metod_15.03.04_atppp_msu_up1_2016 (1016594), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Схема обработки приведенана рисунке 8.Для обеспечения заданного качества обработки станок настраивается наопределенный режим резания:1) глубина резания t;2) величина подачи S на один оборот заготовки;3) скорость V вращения заготовки.Глубина резания и подача определяют ширину «b» и толщину «a»срезаемого слоя, а значит и площадь сечения срезаемого слоя:t  S = b  а.Мгновенноезначениесилырезания(20)FРЕЗприточенииравнопроизведению удельной силы резания на мгновенную площадь сечениясрезаемого слояFРЕЗ = 0  b  а,(21)где 0 – величина силы резания, приходящаяся на единицу площади сечениясрезаемого слоя, Н/мм2.Ширина и толщина срезаемого слоя изменяются во времени из-за19погрешности формы заготовки, следовательно, сила резания также являетсяфункцией времени.

Для приближенного описания динамического процессарезания при точении, выходным параметром которого является сила резанияFРЕЗ(), примем за входное возмущающее воздействие – изменение толщинысрезаемого слоя a().DrSFРЕЗatbDsF΄РЕЗРисунок 8 – Схема срезания припуска при точенииУчитывая, что сила резания не может измениться мгновенно примгновенном изменении толщины срезаемого слоя, выбираем передаточнуюфункцию апериодического звена для расчета частотной характеристикипроцесса резанияWПР ( p) FРЕЗ ( p)К.а( p)Т  р 1(22)Постоянная времени Т процесса резания, зависящая от геометрическихпараметров инструмента и от режима резания, может быть найденаэкспериментально по характеристике переходного процесса (рисунок 1), акоэффициент усиления К может быть рассчитан.Коэффициент усиления процесса резания, называемый статическойжесткостью резания, зависит от свойств обрабатываемого материала иактивной длины режущей кромки резца, которая равна ширине срезаемогослоя:К = 0 b,где 0 – удельная сила резания, Н/мм2;20(23)b – ширина срезаемого слоя, мм.Рассчитав вещественную Re() и мнимую Im() составляющиечастотной характеристики процесса резанияRe( ) поформулам(18)K;T 2  2  1и(19)Im( )  рассчитываемKT,T 2  2  1(24)амплитудно-частотнуюифазочастотную характеристики процесса резанияA() KT 2  2  1;()  arctg(T  ) .(25)3 Содержание работыДля расчета АФЧХ процесса резания необходимо ввести в программу«ModelSystems»выбранныепараметрымодели,учитывающиехарактеристику обрабатываемого материала, параметры режима резания игеометрические параметры инструмента (рисунок 9).Исходные данные для расчетов приведены в таблице 1.Рисунок 9 – Исследование АФЧХ процесса резания21Таблица 1 – Исходные данные для расчета АФЧХ процесса резанияСталь конструкционная,σ0 ,сталь легированная,Н/мм2сталь коррозионно-стойкаяШирина срезаемого слояПостоянная временипроцесса резания800100012001400175012345b, ммТ, с0,0003 0,0004 0,0005 0,0006 0,00074 Порядок выполнения работы1) Изучить модель процесса резания при точении.2) Загрузить программу «ModelSystems» и выбрать лабораторную работу №1.3) Задать параметры модели: удельную силу резания, ширину срезаемогослоя и постоянную времени процесса резания.4) Рассчитать АФЧХ процесса резания и исследовать влияние каждого изпараметров модели σ0, b и.

Т, изменяя его три раза.5) Сделать выводы и оформить отчет.5 Содержание отчета1) Написать и объяснить состав формул передаточной функции и частотныххарактеристик процесса резания.2) Выбрать и записать варианты исходных данных, последовательно изменяякаждый параметр изучаемой модели.3) Построить совмещенные графики АФЧХ процесса резания, отражающиевлияние каждого параметра модели.4) Описать характер влияния на АФЧХ каждого параметра модели.224 ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОМАССОВОЙ УПРУГОЙ СИСТЕМЫ(Лабораторная работа №2)1 Цель работы1) Изучение методики разработки математической модели одномассовойупругой системы.2) Исследование по модели влияния параметров упругой системы на еечастотную характеристику.2 Разработка модели одномассовой упругой системыУпругая система любого агрегата или машины является многомассовой.Однако часто для упрощения исследований многомассовую упругую системузаменяют одномассовой системой с приведенной массой М, приведеннойжесткостью С и приведенным демпфированием β.Параметры такой модели, например, токарного станка, изменяются сизменением набора инструментов в револьверной головке,положениясуппорта относительно ходового винта, массы заготовки, характеристиксмазки в направляющих скольжения и др.ВнешняявозмущающаясилаF(),например,силарезания,воздействующая на одномассовую упругую систему, вызывает колебаниямассы  (рисунок 10).F()МСβРисунок 10 – Модель одномассовой упругой системыТакая система, может быть исследована с помощью математическоймодели колебательного звена.Параметры упругой системы (масса М в кг, статический коэффициентжесткости С в Н/мкм и коэффициент относительного демпфирования β)23позволяют рассчитать элементы передаточной функции моделиW( p ) K, 2 2F T2  p  T1  p  1(26)где Т2 – инерционная постоянная времени, сT2  0,001 M;C(27)Т1 – постоянная времени вязкого сопротивления, сT1  2    T2 ;(28)К – статическая податливость системы, мкм/НK1,C(29)а также частоту собственных колебаний системы (с-1)0 1C. 1000 T2M(30)Рассчитав вещественную Re() и мнимую Im() составляющиечастотной характеристикиRe( ) поформуламK  (1  T22  2 )K  T1  ;,Im()2222(1  T2 2 ) 2  T1  2(1  T2 2 ) 2  T1  2(18)и(19)рассчитываем(31)амплитудно-частотнуюифазочастотную характеристики упругой системыA() K(1  T2 2 ) 2  T1  222 T1   .()  arctg221  T2   ;(32)3 Содержание работыДля исследования АФЧХ одномассовой упругой системы необходимоввести в программу«ModelSystems» параметры модели,учитывающиеприведенные массу, жесткость и демпфирование системы (рисунок 11).Исходные данные для расчетов приведены в таблице 2.Таблица 2 – Исходные данные для расчета АФЧХ упругой системы24Приведенная массаПриведенный коэффициент жесткостиМ, кг5468120180210С, Н/мкм5580100160200β0,050,080,10,120,15Приведенный коэффициентдемпфированияРисунок 11 – Исследование АФЧХ упругой системы4 Порядок выполнения работы1) Изучить модель одномассовой упругой системы.2) Загрузить программу «ModelSystems» и выбрать лабораторную работу №2.3)Задатьпараметрымодели:приведеннуюмассу,приведенныйкоэффициент жесткости и приведенный коэффициент относительногодемпфирования.4) Рассчитать АФЧХ упругой системы и исследовать влияние каждого изпараметров модели М, С и β, изменяя его три раза.5) Сделать выводы и оформить отчет.5 Содержание отчета1) Написать и объяснить состав формул передаточной функции и частотныххарактеристик одномассовой упругой системы.252) Выбрать и записать варианты исходных данных, последовательно изменяякаждый параметр изучаемой модели.3) Построить совмещенные графики АФЧХ одномассовой упругой системы,отражающие влияние каждого параметра модели.4) Описать характер влияния на АФЧХ каждого параметра модели.265 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА В ДВИГАТЕЛЕ(Лабораторная работа №3)1 Цель работы1) Изучение методики разработки математической модели процесса вдвигателе.2) Исследование по модели влияния параметров привода иполнительногодвижения на его частотную характеристику.2 Разработка модели процесса в двигателеОдним из элементов привода иполнительного движения любой машиныявляется двигатель.

Во время работы двигатель развивает крутящий моментМК, преодолевающий изменяющийся во времени момент сопротивленияМС(), который приложен к исполнительноу механизму. При исследованииприводов машин, в составе которых имеется двигатель, задающийвращательное движение, для разработки математической модели процесса вдвигателе за основу принимается передаточная функция интегрирующегозвена.Для того чтобы учесть момент инерции привода, необходимоиспользоватьдополнительноезвено,соединенноепоследовательносинтегрирующим звеном.В случае если кинематическая цепь от двигателя до исполнительногомеханизма короткая и ее податливостью можно пренебречь (рисунок 12,а)добавляют инерционное (апериодическое) звено.Если необходимо учесть податливость кинематической цепи отдвигателядоисполнительногомеханизма,топоследовательносинтегрирующим звеном соединяют колебательное звено с крутильнойжесткостью ξ (рисунок 12,б).При этом передаточная функция всей системы описывает процесс вдвигателе, т.е.

определяет зависимость изменения частоты вращения валадвигателя n() от изменения момента сопротивления МС().27n()n()МС()МС()МКМКа)б)Рисунок 12 – Модели привода исполнительного движенияПередаточная функция системы для случая с апериодическим звеномимеет вид:W( p ) nK,M C p  (T  p  1)(33)Коэффициент усиления К, определяющий жесткость нагрузочнойхарактеристики двигателя, зависит от магнитоэлектрических характеристикдвигателя, а постоянная времени разгона ротора Т зависит от моментаинерции ротораи момента инерции привода, приведенного к роторудвигателя.РассчитавиRe()используяIm(),передаточнуюфункциюинерционно-интегрирующей системы (33)Re() поформулам(18)KT;T 2  2  1и(19)Im( ) рассчитываемK  (T 2  2  1)(34)амплитудно-частотнуюифазочастотную характеристики процесса в двигателеA() K T   122; 1 ()  arctg .T(35)3 Содержание работыДля построения АФЧХ процесса в двигателе необходимо ввести впрограмму«ModelSystems»параметрымодели,учитывающиемагнитоэлектрические характеристики двигателя и момент инерции привода(рисунок 13).Исходные данные для расчетов приведены в таблице 3.28Таблица 3 – Исходные данные для расчета АФЧХ процесса в двигателеЖесткость нагрузочнойхарактеристики двигателяК,об/минНмПостоянная времениразгона ротора двигателяТ, с123450,02 0,025 0,03 0,035 0,04Рисунок 13 – Исследование АФЧХ процесса в двигателе4 Порядок выполнения работы1) Изучить модель процесса в двигателе.2) Загрузить программу «ModelSystems» и выбрать лабораторную работу №3.3) Задать параметры модели привода исполнительного движения: жесткостьнагрузочной характеристики двигателя и постоянную времени разгонаротора двигателя.4) Рассчитать АФЧХ процесса в двигателе и исследовать влияние каждого изпараметров модели К и Т, изменяя его три раза.5) Сделать выводы и оформить отчет.295 Содержание отчета1) Написать и объяснить состав формул передаточной функции и частотныххарактеристик процесса в двигателе.2) Выбрать и записать варианты исходных данных, последовательно изменяякаждый параметр изучаемой модели.3) Построить совмещенные графики АФЧХ процесса в двигателе,отражающие влияние каждого параметра модели.4) Описать характер влияния на АФЧХ каждого параметра модели.306 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТРЕНИЯ(Лабораторная работа №4)1 Цель работы1) Изучение методики разработки математической модели процесса тренияв направляющих скольжения.2)Исследованиепомоделивлиянияпараметровнаправляющихскольжения и исполнительного механизма на частотную характеристикупроцесса трения.2 Разработка модели процесса тренияСила сухого трения FТР зависит от силы нормального давления N и откоэффициентатрения,который,в свою очередь,зависит отшероховатости и физических свойств материалов трущихся поверхностейFТР = .(36)Сила N вызывает контактную деформацию К, зависящую отконтактной жесткости стыка сКK N.cK(37)FТР = КсК,Тогда(38)т.е.

Характеристики

Список файлов учебной работы