Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования

• Автор: Воробьев, Анатолий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 186 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Раздел 1. Анализ состояния научной проблемы. Теоретический обзор в области исследования фрезерования деталей из древесины

1.1 Аналитический обзор существующих результатов исследований

1.2 Функциональный выбор и анализ параметров и компонент для исследования процесса фрезерования деталей.

1.3 Обоснование выбора объекта, предмета и методов исследования

1.4 Теоретический анализ влияющих факторов

1.5 Выводы

Раздел 2. Теоретические аспекты оптимизации процессов

фрезерования и вибрации в производстве деталей мебели

2.1 Теоретические подходы к реализации целевых функций.

2.2 Моделирование в прикладной программе .
2.3 Моделирование динамики работы шпинделя фрезерного станка
2.4 Моделирование показателей качества обработанной поверхности от компонент виброактивности станка
2.5 Выводы
Раздел 3. Планирование и обработка экспериментов
3.1 Методика планирования и разработка методической сетки
экспериментов.
3.2. Описание экспериментальной установки, средств измерения
и регистрации процесса фрезерования и вибрации
3.3. Проверка гипотезы нормальности распределения.
3.4 Анализ факторов, влияющих на виброактивность дереворежущих станков
3.5 Составление регрессионных моделей на основе Впланов
второго порядка В3
3.6 Анализ уравнений регрессии.
3.7 Установление зависимости показателей качества обработки
от компонент вибрации
3.8 Определение точности обработки фрезерованных деталей
3.8 Выводы.
Раздел 4. Обобщение и оценка результатов теоретических
и экспериментальных исследований.
4.1 Мелодика определения класса точности и класса вибрации фрезерных станков
4.2 Рекомендации по нормированию вибрации фрезерных станков
4.3 Методика управления снижением виброактивности на основе динамической балансировки
4.4 Методика определения рациональных режимов фрезерования
4.5 Выводы.
Заключение.
Список использованных источников


По мощности резания определил силу возмущения. По выражениям для среднего и максимального моментов получил математические модели, разложив их в ряд Фурье, и определил значения этих моментов по первым четырем членам данного ряда. Установил также, что момент сопротивления резанию не принимает участия в вынужденных колебаниях, а оказывает влияние на смещение положения равновесия. Частоту вынужденных колебаний определил по возмущающему моменту. Сравнивая полученные значения свободных и вынужденных колебаний, пришел к выводу, что разность между ними должна составлять порядка - %. Во второй типовой задаче определил критическую частоту крутильных колебаний для круглой ильного станка. В третьей типовой задаче произвел анализ колебаний перекрытия, на котором был установлен четырехсторонний продольно фрезерный станок с эксцентриситетом нижнего ножевого вала. Работы школы проф. М.А. Дешевого легли в основу динамического анализа станков по разработанной им методике. Проф. С.П. Тимошенко рассматривая случай, когда периоды свободных и вынужденных колебаний близки, за счет чего резко увеличивается амплитуда колебаний и вал становится неустойчивым. Изменение же кинетической энергии, напротив снижает собственную частоту колебаний []: Также он пришел к выводу, что утолщение вала от его-середины-на расстоянии меньшем LI4 влияет на частоту колебаний в сторону увеличения, а на расстоянии большем L/4 напротив замедляет частоту колебаний. Очевидно, одной из основных причин вибрации валов является неуравновешенность масс, которая создает центробежную силу, вызывающую вынужденные колебания системы. Способом борьбы с неуравновешенностью является балансировка роторов на специальных балансировочных станках. Помимо балансировки роторов следует балансировать и режущий инструмент отдельно или в сборе []. Проф. F.S. Tse отмечает влияние вибрационных процессов на надежность машины []. Проведенное им исследование способов демпфирования колебаний позволило установить, что сила сопротивления принимается пропорционально квадрату скорости. При конструкционном демпфировании (гистерезис-ное, структурное, деформационное) рассеяние энергии за цикл прямопропорционально квадрату амплитуды деформации и не зависит от частоты. Проф. В:И. Санев и А. С - жесткость. Анализируя модель (1. Проф. Б.П. Бармин в. Для снижения вибрационных показателей им были разработаны специальные виброгасители колебаний. Б.П. Бармин приводит различные точки зрения ученых на природу колебаний, в частности автоколебаний []. H.A. Дроздов [] считает, что автоколебания возникают под действием какой-либо внешней периодической силы, например сил трения и резания, так как они зависят от состояния системы СПИЗ и, совершая колебания, резец делает эти колебания периодическими и создает волнистую поверхность резания. В результате при следующем обороте детали снимаемая стружка будет иметь переменную толщину и на систему начинает действовать новая периодическая возмущающая сила с таким же периодом, как и период колеблющейся системы. А.И. Каширин установил три причины, поддерживающие автоколебания при резании сталей: первая из них обусловлена силой трения между стружкой и передней поверхностью и между обрабатываемой деталью и задней поверхностью; вторая-переменными силами из-за изменения рабочих углов резания в процессе колебательного движения; третья, названная им вторичным возмущением, - переменным сечением среза, возникающим при движении резца по вибрационному следу от предыдущего перехода []. А.П. Соколовский [] показал, что часть силы резания лPY представляет собой функцию скорости относительных колебаний между инструментом и обрабатываемой деталью. АРу зависит от отношения скорости колебаний к скорости резания. И.С. Штернберг [] считает, что причиной возникновения вибраций, происходящих с частотой собственных колебаний детали, является периодический срыв наростов. Силы вторичного возмущения (переменное сечение стружки) становятся больше сил первичного возмущения и определяют дальнейший колебательный процесс.