Комплексная система проектирования безвибрационного процесса токарной обработки на основе динамических характеристик элементов технологической системы

• Автор: Васин, Л. А.
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1994
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 488 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ
1.1. Обзор существующих методов оптимизации параметров режима резания при точении
1.2. Обзор работ по системам адаптивного управления
при точении
1.3. Цель и задачи исследования
2. КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ БЕЗВИБРАЦИ0НН0Г0 ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ
2.1. Структура комплексной системы
2.2. Методика проектирования безвибрационного процесса точения
3. МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПЕЛ ТОЧЕНИИ
3.1. Математическая модель силы резания, учитывающая вибрацию элементов технологической системы
3.1.1. Аналитические модели для определения величины вибраций в подсистеме инструмент-заготовка
3.1.1.1. Вибрационные перемещения инструмента
3.1.1.2. Поперечные и продольные виброперемещения
детали
3.1.1.3. Крутильные колебания детали
3.1.1.4. Моделирование силы резания
3.2. Экспериментальное исследование силы резания при точении и анализ ее частотного состава
3.2.1. Установка для проведения испытаний
3.2.2. Характер изменения силы резания

3.2.2.1. Точение прерывистых поверхностей
3.2.2.2. Токарная обработка эксцентричных и овальных поверхностей
3.2.2.3. Точение поковок и отливок, имеющих смещение по плоскости разъема соответственно штампа и литейной формы
3.2.2.4. Определение параметров эквивалентного прямоугольного импульса силы резания
3.2.2.5. Исследование влияния переменных режимов обработки на силу резания и возбуждение автоколебаний
3.2.3. Определение спектра возмущающих сил при то-

чении
3.2.3.1, Случайная компонента силы резания
3.2.3.2. Возбуждающие силы, не связанные с процессом резания
3.3. Построение модели силы резания
3.4. Иллюстративные примеры использования модели
силы резания
3.5. Выводы
4. МОДУЛЬ ВЫБОРА КОНСТРУКЦИИ ТОКАРНОГО РЕЗЦА
4.1. Исследование динамических характеристик токарных резцов
4.1.1. Описание экспериментальных установок
4.1.2. Экспериментальное определение собственных частот изгибных и продольных колебаний державок токарных резцов
4.1.3. Демпфирующая способность токарных резцов
4.1.3.1. Методика определения логарифмического декремента колебаний и коэффициента демпфирования

4.1.3.2. Исследование демпфирующей способности токарных резцов
4.1.4. Исследование стабильности результатов измерения собственных частот и демпфирующих характеристик резцов
4.2. Расчет собственных частот колебаний резцов
4.3. Определение максимальной нагрузки, допускаемой жесткостью резца
4.4. Математическая модель для расчета амплитуд вынужденных колебаний режущей части резца
4.5. Методика выбора резцов, обеспечивающих безвиб-рационный режим точения
4.6. Иллюстрация методики выбора конструкции токарного резца на конкретном примере
4.7. Выводы
5. МОДУЛЬ ВЫБОРА ТОКАРНОГО СТАНКА ПО СТАТИЧЕСКИМ И ДИНАМИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
5.1. Анализ методов определения динамических характеристик станков
5.2. Определение статической и динамической жесткости станка в производственных условиях
5.3. Методика выбора токарного станка на основе данных о его статической и динамической жесткости
5.4. Выводы
6. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ВИБРОУСТОЙЧИВОСТИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ
6.1. Способ определения скорости резания, обеспечивающей минимальный уровень вибраций в технологической
системе
6.1 Л. Исследование сущности явления образования
кольца Уайтекера

3. МОДУЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ РЕЗАНИЯ ПРИ ТОЧЕНИИ
Модуль силы резания при точении предназначен для определения сил резания, возникающих в реальном процессе обработки. Знание величины силы резания, закона и частоты ее изменения необходимо в основном для выбора станка и режущего инструмента, обеспечивающих безвибрационный режим точения.
При определении силы резания следует учитывать не только статический, но и динамический характер ее проявления. Это связано с тем, что процесс изготовления деталей типа тел вращения часто сопровождается следующими возмущающими воздействиями:
а) переменностью сечения срезаемого слоя при обработке прерывистых поверхностей или заготовки с переменным припуском;
б) периодическим изменением срезаемого слоя при обтачивании эксцентричных заготовок и т.п.;
в) переменностью сечения срезаемого слоя при врезании и выходе инструмента;
г) переменностью глубины резания, скорости резания или направления подачи на гидрокопировальных станках и станках с ЧПУ.
Эти воздействия определяются в основном особенностями технологического процесса и устранить их практически не всегда возможно.
Силы резания могут определяться как теоретическим, так и экспериментальным путем. Определение сил из анализа механики процесса резания является сложным и длительным процессом / 74, 23/. Однако силу резания для любых нестандартных условий позволяет вычислить этот метод. Экспериментальный метод, основанный на эмпирических зависимостях, более ограничен, но его применение значительно проще. Поэтому на предприятиях расчет производится по