Диссертация (1143852), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Стоитотметить, что скорость обработки варьировалась в диапазонах 35…65 м/мин сшагом в 5 м/мин. Губина резания выбиралась постоянной рез = 0.05 мм.54,354,54,04Ra, мкм3,383,52,51,53,562,79 2,92,672,48 2,5732Точение с ЛПД:S=0.042 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин3,7841,882,081,661,61,73 1,82,211,98Точение без ЛПД:S=0.042 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин2,552,3611520253035A,4045505560м/с2Рисунок 3.31 – Графическая зависимость шероховатости поверхности от амплитудыавтоколебательного процесса при подаче = 0.043 мм/об2,32,072,11,791,91,6Ra, мкм1,71,51,31,10,90,7430,610,590,64 0,70,570,50510150,71,461,270,67Точение с ЛПД:S=0.021 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин1,691,531,41,351,920,84Точение без ЛПД:S=0.021 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин0,90,7820A,2530354045м/с2Рисунок 3.32 – Графическая зависимость шероховатости поверхности от амплитудыавтоколебательного процесса при подаче = 0.021 мм/об1091,51,391,41,291,211,3Ra, мкм1,21,031,1Точение с ЛПД:S=0.015 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин1,08 1,140,94 0,980,9110,90,870,80,70,630,55 0,570,660,60,530,60,505Точение без ЛПД:S=0.015 мм/об;t=0.05 мм;V=35…80 м/мин0,85100,6980,790,741520A,25303540м/с2Рисунок 3.33 – Графическая зависимость шероховатости поверхности от амплитудыавтоколебательного процесса при подаче = 0.015 мм/обПроизведя сравнительный анализ полученных расчетных графическихзависимостеймеждуамплитудно-временнымихарактеристикамиисреднеарифметическим отклонением профиля, установлено, что механическаяобработка титанового сплава без использования локального пластическоговоздействия не позволяет достичь установленных значений шероховатостиповерхности = 0.63 мкм согласно действующему технологическомупроцессу.С другой стороны, применение способа предварительного локальногопластического воздействия является эффективным способом снижения общегоуровня амплитуды автоколебательного процесса.
За счет этого удается нетолько достигнуть необходимых значений шероховатости, но снизить этотпоказатель на 50% от установленного значения.Дальнейшийанализрасчетныхграфическихзависимостейэкспериментальными исследованиями отражен в следующей главе.с1103.5 Вывод по третьей главе1. ДляпостроенияматематическоймоделиТСМОпроведеныэкспериментальные исследования, связанные с определением показателейприведенной массы m, коэффициента сопротивления b, жесткости c для каждойотдельной парциальной системы, что позволило на основании сравнительногоанализа пренебречь степенями свободы, перемещения по которым не вызываетсмещение инструмента, позволяя таким образом произвести переход отсложной многомерной замкнутой системы к пониженной эквивалентноймодели.2.
На основании полученной эквивалентной модели составлена системанелинейныхдифференциальныхрассматриваемыхподсистемуравнений,описывающаядвижениеучетомособенностейпроцессасстружкообразования, которая после преобразования по методике В.Л. Вейцааппроксимируется до линейных уравнений.3. Используя в математической модели метод локального пластическогодеформирования как средство подавления автоколебательного процесса,потребовалосьпроведениедополнительныхиспытаний,связанныхсопределением механических свойств титановых сплавов с нанесеннымвоздействием и без него на разрывной машине, что позволило установитьразницу в прочностных и пластических характеристиках исследуемых видовметалла.4.
Для отслеживания измененных посредством локального пластическогодеформирования механических свойств при моделировании поведения ТСМО вматематическую модель введен переключатель, выполняющий свои функциина основании неравенств.5. Имитационноекомпьютерноемоделированиеэквивалентнойзамкнутой ТСМО в программной среде NI LabVIEW 2013 SP1 с учетомпереключателя, отвечающего за смену механических свойств, позволило111установить снижение уровня автоколебательного процесса по амплитудновременной характеристике.6.
Используя амплитуду автоколебательного процесса, как параметрвоздействующий главным образом на формирование шероховатости, удалосьполучитьграфическиезависимости,позволившиеустановить,чтоиспользование предварительного локального пластического деформированияпри механической обработке снижает уровень вибраций, а, следовательно, имикрогеометрические параметры обрабатываемой поверхности.112ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯСОЗДАННОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ В СТРУКТУРЕ ПОСРЕДСТВОМПЛАСТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ НА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕОБЕСПЕЧЕНИЕВПРОЦЕССЕМЕХАНИЧЕСКОЙОБРАБОТКИШЕРОХОВАТОСТИ И ТОЧНОСТИ ФОРМЫ ДЕТАЛИ «ОПОРА»4.1Исследования влиянияпараметровсоздаваемойлокальноизмененной структуры в поверхностном слое обрабатываемой деталина процесс динамической устойчивости механической обработкиЦелью экспериментальных исследований является анализ влияниясоздаваемой измененной структуры с отличными физико-механическимисвойствами от основного металла в локальной области приповерхностного слоязаготовки на технологию изготовления детали «опора».
Это позволитобеспечить определение граничных условий устойчивости и назначать рабочиережимы разработанного метода при различных параметрах механическойобработки. В ходе исследований устойчивости исходной системы и системы свнесенными дополнительными коэффициентами усилий была полученадиаграмма устойчивой области при механической обработке используемогометалла в границах параметров скорости резания и ширины срезаемого слоярез .На диаграмме (Рисунок 4.1) представлены кривые распределенияграничныхусловий,отражающиеобластиустойчивостисистемыпримеханической обработке заготовки с локально измененной структурой,созданной посредством пластического деформирования, и при стандартномпроцессе точения.
Из графика видно, что правая граница является отражениемобласти параметров механической обработки, при которых система находится внестабильном состоянии. Отсюда следует, что механическая обработка заданной граничной областью ухудшает качество и точность обработаннойповерхности детали из-за возникающих вибраций, в то время как режимные113параметры механической обработки левой границы характеризуют процесс какстабильный [94].Режимные параметры механической обработки в точках K1 и K 2 , где: К1 –произвольная точка, принятая для традиционного процесса точения; K 2 – точкадля процесса механической обработки с локально неоднородной структурой,обеспечивают абсолютную устойчивость системы по режимам скоростирезания. В то время как в точке K 3 , находящаяся в поле за границей параметровустойчивости, система определяется как динамически не устойчивая.Рисунок 4.1 – Граница области устойчивости при обработке титанового сплава,где: 1 – традиционное точение, 2 – изготовление с методом ЛПДОценкасовершенногомоделированияпроцессовнабазепроизводственных ресурсов программы NI LabVIEW 2013 SP1 позволила пополученнымрасчетнымнеоднороднойструктурыосциллограммампроанализироватьвлияниена динамическую стабилизацию ТСМО приизготовлении детали «опора» при условии последовательности решениясистемы дифференциальных уравнений с учетом переходного процесса,114обусловленного сменой коэффициентов и механических свойств с уровня1 {1 , 2 , 2 , } на 2 {1′ , 2′ , 2′ , ′ }.Проведенные экспериментальные исследования механической обработкититанового сплава группы Ti-4.5Al-2V, с созданной в предполагаемой областиснимаемого припуска измененной структурой, на вибродиагностическойустановке «Prüftechnik MT GmbH» (Рисунок 4.2), позволили выявить снижениеинтенсивности вибраций по сравнению с обычным процессом точения на29 … 36%, что зафиксировано на Рисунке 4.3.Рисунок 4.2 – Схема базирования вибродиагностического прибора при изготовлении детали«опора», где: 1 – заготовка с предварительно созданной локальной неоднороднойструктурой; 2 – обрабатывающий инструмент; 3 – датчики для снятия вибрационныхускоренийТаким образом, в точке K1 зафиксирован стабильный процесс обработки(Рисунок 4.3, а).
При точении с использованием предварительного локальногопластического деформирования в точке К2 отмечается снижение амплитудыколебательного процесса (Рисунок 4.3, б) в сравнении с обработкой в точке К3(Рисунок 4.3, в), находящейся за граничной устойчивости.115абвРисунок 4.3 – Расчетные осциллограммы виброускорений: а – при традиционноймеханической обработке в точке K1 ; б – при механической обработке заготовки с локальноизмененной структурой в точке K 2 ; в – при обычной механической обработке в точке K 3 ,выбранной за границами области устойчивости116Метод предварительного локального пластического деформированияпредпочтительно использовать на чистовых этапах механической обработкипри точении высокоответственных поверхностей деталей типа «тел вращения»,изготавливаемых из высокопластичных труднообрабатываемых материалов наоснове титана, так как при низких оборотах и малой величине подачи процессприобретает ярко выраженную неустойчивость, что ведет к снижению качестваповерхностного слоя, отклонению от требуемых геометрических параметровформы поверхности и резкому снижению стойкости лезвийного инструмента.При проведении анализа доминирующих вибраций ТСМО возможноопределить частотные характеристики всех подсистем, оказывающих влияниена динамическую неустойчивость системы, и как уже было доказано,доминирующую роль играет подсистема «инструмент» с ускорением в1.34 м/с2 и частотой в 2770 Гц (Рисунок 4.4).Рисунок 4.4 – Спектральный анализ доминирующих вибраций при механической обработкетитанового сплава с зоной предварительного локального пластического деформирования117Вусловияхпроведенияэкспериментальныхисследованийпоопределению виброускорений при механической обработке заготовки спредварительным локальным пластическим деформированием поверхности(Рисунок 4.5) было установлено, что при вхождении инструмента в зону сизмененнымифизико-механическимихарактеристиками,вотличиеотосновного металла, амплитуда А1 резко возрастает на период Т2 , вследствиеработы инструмента по уплотненной структуре, величина периода которойсоответствует параметрам созданной измененной структуры.Рисунок 4.5 – Расчетная осциллограмма виброускорений при механической обработкетитанового сплава с зоной предварительного локального пластического деформированияВтовремякаквзонеспериодомТспроисходитснятиенаростообразования с режущей кромки инструмента, и свободное перемещениеинструмента без снятия слоя материала, что как следствие, приводит систему вустойчивое состояние с амплитудой А2 и на период Т1 .1184.2ИсследованияпластическоговлиянияпредварительногодеформированиянастойкостьлокальноголезвийногоинструментаИзвестно, что стойкость и продолжительность работы режущегоинструмента во многом зависят от состояния динамической системымеханической обработки и от свойств обрабатываемого материала.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
