АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

При резании

С потерей устойчивости системой станка при резании в
практике приходится сталкиваться очень часто. Это выражается
в «подрывании» инструментов (апериодическая неустойчивость)
или в возникновении автоколебаний (периодическая неустойчивость).

Подрывание встречается на токарных, карусельных, фрезер­ных, расточных станках, при обработке длинных валов малого диаметра или при неправильной установке инструмента. Имеют­ся случаи подрывания при правке шлифовальных кругов из-за неправильно сконструированного приспособления для правки. Заканчивается подрывание обычно поломкой инструмента, раз­рывом круга и порчей обрабатываемой детали.

Автоколебания при резании ведут к резкому снижению
чистоты и точности обрабатываемой поверхности, стойкости
инструмента, долговечности станка и, в конечном счете, к сни­жению производительности труда. Попытки ученых использовать автоколебания для облегчения процесса резания к положительным результатам не привели (это не относится к использованию вынужденных колёбаний низких частот для стружкодробления или ультразвуковых частот для улучшения процесса шлифования).

Широкое распространение получил достаточно неопределен­ный термин «виброустойчивость» станков. В это понятие включают сопротивляемость станка не только появлению авто­колебаний, но и возникновению интенсивных колебаний от неуравновешенности вращающихся деталей самого станка или от возмущений, передаваемых через фундамент, и т. п. Часто говорят о расчете станка или его детали на «виброустойчивость», понимая под этим оценку собственных частот колебаний.

В отличие от этих представлений ниже будем понимать под виброустойчивостью станка только устойчивость системы при резании или, иначе, условия отсутствия автоколебаний при обработке.

Колебания устойчивой (виброустойчивой) системы станка под воздействием всякого рода внешних возмущений (инерци­онные силы, переменность сечения среза и т. п.) будут рас­смотрены ниже.

В литературе по вибрациям станков получил распростране­ние термин - «возбудитель» автоколебаний, под которым пони­малась та или иная зависимость силы резания или ее составля­ющих от параметров резания (скорости, истинных углов резания и т. п.). По существу этот термин означает ту или иную форму обратной связи от УС к резанию в замкнутой динамической си­стеме станка. В первом разделе было показано многообразие форм связи и их сочетаний, с которым приходится сталкиваться в станках в зависимости от конкретных условий обработки.

Многообразие форм связи выражается в возможности: 1) на­личия собственной неустойчивости УС; 2) наличия собственной неустойчивости процесса резания; 3) существенного влияния того или иного контура связи многоконтурной деформационной системы, составляющей содержание процесса резания и 4) многосвязности УС при наличии большого числа степеней свободы.

По этим особенностям динамической системы станка при очень широком диапазоне изменения ее параметров (например, скорости резания колеблются в пределах двух, трех десятичных порядков величины) можно сделать вывод, что происхождение автоколебаний при резании нельзя объяснить действием только какого-либо одного «возбудителя». В равной мере не приемлемы попытки рассчитать степень эффективности известных «возбуди­телей» по энергии возбуждения колебаний, вносимой в систему их действием, что объясняется тем, что расчеты ведутся без учета конкретных условий работы станка в предположении су­ществования некоторой универсальной системы.

Как и при анализе динамической системы станка при пере­мещении узлов, единственно приемлемым является путь вы­деления главных связей для каждого конкрет­ного случая на основе общих положений, развиваемых применительно к отдельным элементам и системе в целом.

Вид главной связи может быть одним и тем же для некото­рой области значения параметров, определяемых конструкцией станка, инструмента и приспособления, стабильностью качества их изготовления, родом обрабатываемого материала, видом и режимами технологической операции.

В частности, важное значение имеет характер обработки: без повторного прохода инструмента по ранее обработанной им поверхности (обработка «по чистому») или с проходом по такой

поверхности (обработка «по следу»). Типичным примером реза­ния «по чистому» является нарезание резьбы резцом или прав­ленным шлифовальным кругом. Обработка «по следу» более распространена. К ней относятся фрезерование, зенкерование, большинство токарных, расточных, строгальных, шлифовальных и других работ, в которых режущие кромки проходят по следу от предыдущего прохода или от впереди режущей кромки. При шлифовании больше, чем при работе другими инструментами, проявляется влияние затупления или износа инструмента на предыдущем проходе. Такой износ во времени создает своеоб­разные условия обработки «по следу».

В дальнейшем изложении принят следующий порядок: сна­чала рассматривается обработка по чистому, а затем устанав­ливается влияние наличия следов на полученные в первом слу­чае закономерности.

В соответствии с указанными выше проявлениями много­образия связей системы ниже раздельно рассматриваются такие конкретные условия обработки, при которых:

а) эквивалентная упругая система (УC) и процесс резания являются собственно устойчивыми элементами;

б) неустойчивым является процесс резания.

Последний случай, как будет показано ниже, выпадает из общей линейной постановки задачи в данной работе, но рас­смотрен с целью сохранения полноты охвата явлений.

Поскольку неустойчивое состояние УС в станках встре­чается практически редко, то этот случай, равно как и сочета­ние двух неустойчивых элементов, здесь не рассматриваем. Однако методическая разработка задачи при неустойчивом реза­нии целиком пригодна и в этих случаях. По аналогии могут быть прослежены и все основные закономерности.

Для простоты анализ устойчивости проведем на примере однорезцовой токарной обработки. Затем будут указаны осо­бенности остальных видов обработки.

Дата добавления: 2015-01-18 | Просмотры: 700 | Нарушение авторских прав