
каций, посвященных использованию различных алгоритмов геомет-
рического моделирования в применении к технологии пяти-
координатного фрезерования, и предлагаемая авторами методика
описания и хранения поверхности заготовки представлены в работе
[2].
В данной статье приведено описание алгоритма изменения по-
верхности и расчета толщины срезаемого слоя.
Методика определения толщины срезаемого слоя.
Геометри-
ческая модель фрезы [1] представляет собой последовательный набор
прямых отрезков, с помощью которых аппроксимируют режущие
кромки фрезы. На рис. 1 показаны примеры геометрических моделей
для цилиндрической прямозубой фрезы, цилиндрической фрезы с
винтовой режущей кромкой и концевой сферической фрезы с винто-
вой режущей кромкой. Все фрезы имеют две режущие кромки, кроме