Критерии виброустойчивости технологической системы

• Автор: Чень Чжиган
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 96 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Причины автоколебаний и методы борьбы с ними
1.1. Анализ теорий возникновения автоколебаний при резании металлов
1.2. Исследование вибраций при многорезцовой обработке
1.3. Выводы, цель работы и задачи исследования
2. Разработка математических моделей устойчивости для процессов многорезцовой обработки
2.1. Структурный критерий устойчивости для многорезцовой обработки
А »/ ' .
2.1.1. Определение характеристик жесткости системы де-таль-опоры-головка
2.1.2. Изменения силы резания
2.1.3. Структурный критерий устойчивости для многорезцовой обработки
2.2. Определение устойчивости по критериям Гаусса-Гурвица
Выводы
3. Теоретико-экспериментальная проверка математических моделей
3.1. Проверка виброустойчивости по структурному критерию у-стойчвости
3.1.1. Многосуппортная обработка валов
3.1.2. Нарезание резьбы многорезцовыми головками
3.2. Проверка виброустойчивости по критериям Гаусса-Гурвица
3.2.1. Многосуппортная обработка валов
3.2.2. Нарезание резьбы многорезцовыми головками
Выводы
Основные выводы и результаты работы
Литература
Приложения
ВВЕДЕНИЕ

Одним из путей повышения производительности механической обработки является увеличение суммарной длины режущих кромок, одновременно участвующих в работе. Этот путь реализуется в процессах обработки заготовок многорезцовыми головками.
Возрастающие требования к производительности и точности работы станков постоянно заставляют заниматься проблемой обеспечения виброустойчивости точения. К настоящему времени отечественными и зарубежными учеными выполнена целая гамма фундаментальных исследований, объясняющих природу возникновения вибраций. При этом установлена связь между динамическими характеристиками и основами механики процесса резания, позволяющая глубже понять физическую суть динамики резания, лучше разобраться в причинах неустойчивости процесса.
Копирная обработка валов, а также нарезание резьб многорезцовыми головками часто сопровождается вибрациями с характерным шумом при резком ухудшении качества обрабатываемой поверхности. Дальнейшую обработку при их возникновении проводить нецелесообразно.
Появление вибраций при нарезании внутренней резьбы самозакрывающимися головками отмечено Ю.В.Мягковым. Вибрации носили вид затухающих колебаний по длине резьбы от входа к выходу в зарезьбовую канавку. Автор объясняет появление вибраций низкой радиальной жесткостью технологической системы, в которую входит тонкостенная деталь.
Ю.В.Мягковым рассмотрены также различные схемы резания для устранения вибраций, как уравновешенные, так и неуравновешенные. Экспериментально было установлено, что неуравновешенная сила резания Л = 200...300 Н полностью устраняет вибрации. Это явление объясняется тем, что наличие неуравновешенной силы повышает жесткость системы. Как видно из (пл.1), незначительное колебание силы в зоне, близкой к началу координат, приводит к колебаниям относительного положения детали и инструмента с большой амплитудой. Такое же по величине колебание силы резания в зоне с некоторой неуравновешенной силой Р£ вызывает значительно меньшие относительные перемещения звеньев технологической системы, а, следовательно, и меньшие амплитуды колебаний.
В работе Ю.В.Мягкова дается лишь качественное описание влияния величины жесткости технологической системы на возникновение вибраций и нет никаких количественных данных по необходимой величине жесткости технологической системы для устранения вибраций и о влиянии других факторов на величину зоны виброустойчивости.
Более широко вопросы выявления условий возникновения и протекания вибраций, установление факторов, вызывающих появление вибраций, определение зоны виброустойчивости для многосуппортной обработки валов

ф4+£кт18тср; соэср; = е};

ХК-тф; соэф; +ХК-х; зш2 Ф1 = е2'>

(2.26)
Япвтф; созср;-£кт1 соз2ф; = е3;

вт2 — е4-

Развернув выражение (2.4) с учетом (2.25) и (2.26), получим уравнение для Б, или характеристическое уравнение системы (2.21)
Уравнение (2.27) имеет четыре корня 8Ь 82, 83, 84, которые могут быть: либо вещественными, либо двумя вещественными и двумя комплексно сопряженными, либо в виде пар комплексно сопряженных корней.
После подстановки этих корней в уравнение (2.22) получим решение уравнений движения
Те члены выражения (2.28), в которых подставляются вещественные корни, выражают собой деформации, которые изменяются по показательному закону в зависимости от времени, уменьшаясь при Б < 0 или возрастая при Б > 0. Следовательно, имеет место апериодическое движение, устойчивое или неустойчивое. Гораздо большее значение имеют комплексные корни. Они могу быть либо двумя комплексно сопряженными корнями
(2.27)
(2.28)
§12 = .И»,
либо все четыре корня комплексными, попарно сопряженными