LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Прогнозування і забезпечення точності остаточної лезової обробки складнопрофільних і інших поверхонь обертання (на прикладі комплексної обробки поршнів)

2p/w, що визначається співвідношеннями:



Встановлено, що якщо перша власна частота пристрою і його жорсткість більше відповідних параметрів підсистеми шпиндель-борштанга, то замкнена динамічна система верстата втрачає стійкість за формою підсистеми борштанги: максимуми рівня коливань реалізовуються поблизу всіх цілочисельних значень відношення р/w, де р - власна частота борштанги. Навпаки, якщо перша власна частота підсистеми пристрою нижче першої власної частоти підсистеми шпиндель-борштанга, замкнена динамічна система верстата втрачає стійкість за формою підсистеми пристрою. Дослідження взаємодії 2-х підсистем при р/w, що змінюються в діапазоні 0,3-1,3 показало, що в коливаннях кожної підсистеми є гармоніки, характерні для іншої підсистеми. У замкненій динамічній системі верстата при прийнятих значеннях параметрів різання не розвиваються параметричні резонанси.

Далі вивчені методи гасіння коливань при тонкому розточуванні (точінні).

Відомо, що автоколивання при точінні можуть бути пригнічені збудженням вимушених коливань. Однак модель такої взаємодії показана як одномірна і залишається незрозумілим, як виявляється вплив коливань різних просторових форм. Крім того, невідомо, чи можливий зворотний шкідливий вплив збудження коливань борштанги при тих або інших параметрах "гасильних" коливань. Тому експериментально досліджений вплив коливань пристрою в напрямі подачі (Х-коливання) на коливання, нормальні до поверхні, що обробляється (Y-коливання).

Можливість гасіння автоколивань перевірена експериментально при тонкому розточуванні сталі затупленим твердосплавним різцем. При глибині різання t =0,1 мм і подачі S= 0,02 мм/об спостерігалися автоколивання, що супроводжуються характерним високочастотним звуком. Включення Х- коливань при деякому співвідношенні їх частоти і швидкості обертання шпинделя призводило до різкого зменшення Y-коливань. Невеликі зміни швидкості різання або частоти Х-коливань приводили до зникнення ефекту гасіння. Відмічені явища можна пояснити тим, що ефект гасіння пов'язаний із змінністю перерізу стружки, викликаною Х-коливаннями. Якщо частота Х-коливань кратна частоті обертання, , то переріз стружки залишається незмінним і вплив Х-коливань на Y-

коливання не виявляється. Найбільший вплив виникає при На осцилограмах виразно видна наступна особливість: збудження Y-коливань під впливом заданих Х-коливань спостерігається тільки в резонансних режимах. Така особливість підтверджує припущення про параметричний характер впливу Х-коливань на Y-коливання: переміщення деталі, що обробляється, в напрямку подачі змінює ширину зрізу і приводить до змін коефіцієнта жорсткості різання Кр.

Вивчена ефективність спеціальних віброгасіїв:

а) досліджені віброгасії для борштанг в умовах переривчастого різання;

б) досліджені віброгасії для пристроїв; гасіння коливань пристрою може виявитися необхідним, коли нестійка форма коливань замкненої динамічної системи верстата визначається деформованістю пристрою, коли коливання розвиваються в напрямку осі шпинделя (наприклад, при підрізці торців широколезовим різцем);

в) досліджені багатомасові віброгасії для довгих борштанг; встановлено, що при виборі типу віброгасія перспективні по ефективності і зручності наладки багатомасові віброгасії на практиці поступаються одномасовим. Це пов'язано з тим, що для багатомасових віброгасіїв характерне явище "застійних зон", при якому при малих збуреннях і низьких частотах віброгасій втрачає свою ефективність і працює як одномасовий. З метою підвищення ефективності гасія була виготовлена і перевірена борштанга з багатомасовим віброгасієм, в якому не утворюються застійні явища. При цьому в порожнину гасія подається під тиском повітря, яке через особливості конструкції дроселює між дисками. За піковими значеннями АЧХ оцінюється демпфуюча дія гасіїв (рис.9).

Досліджені віброгасії для вертикальних шпинделів і встановлені їх оптимальні параметри. Далі виконане дослідження вібраційних режимів і похибок при розточуванні отворів у поршнях. Жорсткі вимоги до точності отворів, що розточуються, приводять до необхідності вести розточування однією борштангою з послідовною обробкою отворів. При цьому рекомендується використати результати описаних вище досліджень.

Розраховані статичні і динамічні похибки при тонкому розточуванні отворів у поршнях. Під статичними похибками форми поперечного перерізу розточеного отвору розуміються відступи від ідеальній окружності, періодичність яких нижча за періодичність відхилень, викликаних коливаннями на власних частотах пружної системи. Зіставлення граничних швидкостей обертання шпиндельних вузлів з мінімально можливими частотами коливань борштанги показує, що найменше число періодів на оборот може досягати п'яти-шести. Тому очікувані теоретично періодичні статичні похибки можуть мати вигляд овальності (два періоди на оборот), триграності (три періоди на оборот) або чотириграності. Разом з тим, практика дослідження круглограм розточених отворів показує, що низькочастотні похибки форми, що зустрічаються, характеризуються звичайно овалом, або можуть бути зведені до овалу. Тому основна увага приділена розгляду причин, що викликають овальність.

Похибка діаметральної величини обробленого отвору, викликана незбіжністю осей отвору в заготовці з віссю шпинделя, розрахована за різницею між відтисками борштанги в двох діаметральних площинах:

Похибка діаметра обробленого отвору, викликана овальністю отвору у заготовці

, розрахована як подвоєна різниця між відповідними відтисками борштанги в напрямі осей овалу. Аналогічно розрахована похибка діаметра обробленого отвору викликана нерівномірністю радіальної податливості різця по куту повороту шпінделя - .

Показано, що розрахункові формули мають одноманітну структуру - добуток податливості, сили різання і деякої функції f, вигляд якої визначається відповідною статичною похибкою:


У цих функціях к - податливість у різця, е - ексцентриситет, t - глибина різання, S - подача, Ho - найбільша різниця радіусів отворів в заготовці, Хру - експериментальний коефіцієнт. Розрахунок похибок зведений до використання номограм. Вхідними величинами в номограмах служать k, t, S. Приклад номограми і ключ до неї для визначення похибки ПГо наведений на рис. 10.

Величина динамічних похибок визначається рівнем вимушених коливань різця відносно деталі, що обробляється. Аналізуючи відомі розрахункові схеми шпиндельного вузла, що застосовуються в статичних і динамічних розрахунках обробно-розточувальних верстатів, можна виявити, що всі вони так чи інакше, відображають внесок податливості шпинделя в переміщення біля різця, а також вплив інерційних характеристик шпинделя на власну частоту системи. На основі математичної моделі замкненої технологічної системи зроблено аналіз резонансних значень динамічної податливості .

При розточуванні отворів у поршнях у випадку l/d =34 при t=0,3 мм резонансні значення динамічної податливості складають величину " 0,3 мкм/Н, а максимальні