ГАШЕНИЕ АВТОКОЛЕБАНИЙ ЗАКРЕПЛЕННОГО В ЦЕНТРАХ НЕЖЕСТКОГО ВАЛА ПРИ ТОЧЕНИИ МНОГОРЕЗЦОВОЙ ГОЛОВКОЙ С ПЕРЕМЕННЫМ ШАГОМ ЗУБЬЕВ
- Авторы: Свинин В.М.1, Прохоров А.Ю.1
-
Учреждения:
- Забайкальский государственный университет, Чита
- Выпуск: № 2 (2016)
- Страницы: 67-75
- Раздел: Технические науки
- URL: https://vektornaukitech.ru/jour/article/view/307
- DOI: https://doi.org/10.18323/2073-5073-2016-2-67-75
- ID: 307
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Применение интенсивных режимов резания при обработке нежестких валов многорезцовыми головками сдерживается возбуждением регенеративных автоколебаний в технологической системе. Рассмотрены существующие способы их гашения. Одним из наиболее перспективных способов борьбы с регенеративными автоколебаниями является применение инструмента с непостоянным окружным шагом зубьев. Однако мнения исследователей о необходимой величине разности шагов зубьев инструмента расходятся. Для экспериментального определения этой величины разработана конструкция регулируемой многорезцовой головки и проведено исследование влияния разности шагов зубьев инструмента на амплитуду автоколебаний нежесткого вала при его точении с закреплением в центрах. При настройке головки использовали чередование увеличенных и уменьшенных шагов зубьев. Колебания заготовки в вертикальном и горизонтальном направлениях регистрировали бесконтактными токовихревыми датчиками. На основе анализа виброграмм автоколебаний, их частотных спектров, траекторий движения заготовки и фотографий обработанных поверхностей установлено, что с ростом разности смежных шагов зубьев происходит последовательное уменьшение, увеличение и повторное уменьшение амплитуды автоколебаний. Гашение автоколебаний происходит при разности окружных шагов зубьев в диапазоне значений 0,25…1,3 длины волны автоколебаний на поверхности резания. Почти полное их подавление получено при значении 0,75. Результаты полученных экспериментальных данных объяснены с позиции теории регенеративных автоколебаний. Таким образом, экспериментально доказано, что применение многорезцовых головок с настройкой разности окружного шага зубьев позволяет обеспечить динамическую устойчивость процесса точения нежестких валов.
Ключевые слова
Об авторах
Валерий Михайлович Свинин
Забайкальский государственный университет, Чита
Автор, ответственный за переписку.
Email: svinin_vm@mail.ru
доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизация производственных процессов»
РоссияАндрей Юрьевич Прохоров
Забайкальский государственный университет, Чита
Email: prohorov_aju@mail.ru
аспирант кафедры «Автоматизация производственных процессов»
РоссияСписок литературы
- Ташлицкий Н.И., Гребень В.Г. Виброустойчивость при чистовом точении валов резцами с зачищающей режущей кромкой // Вестник машиностроения. 1983. № 5. С. 53–55.
- Ямникова О.А. Виброустойчивость процесса лезвийной обработки нежестких валов : дис. … докт. техн. наук. Тула, 2004. 357 с.
- Городецкий Ю.И. Создание математических моделей сложных автоколебательных систем в станкостроении // Автоматизация проектирования: сб. ст. Вып. 1. М.: Машиностроение, 1989. С. 203–220.
- Подпоркин В.Г. Обработка нежестких деталей. М.: Машгиз, 1959. 209 с.
- Драчев О.И. Технология вибрационной обработки и вибрационного точения маложестких деталей. Ирбит: Оникс, 2014. 259 с.
- Расторгуев Д.А., Драчев О.И. Исследование динамики маложестких валов // Известия Волгоградского государственного технического университета. 2004. № 9. С. 55–56.
- Эльясберг М.Е., Демченко В.А., Савинов В.А. Способ структурного повышения виброустойчивости при резании // Станки и инструмент. 1983. № 4. С. 3–7.
- Свинин В.М., Кологреев Е.В., Есаулов А.С. Повышение динамической устойчивости процесса точения путем использования пружинящего поводкового центра // Механики XXI веку. 2013. № 12. С. 140–143.
- Свинин В.М., Самсонов А.В., Большухин А.О. Подавление автоколебаний при точении нежестких валов пружинящим резцом // Механики XXI веку. 2014. № 13. С. 112–119.
- Расторгуев Д.А., Расторгуева О.А., Драчев О.И., Николаев С.В. Резец для вибрационного резания : патент РФ № 2292990, 28.11.2004.
- Драчев О.И., Тараненко В.А. Устройство для двухрезцовой обработки : а.с. СССР № 1137663.
- Васильевых Л.А., Жуйков В.А. Многорезцовая самоцентрирующая головка // Станки и инструмент. 1985. № 4. С. 34–35.
- Драчев О.И. Технология изготовления маложестких осесимметричных деталей. СПб.: Политехника, 2005. 289 с.
- Быков Г.Т., Дорохин Н.Б., Маликов А.А., Ямников А.С. Точение нежёстких заготовок многорезцовыми головками с подвижным люнетом – виброгасителем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2009. № 1-1. С. 173–177.
- Астахов С.А. Высокопроизводительное точение тонкостенных закалённых цилиндрических заготовок : дис. … канд. техн. наук. Тула, 2012. 185 с.
- Дыков А.Т., Ясинский Г.И. Прогрессивный режущий инструмент в машиностроении. Л.: Машиностроение, 1972. 224 с.
- Баранчиков В.И., Жаринов А.В., Юдина Н.В., Садыхов А.И. Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов. М.: Машиностроение, 1990. 400 с.
- Черезов С.Г. Способ многорезцового точения и многорезцовая головка : а.с. СССР № 1814967.
- Slavicek J. The Effect of Irregular Tooth Pitch on Stability of Milling // Proceedings of the 6th MTDR Conference. London: Pergamon Press, 1965. P. 15–22.
- Opitz H., Dregger E.U., Roese H. Improvement of the Dynamic Stability of the Milling Process by Irregular Tooth Pitch // Proceedings of the Adv. MTDR Conference. 1966. № 7. P. 213–227.
- Vanherck P. Increasing Milling Machine Productivity by Use of Cutters with Non-Constant Cutting Edge Pitch // Advances in Machine Tool Design and Research: Proceedings of the 8th MTDR Conference. Oxford: Pergamon Press, 1967. P. 947–960.
- Tlusty J., Ismail F., Zaton W. Use of Special Milling Cutters Against Chatter // Manufacturing Engineering Transactions. Madison: University of Wisconsin, 1983. P. 408–415.
- Budak E. An analytical design method for milling cutters with nonconstant pitch to increase stability, Part 1: Theory // Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME. 2003. Vol. 125. № 1. P. 29–34.
- Budak E. An analytical design method for milling cutters with nonconstant pitch to increase stability, Part 2: Application // Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME. 2003. Vol. 125. № 1. P. 35–38.
- Altintas Y., Engin S., Budak E. Analytical stability prediction and design of variable pitch cutters // Journal of Manufacturing Science and Engineering, Transactions of the ASME. 1999. Vol. 121. № 2. P. 173–178.
- Кедров С.С. Колебания металлорежущих станков. М.: Машиностроение, 1978. 199 с.
- Шаламов В.Г. Теоретические основы взаимосвязи параметров инструмента с динамикой фрезерования листовых заготовок : дис. … докт. техн. наук. Челябинск, 1990. 344 с.
- Свинин В.М. Самоорганизация вторичных автоколебаний при лезвийной обработке // СТИН. 2006. № 1. С. 7–13.
- Merritt H.E. Theory of Self-Excited Machine-Tool Chatter: Contribution to Machine-Tool Chatter Research // Journal of Engineering for Industry. 1965. Vol. 87. № 4. P. 447–454.
- Свинин В.М., Прохоров А.Ю. Подавление автоколебаний при точении нежестких валов многорезцовой головкой с переменным шагом зубьев // Справочник. Инженерный журнал с приложением. 2014. № 10. С. 37–41.