Повышение виброустойчивости технологической системы токарного станка путем использования резцов с переменной жесткостью

• Автор: Кошелева, Алла Александровна
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 221 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Принятые обозначения
Введение
Глава I Возможности повышения точности процессов токарной
обработки. Состояние вопроса
1.1. Пути повышения точности при токарной обработке
1.2. Способы изменения жесткости технологической системы
1.3. Использование режущего инструмента с регулируемыми
динамическими характеристиками как метод управления интенсивностью колебаний
1.4. Цель и задачи исследования
Глава II Исследование процесса резания с применением вероятностного подхода , схема резания и анализ действующих сил
2.1. Обоснование необходимости применения теории
случайных процессов при исследовании точности механической обработки
2.2. Разработка резца с переменной жесткостью
2.3. Схема резания
2.4. Анализ действующих сил
Выводы по главе II
Глава III Исследование вибраций при точении резцом с переменной
жесткостью. Определение зоны виброустойчивости
3.1. Постановка эксперимента. Точение резцом с переменной жесткостью
3.2. Исследование условий возникновения и протекания
вибраций
3.3. Спектральный анализ процесса возникновения и
протекания вибраций
3.4. Разработка регрессионной модели зависимости амплитуды колебаний инструмента от режимов резания
3.4.1. Планирование эксперимента

3.4.2. Выбор интервала варьирования факторов
3.4.3. Получение математической модели объекта
3.4.4. Проверка значимости коэффициентов модели
3.4.5. Проверка адекватности модели
3.4.6. Интерпретация результатов
3.5. Влияние неточности изготовления прокладки на точность обработки деталей
В ы в о д ы по главе III
Глава IV Разработка теоретико-вероятностных схем процесса
резания
4.1. Динамическая модель системы
4.1.1. Исследование характеристик УС
4.1.2. Исследование характеристик процесса резания
4.1.3. Расчет виброустойчивости
4.2. Использование вероятностного подхода для исследования процесса резания
4.3. Реализация метода повышения виброустойчивости инструмента при нестабильных режимах резания путем введения в конструкцию звена с переменной жесткостью
Выводы по главе IV
Общие выводы по работе
Библиографический список
Приложение 1 Расчет собственных колебаний инструмента
Приложение 2 Расчет параметров составного резца для различных
режимов резания
Приложение 3 Запись вибраций и спектральный анализ колебаний
инструмента
Приложение 4 Программы и результаты расчетов АФЧХ упругой системы
и процесса резания, зоны виброустойчивости

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
УС - упругая система;
ЭУС - эквивалентная упругая система;
Ас - случайная погрешность обработки, мм;
л-р - функциональная погрешность обработки, мм;
п - постоянная погрешность обработки, мм;
- суммарная погрешность обработки, мм;
- главный задний угол резца, град.;
Г - передний угол резца, град.;
<5 - логарифмический декремент колебаний системы;
?» - обобщенный коэффициент сопротивления, Нс/мм;
г - сдвиг по времени, с;
4г - среднее квадратическое отклонение случайной величины;
- главный угол в плане инструмента, град.;
- вспомогательный угол в плане инструмента, град.;
а - номинальная толщина среза материала, мм;
В - ширина сечения державки инструмента, мм;
Ь - номинальная ширина среза материала, мм;
С - жесткость упругой системы, Н/мм;
в - диаметр обработываемой заготовки, мм;
0 г - дисперсия процесса колебания инструмента;
Е - модуль упругости материала, Н/мм мм;
Р ВТ - сила вязкого трения, Н;
р № - сила инерции, Н;
* С - сила сопротивления, Н;
РУ - сила упругости, Н;
* ст - сила сухого трения, Н;
Г - частота колебаний упругой системы, Гц;
'о - собственная частота колебаний упругой системы, Гц;

целесообразным является не создание нового оборудования, а усовершенствование имеющегося с учетом требований времени. Особенно важным представляется создание систем, трансформирующихся при нестабильных условиях обработки. Режимы резания могут меняться и целенаправлено, например, при снятии неравномерного припуска при обработке сложных фасонных поверхностей ( с такой проблемой столкнулись в медицинской промышленности при создании искусственных суставов, в автомобилестроении ), при
( в 1.3 - 1.8 раза ) меняющейся о создание конструкции инструмента стики в соответствии с изменениями
тка метода повышения точности то-
обработке материалов со значительно твердостью. В этих условиях необходим меняющего свои динамические характери параметров рабочих процессов.
Целью работы является разрабс карной обработки на основе изменения жесткостных характеристик инструмента, разработка конструкции инструмента и проверка ее работоспособности, определение области применения инструмента и особенностей его эксплуатации.
Поставленная цель определяет решение следующих задач:
- разработка конструкции резца с переменными жесткостными характеристиками ;
- экспериментальное исследование процесса обработки металла резцом с переменной жесткостью;
- исследование условий возникновения и протекания вибраций при резании исследуемым резцом;
- оценка точности процесса и степени влияния на него различных факторов;
- определение зоны виброустойчивости инструмента;
- разработка динамической модели процесса, изучение согласия между моделью и наблюдениями;
- определение области применения инструмента.