книги из ГПНТБ / Лазарев, Г. С. Устойчивость процесса резания металлов
.pdfи не неустойчивой структуры поля |
динамических сил является |
основной предпосылкой возбуждения |
вибраций. |
Однако активизации структурной неустойчивости оказывают большое сопротивление силы внешнего трения на рабочих поверх ностях резца. Так, на малых скоростях резания коэффициент внешнего трения настолько велик, что процесс резания протекает спокойно, несмотря иа структурную неустойчивость поля динами ческих сил. Силы трения при этом создают фрикционный барьер, для преодоления которого нужны значительные начальные возму щения. По мере увеличения скорости резания коэффициент внеш него трения падает и, в то же время, срыв нароста приводит к воз буждению начальных отклонений из положения равновесия. Если при этом структура поля динамических сил оказывается неустой чивой, начальные отклонения усиливаются и процесс резания со провождается вибрациями.
На больших скоростях резания сила резания стабилизируется по модулю и направлению, начальные возмущения снижают своп уровень (срыв нароста исключается). Однако днссипативные силы остаются достаточно большими. Если в этих условиях возбужда ющий эффект неустойчивой структуры не велик, процесс резания вновь стабилизируется. Таким образом, структурный анализ устой чивости процесса показывает, что возбуждение вибраций нераз
рывно связано с неустойчивой структурой |
поля |
динамических сил, |
||||
с одной стороны, и физическими |
явлениями, |
сопровождающими |
||||
стружкообразование (такими, как |
срыв нароста, след на поверх |
|||||
ности резания, силами трения на |
рабочих |
поверхностях |
инстру |
|||
мента), с другой. |
|
|
|
|
|
|
На основе |
принятой |
расчетной |
модели |
упругой системы стан |
||
ка с четырьмя |
степенями |
свободы |
и ориентированными |
осями |
жесткости, а также анализа виброустойчивости процесса резания,
разработан метод повышения устойчивости и точности |
обработки |
|
на станках с программным управлением |
(ЧПУ). |
|
В случае низкой виброустойчивости |
системы, когда |
припуск |
на обработку больше допустимой безвибрационной глубины реза ния, предлагается метод обработки с формообразующим проходом. Формообразующий проход рассчитывается с переменной глубиной резания таким образом, чтобы оставшийся припуск на чистовой проход обеспечил изменение силы резания в соответствии с пере менной жесткостью по длине детали, установленной на станке.
Второй способ предусматривает обработку заготовки в один проход с переменной настройкой по глубине резания, в результате чего обеспечивается компенсация погрешностей, связанных с упру гой деформацией системы СПИД, геометрическими погрешностями станка и т. д.
Опыты показали, что применение указанных способов для то карных станков с ЧПУ приводит к существенному повышению точ ности обработки (поле рассеяния размеров уменьшается в несколь ко раз) и производительности труда (число проходов снижается) при одновременном обеспечении устойчивости процесса резания.
181
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Б а б а к о в |
|
Г. |
С. Теория колебаний. М., |
«Наука», |
1968. |
|
|
|
|
|
||||||
2. |
Б е л е н ь к и й |
П. М. Введение |
в аналитическую |
механику. |
М., |
«Высшак |
||||||||||
школа», |
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Б а л а к ш и н |
Б. |
С. Основы |
технологии |
машиностроения. |
М., |
«Машино |
|||||||||
строение». 19С-9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Б а р м и и |
Б. |
П., |
К о н д р а т о в |
А. С. |
Виброустойчнвость |
раеточ<ных |
ци |
||||||||
линдрических оправок. М„ ГОСИНТ11, |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
5. |
Б а р . м и и |
Б. П. |
Вибрации |
и |
режимы |
резания. |
М.. |
«Машиностроение», |
||||||||
1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Б о б р о в |
В. Ф. Влияние угла наклона |
главной режущей кромки инстру |
|||||||||||||
мента на процесс резания металлов. М., Машгиз. |
1962. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
7. |
Самоподнастрапвающпеся станки. Колл. авторов |
под ред. проф. Б. С. Б а- |
||||||||||||||
л а к ш и н а. М., «Машиностроение», |
1967. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8. |
В о т п н о в |
|
К. В. Жесткость |
станков. |
Л., Л О Н И Т О м а ш , |
1940. |
|
|
||||||||
9. |
Д о б р о н р а в о в |
В. В., Н и к и т и и |
Н. |
Н., Д в о р н и к о в |
А. |
Л., |
Курс |
|||||||||
теоретической механики. М.. «Высшая школа». |
1968. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
10. |
Д р о з д о в |
|
Н. А. К вопросу |
о |
вибрациях |
станка при |
токарной |
обработ |
||||||||
ке. «Станки и инструмент», 1937, № 22. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1!. |
Жесткость |
металлорежущих |
станков. |
П о д |
ред. |
В. А. |
Скрагана. М . — Л . , |
|||||||||
Майн из. 1952. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12. |
Жесткость, |
точность и вибрации при |
механической обработке. |
П о д |
ред. |
В. А. Скрагана. М . — Л .. Машгпз. 1956.
13.З а р е В. В. Устойчивость и автоколебания системы с двумя степенями свободы и запаздыванием внешней силы по скорости. «Вопросы динамики и прочности», т. 14. Рига. «Знание», 1957.
14. |
З о р е в |
Н. |
Н., Ф е т и с о в а |
3. М. Обработка |
резанием |
тугоплавких |
|||
сплавоп. |
М.. сМашипостроемиг». |
1956. |
|
|
|
|
|||
15. |
З о р е в |
11. П. |
Исследование |
элементов механики |
процесса |
резания. М., |
|||
Машгпз. |
1952. |
|
|
|
|
|
|
|
|
1С. З о р е в |
Н. Н. |
Вопросы |
механики |
процесса резания металлов. М., Маш - |
|||||
гнз. 1957. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17. |
З о т о в а |
Л . |
К.. Л а з а р е в |
Г. С , |
Д е д у ш е п к о |
И. П. |
Исследование |
работы резцов с многогранными твердосплавными пластинками. «Станки и инст румент », 1965, № 6.
18.П л ь н и ц к и й И. П. Колебания в металлорежущих станках п пути их устранения. Свердловск, Мзшгиз, 1958.
19.И с а е в А. И. Процесс образования поверхностного слоя при обработке металлов резанием. М., Машгиз, 1950.
|
20. |
И с з е в А. И. и М н х а й л е и о к Е. И. Скоростное |
точение крупных |
д е |
|||||||||
талей широкими |
резцам:!!. М., |
Машгиз. |
1954. |
|
|
|
|
|
|||||
|
21. |
К а ш и р и н |
А. И. |
Исследование |
вибраций при |
резании |
металлов-. |
||||||
М, — Л . , |
А Н |
СССР, |
1944. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
22. |
К а ш и р и н |
А. П. Вопросы устойчивости рабочего движения при обра |
||||||||||
ботке металла резанием. Сб. |
«Исследование колебаний металлорежущих стан |
||||||||||||
ков |
при |
резании |
металлов». М., Машгиз, 1958. |
|
|
|
|
||||||
|
23. |
К о л е в |
К. |
С. |
Точность обработки |
и режимы |
резания. М., |
«Машино |
|||||
строение», |
1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
24. |
К л у ш и |
и |
М. П. Резаи'не металлов. М.. Машгиз, |
1958. |
|
|
||||||
|
25. |
К р а в ч е н к о |
Б. А. Силы, |
остаточные напряжения |
и трение |
при |
реза |
||||||
нии |
металлов. Куйбышевское |
книжное |
издательство, 1962. |
|
|
|
|
182
26. |
К у д и м о в |
В. А. Теория вибрации |
при |
резании (трении). Сб. «Пере |
д о в а я технология машиностроения», М., АН СССР, |
1955. |
|||
27. |
К у ; ни о в |
В. А. Динамика станков. |
Л1., |
«Машиностроение», 1967. |
28.К у ч м а Л. К. Виброустойчивые расточные оправки. «Вестник машино строения». 1956, № 9.
29.К у ч м а Л. К. Теоретическое исследование зависимости амплитуды авто колебании от скорости резаи'ия. Книга 82. «Исследование в области технологии
обработки металлов |
резанием». П о д |
ред. А. И. Исаева. Машгиз, 1957. |
|
30. Л а з а р е в |
Г. С. Сборные |
виброгасящне резцы повышенной |
жесткости. |
М., ГОСИМТИ, 1965. |
|
|
|
31. Л а з а р е в |
Г. С. Исследование виброустойчииости резцов с |
исперетл- |
^нвасмымп многогранными пластинами. Сб. «Производительная обработка ме
таллов |
н 'неметаллических |
материалов |
резанием». |
Воронежский |
университет, |
|
1965. |
|
|
|
|
|
|
32. |
Л а з а р е в |
Г. С. |
Точение легированного |
отбеленного чугуна резцами |
||
повышенной жесткости. «Станки и инструмент», 1966, № 6. |
|
|||||
33. |
Л а з а р е в |
Г. С. Исследование |
устойчивости динамического |
равновесии |
активных механических систем. Сб. «Исследование механизмов и металлических
конструкций». Воронеж, ВПИ, |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
34. Л а з а р е в |
Г. С. Высокочастотные автоколебания при обработке |
метал |
|||||||||||
лов резанием. Сб. |
«Исследование механизмов |
и |
металлических |
конструкции >. |
||||||||||
Воронеж, |
ВПИ, 1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
35. |
Л а з а р е в |
Г. С. Механизм |
возбуждения |
высокочастотных |
автоколеба |
||||||||
ний. |
Сб. научных |
трудов кафедры |
теории |
механизмов |
и |
машин. |
Вопонеж, |
|||||||
В П И , |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
36. |
Л а з а р е в |
Г. С. Характеристика силы резания з абсолютном |
движении. |
||||||||||
Сб . научных трудов |
кафедры |
теории |
механизмов и |
машин. Воронеж, |
В П И , |
1969. |
||||||||
|
37. |
Л а з а р е в |
Г. С., |
Г о р д о н |
А. М., |
|
К у р ч е н к о |
В. |
И., |
А м р а- |
||||
х о в |
И. |
Г. М е т о д определения жесткости |
упругой |
системы |
деталь — опоры |
стай |
ка. Сб. трудов кафедры «Металлорежущие станки н инструменты». Выпуск .Ys 3.
Воронеж, |
В П И , |
1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
38. |
Л а з а р е в |
Г. |
С , |
Г о р д о н |
А. |
М., К у р ч е н к о |
В. |
И., А м р а х о в |
||||||
И. Г. Метод определения |
жесткости |
упругой |
системы |
деталь — опоры |
станка. |
|||||||||
Сб . трудов кафедры |
«Металлорежущие |
стайки |
и инструменты». Выпуск |
№ |
3. |
|||||||||
Воронеж, |
В П И , |
1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
39. |
Л а з а р е в |
Г. |
С , |
А м р а х о в |
И. |
Г. |
Исследование |
металлорежущих |
||||||
станков токарной группы по жесткости и |
виброустопчивости. |
Сб. трудов |
кафед |
|||||||||||
ры «Металлорежущие станки и инструменты». |
Выпуск |
№ |
3. |
Воронеж, |
В П И , |
|||||||||
1972. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40. |
Л а з а р е в |
Г. С. Структура базового силового поля |
впброустончнвостн |
|||||||||||
расточной оправки. «Известия вузов. Машиностроение», |
1971, |
№ |
12. |
|
|
|||||||||
41. |
Л а з а р е в |
Г. С. |
Расчет точности |
размеров и |
формы |
деталей при |
то |
чении. Тезисы докладов к Всесоюзной научно-технической конференции 21—23
сентября |
1971 г. Брянск, |
1971. |
42. |
Л а з а р е в Г. |
С. Влияние структуры стационарных силовых полей на |
устойчивость. Тезисы докладов конференции по колебаниям механических систем.
Издательство |
«Наукова |
думка», |
Киев, 1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
•43. Л а з а р е в |
Г. |
С. |
Автоколебания |
при резании |
металлов. |
М., |
«Высшая |
||||||||
школа», |
1971. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
44. |
Л а к у р |
К- |
В. |
О |
прогрессивной |
конструкции |
расточных |
резцов. |
«Вест |
||||||
ник машиностроения», 1963, |
№ |
12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
45. |
М а л |
к н и I I . Г. Теория устойчивости движения. М., |
«Наука», |
1966. |
|||||||||||
46. |
М а т а л и и |
А. А. |
Точность механической обработки и проектирование |
||||||||||||
технологических |
процессов. «Машиностроение», Л., 1970. |
|
|
|
|
|
|||||||||
47. |
М е д в е д е в |
Л . П. Жесткость |
упругой системы |
станок — изделие при |
|||||||||||
точении в патроне. Труды Куйбышевского авиационного института, вып. IX . |
|||||||||||||||
«Повышение производительности процессов |
резания», |
1959. |
|
|
|
|
|||||||||
48. |
Металлорежущие |
станки, т. I I , под |
ред. А ч е р к а н а |
Н. С , М., |
«Маши |
||||||||||
ностроение», |
1965. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
49. |
П а и о в к о |
Я. |
Г., |
Г у б а н о в а |
И. И. Устойчивость |
и колебания |
упру |
||||||||
гих систем, М., «Наука», |
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
183
50. |
П у in В. Э. Малые |
перемещения |
|
в станках. М., Машгиз, |
1961. |
|
|
||||||||||||
Ы. П о д п о р к и н В. |
Г. Жесткость |
|
крепл?ипя |
валов |
в |
центрах |
станков. |
||||||||||||
(Станки н инструмент», 1950, № 12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
52. |
П о д у р а е в |
В. П.. З а х а р о в |
Ю. С. Вибрационное |
р е з а к е |
при |
точе |
|||||||||||||
нии металлов. «Станки и инструмент», 1959, № 12. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
53. |
П о д у р а е в |
В. II . Обработка |
резшн^м |
с |
вибрациями. |
ДА., |
«-Машино |
||||||||||||
строение», 1970. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
54. |
П о л е т и к а |
ДА. Ф. |
Контактные |
нагрузки |
на |
режущих |
поверхностях |
||||||||||||
инструмента. М.. «.Машиностроение», |
1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
55. |
Развитие науки о резании металлов. Коллектив авторов. М., «ДАапшпо- |
||||||||||||||||||
строение». 1467. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
56. |
Р е ш е г о в Д . Н.. Л е в и н а |
3. |
М. Возбужчеош? н демпфирование ко |
||||||||||||||||
лебании |
в станках. Сб. «Исследование |
колебании |
металлорежущих станков при |
||||||||||||||||
резаиип |
металлов». М., Машгпз, 19о8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
57. |
Р ы ж к о в |
Д . П. |
Вибрации |
при |
резании |
металлов |
и |
методы |
их |
устра |
|||||||||
нения. М.. Машгнз, |
1961. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
58. |
С о к о л о в с к и й |
|
А. |
П. |
Жесткость |
в |
технологии |
машиностроения. |
|||||||||||
ДА.—Л.. .Машгпз. 1946. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
59. |
С о к о л о в с к и й |
А. П. Вибрации |
при |
работе на |
металлорежущих |
стан |
ках. Сб. «Исследование колебании металлорежущих станков при резании метал
лов». ДА.. Машгнз, 1958. |
|
||
60. |
С м и р н о в |
В. I I . Курс высшей |
математики, г. 11. М., Фнз.матгиз, 1962. |
61. |
Т л у с т ы й |
I I . , П о л а ч е к М. |
Теория возникновения автоколебание |
пр.и обработке и расчет устойчивости металлорежущих станков. «Станки и инст
румент», |
1956, № № 3 и 4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
62. |
Т л у с т ы й |
I I . Автоколебапшя |
в металлорежущих |
станках. М., |
Машгнз. |
|||||||||||||||
1956. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
63. |
Т р о ш е и с к и ii С. П. Расчеты |
точности |
обработки |
на |
металлорежущих |
|||||||||||||||
станках. |
ДА., «Машиностроение», |
1964. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
64. |
У р а з а с в |
3. |
Ф., Ф а д е е в |
А. М. Измерение |
жесткости |
металлорежу |
||||||||||||||
щих станков по углу поворота |
шпинделя. «Станки и инструмент», |
1966, |
№ 5. |
|||||||||||||||||
65. |
X а р к с в и ч А |
А. Автоколебания. М., |
Гос. .нзд-во |
технико-теоретической |
||||||||||||||||
литературы. |
1954. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
66. |
Ш т с й н б е р г |
II . С. Устранение вибрации, возникающих прт резании |
||||||||||||||||||
.металлов на токарном станке. М., Машгнз, 1947. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
67. |
Э л ь я с б е р г |
ДА. Е. Основы |
теории автоколебании при резании |
метал |
||||||||||||||||
лов. «Станки и инструмент», |
1962, |
№ № |
10, 11. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
68. |
D o i |
S., |
K a t o |
S. Chatter Vibration of Lath? Tools. ^Transactions oi |
||||||||||||||||
the AS.ME;>. \ol. 78. N 5. |
1956. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
69. |
R a a b |
H . Schwingungen |
an |
Drehmaschinen. |
eWerkslall unci |
Betrieb», |
||||||||||||||
X I I , 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
70. |
S h a w |
M. |
C , |
S a n g h a n i |
S. |
R On the origin of cutting vibration-;. |
||||||||||||||
«Annales |
du |
College |
International |
pour |
I'Etude Scienlifique des Techniques do |
|||||||||||||||
Production AAecanique», N 2, 1962—1963. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
71. |
S w e e n e y |
G. |
Die |
Erforschung |
des |
dynamischen |
\'erhalters |
von |
||||||||||||
Werkzeugmaschinen. sMaschinenbautechnik», N 11. 1968. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
72. |
A l b r e c h t |
P. |
Dynamics |
of |
the Metal — Cutting Process |
«Transactions |
||||||||||||||
of the ASME», vol. 87, 1965'. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
73. |
P a h 1 i t 7. s с h |
G., I l e l l w i g |
W. |
Spanngenauigkeit |
yon |
Dreibacken- |
||||||||||||||
futiern. «Maschir;cnbautechnik», N 10, 1968. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
74. T l u s t |
у |
I. - New |
tatlstotk |
design |
improves slabiliVy |
of centre |
|
lathes. |
||||||||||||
«Advances Mach. Tool Design and Res.», |
1966. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
75. |
R i e g e r |
N e v i l l e . |
Maschine |
tool |
vibration. |
«American |
Machinists, |
|||||||||||||
N 16, 1969. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
76. |
T I u s t у |
I., |
P o l a c e k |
ДА., |
D a n e k |
O., |
S p a c e k |
L . |
Selbsterregtc |
|||||||||||
Schwingungen |
an |
Werkzeugmaschinen. |
Veb |
Verlag Tcchnik, |
Berlin, |
1962. |
|
|||||||||||||
77. |
T o b i a s |
S. A. Machine-tool |
vibration. |
London, |
Blackie, Glasgow, |
1965. |
1 8 4