metod_15.03.04_atppp_msu_up2_2016 (1016595), страница 7

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

Текст из файла (страница 7)

Однако следует отметить, что максимальноенапряжение на площадке контакта непрерывно уменьшается с ростом фаски41износа, что делает рассматриваемую зависимость пригодной только вопределенный момент времени, когда ширина фаски равна h.Рисунок 27. Использование кривой усталости инструментального материала:NДj – действительное число циклов нагружения;[N]j – предельное число циклов нагружения.Исходя из равенства работ, затрачиваемых на разрушение и изнашиваниеравных объемов инструментального материала, можно определитьдлительность промежутка времени i для i-го слоя изношенного материалатолщиной (63)Qуд  0  (2i  1)   F0  (2i  1)  F    V  i (i=1,2…).Тогда, учитывая, что суммарное время износа равно заданному периодустойкости Т:i = T,и чтоhi  h 0  i ,можно рассчитать ширину фаски износа, величину максимальногоконтактного напряжения j и соответствующее ему предельное число цикловнагружения [Nj] для j-формы колебаний в любой момент времени периодастойкости инструмента.С целью упрощения использования кривой усталости, можно рассчитатьожидаемую максимальную величину контактного напряжения для фаскиизноса, сформировавшейся к середине заданного периода стойкостиинструмента и определить среднее значение предельного числа цикловнагружения.Действительное число циклов нагружения задней поверхности режущегоклина для j-той формы относительных колебаний зависит от заданнойстойкости инструмента и частоты изменения напряжений:60  T   jNДj =,(64)2где T – заданная стойкость инструмента, мин;42j – круговая частота циклических напряжений, с-1.Использование описанной динамической модели процесса износалезвийного инструмента зависит от цели исследования ТСОР.

Относительныеколебания инструмента и заготовки, возникающие в упругой системе,вызывают появление на задней поверхности инструмента нормальной силыконтактного сопротивления, имеющей постоянную и динамическуюсоставляющие.Постоянная составляющая определяет дополнительную силу трения,которая увеличивает скорость изнашивания задней поверхности резца.Динамическая составляющая, суммируясь с другими возмущающимивоздействиями, влияет на уровень колебаний в упругой системе, а такжеуменьшает период стойкости, вызывая усталостные разрушения режущегоинструмента.2.7 Моделирование процесса формообразования при точенииВыполнение любой технологической операции заключается впреобразовании обрабатываемых поверхностей заготовки в обработанныеповерхности, сочетание которых определяет готовую деталь.

Вмеханообработке принято считать, что обработанная поверхность возникает впроцессе формообразования при относительном перемещении виртуальныхпроизводящих линий поверхности – как след движения образующей понаправляющей, которые реализуются на станке с помощью режущегоинструмента.Длительности реализации образующей (о) и направляющей (н)производящих линий поверхности, зависящие от конструкции режущегоинструмента, размеров заготовки и режима резания, являются параметрамиформообразования. В единственном случае, если производящая линияповерхности реализуется методом копирования, длительность ее реализацииравна нулю.Отличие от нуля длительности реализации одной или обеихпроизводящих линий поверхности обусловливает динамический характерпроцесса формообразования, так как относительные колебания инструмента изаготовки, возникающие во время обработки, искажают заданныепроизводящие линии и вызывают появление погрешности обработки.При обработке однолезвийным инструментом, например, токарнымрезцом, образующая линия поверхности (окружность) реализуется за времяодного оборота заготовки, а направляющая линия поверхности (прямая линия)реализуется за время обработки всей поверхности по длине.43При обработке поверхности вращения длиной L и диаметром D соскоростью резания V и скоростью подачи VS длительность реализацииобразующей линии поверхности равна времени одного оборота деталиo D,V(65)а длительность реализации направляющей линии поверхности равна времениперемещения резца на длину деталиLн .(66)VSВид и величина возникающих погрешностей обработки зависит отсоотношения между параметрами формообразования (периодами реализацииобразующей о и направляющей н линиями поверхности) и периодамиотносительных колебаний.Весь спектр относительных колебаний инструмента и заготовки можетбыть разделен на три частотных диапазона по признаку сравнения периодовколебаний с параметрами формообразования.К первому частотному диапазону относятся колебания, периоды которыхбольше н, а частоты меньше граничной частоты первого диапазонаI 2.н(67)На каждой частоте колебаний первого частотного диапазонавпродольном сечении детали возникает погрешность формы, вид и величинакоторой зависят от амплитуды, частоты и фазы колебаний (рисунок 28).Величина погрешности формы Iпрод, возникающей в продольном сечениидетали из-за относительных колебаний первого частотного диапазона(например, конусность, бочкообразность, седлообразность и т.п.), равнаразности максимального и минимального диаметров обработаннойповерхностиIпрод = Dmax(Ак, ωI/к, к) - Dmin(Ак, ωI/к, к),где Ак – амплитуда колебаний, мм;ωI – граничная частота колебаний первого диапазона, рад/с;к – частота колебаний, рад/с;к – фаза колебаний, рад.44(68)Форма поверхности детали после обработкиDmin DmaxDmaxDmax DminDminDminLLDmaxLЗаданная форма поверхности деталиРисунок 28.

Возможные искажения формы обработанной деталив первом частотном диапазоне колебанийКо второму частотному диапазону относятся колебания инструмента изаготовки, периоды которых меньше н и при этом больше о, т.е. их частотыбольше граничной частоты первого диапазона, но меньше граничной частотывторого частотного диапазонаI  к  II .(69)где ωII – граничная частота второго частотного диапазона, рад/сII 2.o(70)На каждой частоте колебаний второго частотного диапазона в продольномсечении детали возникает погрешность формы IIпрод в виде волнистости(рисунок 29), величина которой равна удвоенной амплитуде колебанийIIпрод = Dmax(Ак) - Dmin(Ак) = 2Ак(71)Заданная форма поверхности деталиDmaxDminLФорма поверхности детали после обработкиРисунок 29.

Искажение продольной формы обработанной деталиво втором частотном диапазоне колебанийВ третий частотный диапазон входят относительные колебанияинструмента и заготовки, периоды которых меньше о, т.е. колебания, частоты45которых больше граничной частоты второго частотного диапазонак  II .(72)На каждой частоте колебаний третьего частотного диапазона теперь ужев поперечном сечении детали возникает погрешность формы IIIпоп в видеволнистости (рисунок 30), величина которой равна удвоенной амплитудеколебанийIIIпоп = Dmax(Ак) - Dmin(Ак) = 2Ак.(73)Заданная форма поверхности деталиDminDDmaxФорма поверхности детали после обработкиРисунок 30. Искажение поперечной формы обработанной деталив третьем частотном диапазонеТаким образом, процесс формообразования для токарной обработкиявляетсядинамическим.Динамическаяхарактеристикапроцессаформообразования определена в трех частотных диапазонах (68, 71, 73) иотражает зависимость погрешности формы  обработанной поверхности отпараметров относительных колебаний инструмента и заготовки по нормали кобработанной поверхности и от параметров формообразования.2.8 Оценка качества технологической системы обработки резаниемВ процессе обработки детали упругая система и рабочие процессыподвергаются воздействию возмущений, что приводит к изменениюпервоначальной настройки технологической системы обработки резанием(ТСОР).Качество ТСОР определено ее технологической надежностью.

Подтехнологической надежностью понимают обеспечение заданной точностиобработки с заданным качеством обработанной поверхности и с заданнойпроизводительностью на протяжении заданного периода эксплуатации. Приэтом необходимо рассматривать два независимых критерия оценки качестваТСОР: необходимый и достаточный.Необходимым критерием качества ТСОР является ее устойчивость,без которой нормальное функционирование невозможно. Обеспечение46заданных параметров точности обработки и заданных параметров качестваобработанной поверхности является достаточным критерием качестваТСОР.При оценке качества ТСОР по критерию ее устойчивости рассматриваютвзаимосвязь упругой системы и рабочих процессов без процессаформообразования (процесс резания, процесс трения в направляющихскольжения, процессы в приводах исполнительных движений, процесс износаинструмента), способствующих возникновению и развитию в ней колебаний.Признаком потери устойчивости ТСОР является резкое нарастание уровняколебаний, иногда сопровождаемое звуковым фоном, с ухудшением качестваобработки или с выходом из строя режущего инструмента.Как и всякая замкнутая динамическая система, ТСОР может потерятьустойчивость, даже если все ее элементы устойчивы.

По критериюустойчивости обычно оценивают качество технологических систем, служащихдля предварительной обработки резанием (точение и фрезерование), однакоиногда по этому критерию оценивается качество и технологических системпредварительного шлифования.При оценке качества ТСОР по достаточному критерию, анализуподвергается взаимосвязь УС и процесса формообразования. Колебания,возникающие в упругой системе во время обработки, искажают производящиелинии поверхности – образующую и направляющую, что приводит кпогрешностям обработки.Технологическая система обработки резанием (ТСОР), состоящая из двухупругих подсистем (УСД и УСИ) и рабочих процессов является динамическойи замкнутой.Случайное изменение одного из параметров настройки ТСОР, например,толщины срезаемого слоя a(τ) приводит к изменению силы резания Fрез(τ),деформирующей одновременно УСД и УСИ.

Характеристики

Список файлов учебной работы