pronikov_a_s_1994_t_1 (830969), страница 64
Текст из файла (страница 64)
размера заготовки, обрабатываемой на:. токарном стан-" ке, определяется: в .соответствии с. формулой . (8.1), при -' от =. О: . у = б=' ~ ЬК,К / (1 =1=. -т- Краус),,где. 6 — отклонение радиуса обрабатываемой: заготовки;; Ь: —. заданный постоян-- ный. припуск (настройка системы). Знаки погрешности соответствуют плюсу илн:- минусу статической. характеристики Эквицалент- -,: ной упругой системы. При отриц.ательной ха.- рактеристике размер детали будет, меньше заданного. Кроме того, при равенств"ве нулю знаменателя (что соответствует условию статической неустойчиврсти — кподрыванцю ццструмента») отклонение вОзрастает теоретически до бесконечности; Исклю 1~цщ этих условий достигается путем танец переццмцоцрвкц системы, при которой статическан характеристика эквивалентной упругой сцстемь1 станет цолоц~цтельцой.
Возможно уменьшение ширины стружки и соответственно цоэффцциента резания„а также повышецце жесткРстц, т. е. умецьщение статического коэффициента эквивалентной упругой системы. На токдрццх станках, особенцо на операциях отрезцццц илц врезной обработки широким резцом, у~дория статической потери устойчивости встречаются часто. Это объясняется спецификой характеристикц упругой системы суппортной группы таких станков как одного из случаев реализации статической связи между пространственными деформациями системы. Прц фопмцроццццц элементной стружки или неустойчивого цароста, т. е.
прц автоколебательном стружкообразованиц, сна резания периодцчески изменяется. В этом случае возникает задача оценки крлебанцц динамической системь1 станка, вь1званных периодически изменяющейся силой резания. Зада(а формулируется как задача взаимодействия автоколебательной системы с пассивной колебательной упругой системой. На рис. 8.20 показана схема динамической системы при резании в условиях нарорторбразрццниц. Связь наростообразования и деформаций упругой системы определяется зависимостью размера нароста рт толщины срезаемого слоя, а обратная связь изменением толщины срезаемого слоя, выступающей перед режущей кпрмкой частью нароста. В результате анализа такой системы установлена возмруур~ть существования двух режимов колебанцй, грццнца между которыми'определяется прцмерным соотнощением КрК~ус — — 1.
Д случае" малой . ширины срезаемого слоя и жесткой эквивалентной упр угрй системы, т. е.:- п.ри укамц~ном: саотнОщецци, меньшем едцущщ; возццкавт, колебанцр( мацой амплитуды с цастотой ~срцваъ наростц, возрастающе с. рострм скорости. резания.
Они напоминают ) Рис. 8.20. Схема зоны резании. (а~ н д~11р~ической системы станка (б) при резании с нщройчивым наростом: 1 в резец; 3 в заготовка; 3 в нарост обычные вынужденные колебания. При большой ширине срезаемого слоя и малой жесткости, т. е. при соотношении, большем единицы, интенсивность колебаний значительно возрастет, достигая максимума при некоторой скорости резания, а затем убывая.
Частота колебаний близка к собственной частоте колебаний упругой системы и остается постоянной при изменении скорости резания. Нарост срывается с этой же частотой. Скорость резания, при которой амплитуда колебаний максимальна„соответствует условию совпадения частоты естественного формирования нароста с собственной частотой системы. При проектировании станков следует добиваться исключения условий появления автоколебаний второго типа. Реакция устойчивой динамической системы станка при резании на внешние воздействия зависит от вида внешнего воздействия и характеристики системы. Представляет практический интерес оценка этой реакции по параметру, определяющему точность обработки. Следует различать воздействия, оказываемые на эквивалентную упругую систему и на процесс резания. Реакция замкнутой системы в ее простейшем эквивалентном виде одноконтурной системы определяется выражениями УР®)=9~(~в1)Фраз(пв)/(1 + Фраз(йй))> (8.
1) УЬ~Й = 1~ЬОЙ Ч~~эус (~®)/(1 + Ф'раз(Ы))т (8.2) Вынужденные колебания при обработке возникают при периодических внешних воздействиях. Следует различать внешние воздействия на процесс резания и на эквивалентную упругую систему. Распространена ошибка оценки вынужденных колебаний при периодическом изменении толщины срезаемого слоя, например при фрезеровании как обычных вынужденных колебаний упругой системы под действием периодически изменяющейся силы резания. В действительности закономерности этих колебаний иные.
Как правило, амплитуды вынужденных колебаний в станках малы, и можно ограничиться линейным приближением. При срезании припуска переменной толщины из выражения (8.1) с учетом правил умножения и деления комплексных величин следует: А„=А, Ар„/А„, где А„— амплитуда колебаний системы (амплитуда следа на поверхности заготовки при резании острым резцом); А~— заданная амплитуда колебаний толщины срезаемого слоя при заданной частоте; А „— амплитуда характеристики разомкнутой системы при заданной частоте колебаний; А,„— амплитуда частотной характеристики, стоящей в знаменателе выражений (8.1), (8.2), определяющих реакцию системы на внешние воздействия; берут по характеристике разомкнутой системы со смещением начала координат в точку « вЂ” 1» на вещественной оси (рис. 8.21).
На рис. 8.21 показано построение, необходимое для определения вынужденных колебаний при резании. Амплитуда колебаний системы и следа на обработанной поверхности будет меньше заданной амплитуды колебаний толщины срезаемого слоя, если Ар„(А.„. Для частот воздействия, соответствующих определенным точкам характеристики разомкнутой системы, это соотношение не превысит единицы при условии расположения точек справа от прямой 1тпь. Эта прямая ограничивает область устойчивости системы при резании но следу при коэффициенте перекрытия, равном единице. Особенность: такого вида вынужденных колебаний заключается в том, что путем, по-. вышения динамической жесткости -и уменьшения ширины Срезаемого слоя, т. е. повышения устойчивости системы (уменьшения радиуса- вектора Ар„), можно практически устранить вынужденные колебания, например" при фрезеровании, даже в случае резания на резонансных режимах.
При анализе вынужденных колебаний, выз- ванных воздействием на эквивалентную упругую систему, необходимо расчетным, путем или экспе= римеитально определить амплитуду колебаний станка при вспомогательных движениях под воздействием ф) и при соответствующей частотной характеристике Ф'~эус. При неизвестных воздействиях, как показано в подразд. 8.3, оце- Рис. 8.21. Схема для определения параметров частотных характеристик для оценки вынужденных колебаний при внешних воздействиях на процесс резания и на зквивалентнув упругув систему нивают спектр колебаний при вспомогательных движениях. Резание изменяет амплитуды колебаний при вспомогательном ходе: А~= =А,,(1/А,„), где А~ — амплитуда вынужденных колебаний системы при резании, т.
е. волны на обработанной поверхности при резании острым резцом; А,„— амплитуда вынужденных колебаний при вспомогательном ходе на данной частоте воздействия (или спектральной составляющей). Из приведенного выражения следует, что при резании амплитуды колебаний уменьшаются по сравнению с амплитудами колебаний при вспомогательном ходе на частотах, соответствующих точкам характеристики разомкнутой системы, лежащим за пределами единичной окружности с центром в точке « — 1» вещественной оси. На частотах, лежащих внутри окружности, амплитуды колебаний при резании увеличиваются.
Если характеристика разомкнутой системы пройдет через точку « вЂ” 1», то амплитуда на этой частоте возрастет теоретически до бесконечности. Это соответствует границе устойчивости системы нри резании. «по чистому». Особенность этих вынужденных колебаний (на частотах в пределах единичной окружности) заключается. в том, что путем- повышения устойчивости системы, например уменьшая ширину,срезаемого слоя, колебания ' нельзя. устранить.: Их: можно уменьшить толь.-: ко до.
уровня' колебаний при вспомогательном .. ходе. В связи с этим,' как указано в предыдущем:. подразделе, при проектированик и изготовленикстанков необходимо принимать меры: 'по устранению или уменьшению колебаний станка при вспомогательном ходе. Отклонения системы при переходных процес- саМ оцениваются главным образом при: работе иа автоматизированных станках при обработке сложных поверхностей с меняющимся сечением срезаемого слоя. Во многих случаях отклонения системы таковы, что необходимо учитывать нелинейность характеристик. При решении конкретных задач следует учитывать изложенные в данной главе закономерности, характеризующие особенности динамической системы станка. Список литературы 1. Автоматизированный расчет колебаний машин.
(В.— К.В. Аугустайтис В.— К.В., Г.— П.К. Мозура. Ю. Ф. Сливинскас, Э.— Э.Р. Ставяцкене. Л.: Машиностроение. 1988. 104 с. 2. Бидерман В. Д. Прикладная теория механических колебаний. М.: Высшая школа, 1980. 408 с. 3. Вибрации в технике. Справочник: В 6 т. Т. 3. Колебания машин, конструкций и их элементов./Э. Л. Айрапетов, И. А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
