SU1465261A1 - Способ управлени скоростью резани при обработке с автоколебани ми - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к станкостроение и может быть использовано в станках различных групп преимущественно при черновой и получис- товой обработке материалов резанием. Целью изобретени   вл етс  улучшение условий резани  путем формировани  закона управлени  скоростью.резани  и амплитудой возбуждающихс  при резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повьшение стойкостных параметров инструмента. Способ основан на периодическом изменении скорости резани  относительно ее среднего значени  и ограничении амплитуды возбуждающихс  при резании автоколебаний . Благодар  установлению пределов отклонени  скорости резани  выше и ниже ее среднего значени  и периодичности изменени  скорости резани  достигают улучшени  условий резани  за счет дроблени  стружки или повышени  стойкости режущего инструмента . 4 ил. сл

Description

Изобретение относитс  к станкостроению и может быть использовано в станках различных групп, преиму- щественно при черновой и получисто- вой обработке материалов резанием.

Целью изобретени   вл етс  улучшение условий резани  путем формировани  закона управлени  скоростью резани  и амплитудой возбуждающихс  при резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повышение стойкостных параметров ин- струмейта.

На фиг.1 изображен график управлени  скоростью резани  при периодическом изменении скорости на фиг.2 - то же, при изменении

скорости с различными периодами; на фиг.З - волниста  поверхность, образованна  колебани ми режущего инструмента относительно заготовки; на фиг.4 - зависимость требуемой дл  ограничени  амплитуды автоколебаний относительной амплитуды переменной составл ющей скорости резани  от отношени  ширины среза к ее граничному значению.

Способ управлени  скоростью резани  состоит в том, что в системе, наход щейс  в зоне автоколебаний или введенной в этот режим при изменении параметров системы или глубины резани , скорость V измен ют относительно среднего значени  V с амплитудой

ел

ю

значение -- рекомендуетс  выбират

Lnp

V (фиг.1) и периодом Т (частотой

. При этом амплитуда А колебани X периодически с той же частотой интервале от 1 до 1,8 за счет из уменьшаетс  и затем в течение спе- j

циально подобранного периода Т увеличиваетс  до значени  А , где К« 1 - коэффициент, определ емьй услови ми резани ; предельна  величина амплитуды автоколебаний, ограни- (О : ченна  недопустимостью жесткого контак- I та задней грани резца с волнистой повер- хностью,образованной его колебанием. i Такой контакт по вл етс , когда величи- i на угла (ot) наклона касательной к вол- J5 Инистой поверхности периодически до- стигает величины заднего угла oip резца (фиг.З), Предельна  амплитуда может быть найдена экспериментально по виду следа, оставленного на по- 20 верхности обработки, или расчетным путем по известным величинам скорости резани , заднего угла резца и частоты автоколебаний.

Возможно изменение ско)ости реза- 25 ни  не с посто нной частотой в течение обработки. Сначала скорость резани  измен ют в

течение нескольких периодов с частотой л), Т и амп- литуда колебани  достигает несколько

К.

А„р (фиг.2).

30

раз величины А, ., Следующее после этого изменение скорости резани  происходит через специально подобранный период времени Т, за который амплитуда автоколебаний достигает величины А , Далее процесс повтор етс . При этом и, следовательно, и .

Уменьшение амплитуды вибраций до величин, близких к нулевым (), происходит при значени х отноше35

40

менени  t. При этом динамическа  система оказываетс  в области сущес вовани  автоколебаний, а величина о

V ношени  -- не превосходит 0,2. Если

2.

технологически увеличение глубины р зани  tj, невозможно, то динамическую систему ввод т в область существовани  автоколебаний за счет изменени  параметров, например жесткости.

При изменении скорости резани  в момент времени t t происходит уменьшение амплитуды автоколебаний (фиг.1). Частоту выбирают такой, чтобы эта амплитуда достигала за период Т величины А К-Ар. . При этом устанавливают коэффициент K«i1 и такой, что при амплитуде А, определенной по указанному соотношению, происходит слом стружки или эта амплитуда соответствует максимальному времени стойкости режущего инструмента . В зависимости от обрабатьта- емого материала величина коэффициента К, определ юща  амплитуду, при которой происходит дробление стружки оказываетс  в пределах 0,, величина К, определ юща  амплитуду автоколебаний А, оптимальную по стойкости инструмента, находитс  в интервале 0,,15. При КсО,05 обеспечиваетс  наиболее низкий уровень автоколебаний, что дает возможность улучшить качество обработанной поверхности.

Другим режимом работы данного спо соба  вл етс  изменение скорости резани  с неодинаковой в течение обработки частотой. При изменении скорости в момент времени t t происходит уменьшение амплитуды колеба-. НИИ (фиг.2). Частоту, выбирают такой, чтобы эта амплитуда за период Т, достигала величины А К А„р, существенно меньщед А К-Арр соответственно К,К. В течение нескольких периодов с момента времени t t

V ни  -не меньших, чем указаны на фиг.4. -Эти величины завис т от от- где t - ширина среза.

ношени  ---,

tnp

пр гранична  ширина среза, соответствующа  состо нию, при котором амплитуда автоколебаний равна А„р.

Способ осуществл ют следующим образом .

В зависимости от отношени  te «V

выбирают величину отношени  - -пр .

с запасом 20% так, чтобы уменьшение

амплитуды автоколебаний при изменен скорости происходило до величин, близких нулевым (фиг.4). При этом

значение -- рекомендуетс  выбирать

Lnp

интервале от 1 до 1,8 за счет из интервале от 1 до 1,8 за счет из

О 5 0

5

0

5

0

5

0

менени  t. При этом динамическа  система оказываетс  в области существовани  автоколебаний, а величина отV ношени  -- не превосходит 0,2. Если

2.

технологически увеличение глубины резани  tj, невозможно, то динамическую систему ввод т в область существовани  автоколебаний за счет изменени  параметров, например жесткости.

При изменении скорости резани  в момент времени t t происходит уменьшение амплитуды автоколебаний (фиг.1). Частоту выбирают такой, чтобы эта амплитуда достигала за период Т величины А К-Ар. . При этом устанавливают коэффициент K«i1 и такой, что при амплитуде А, определенной по указанному соотношению, происходит слом стружки или эта амплитуда соответствует максимальному времени стойкости режущего инструмента . В зависимости от обрабатьта- емого материала величина коэффициента К, определ юща  амплитуду, при которой происходит дробление стружки, оказываетс  в пределах 0,, величина К, определ юща  амплитуду автоколебаний А, оптимальную по стойкости инструмента, находитс  в интервале 0,,15. При КсО,05 обеспечиваетс  наиболее низкий уровень автоколебаний, что дает возможность улучшить качество обработанной поверхности.

Другим режимом работы данного способа  вл етс  изменение скорости резани  с неодинаковой в течение обработки частотой. При изменении скорости в момент времени t t происходит уменьшение амплитуды колеба-. НИИ (фиг.2). Частоту, выбирают такой, чтобы эта амплитуда за период Т, достигала величины А К А„р, существенно меньщед А К-Арр соответственно К,К. В течение нескольких периодов с момента времени t t

до t

процесс происходит анало

гично описанному. В момент t - t, после очередного изменени  скорости резани  за период Т, выбранный из услови  достижени  амплитуды автоколебаний А К А„, происходит увеличение амплитуды до этого значени . Далее процесс повтор етс .

Пример. Обрабатывают сталь 45 твердостью НЕ 200 оправкой, жесткост

с Н которой с 6,5 --- , собственна 

мкм ,1

частота СО 820 и безразмерный коэффициент демпфировани  d 0,06,

со скоростью V 100 --- и подачей

МИН

5д 0,1 --, Главный угол резца в

плане tfp 45°, задний угол резца otp 8°. При этом гранична  глубина резани  2,3 мм, предельна  амплитуда автоколебаний А 0,25 мм.

Систему вйод т в зону автоколебаний за счет изменени  глубины резани 

, назнача  tc 3,0 мм (--- 1,3)

пр л

Выбирают величину отношени  -Способ 5шравлени  скоростью резани  при обработке с автоколебани ми, заключающийс  в периодическом изме- 20 нении скорости резани  относительно ее среднего значени  и ограничени  амплитуды возбуждающихс  при резании автоколебаний, отл, ичаю- - щ и и с   тем, что, с целью улучшеV 015 т (фиг.4). Дробление стружки происходит

при указанных услови х обработки при амплитуде А О,1 мм, откуда определ ют величину установочного коэффици- 25 ни  условий резани , устанавливают ента К 0,4. Рост амплитуды после пределы отклонени  скорости резани  очерёдного изменени  скорости до ве- -вьше и ниже ее среднего значени  и личины А 0,1 мм происходит за врем  периодичность изменени  скорости так, Т 4 с/ выбирают частоту изменений

30

скорости

0,25 Гц.

чтобы амплитуда колебаний с той же периодичностью достигала величины

литуду этих автоколебаний, ограничива  ее по величине и исключив возможность роста ее до недопустимого уровн . Технический эффект от использовани  способа состоит в том, что он позвол ет, использу  полезные свойства автоколебаний, получить разделенную на элементы стружку, удобную дл  уборки, смыва и транспортировки или повысить стойкость инструмента. При этом обеспечиваетс  устойчивый процесс обработки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ 5шравлени  скоростью резани  при обработке с автоколебани ми, заключающийс  в периодическом изме- нении скорости резани  относительно ее среднего значени  и ограничени  амплитуды возбуждающихс  при резании автоколебаний, отл, ичаю- - щ и и с   тем, что, с целью улучшени  условий резани , устанавливают пределы отклонени  скорости резани  вьше и ниже ее среднего значени  и ериодичность изменени  скорости так,

   ни  условий резани , устанавливают пределы отклонени  скорости резани  -вьше и ниже ее среднего значени  и периодичность изменени  скорости та

   чтобы амплитуда колебаний с той же периодичностью достигала величины

   Таким образом, способ позвол ет за счет подбора режима периодических изменений скорости резани  использовать полезные свойства автоколебаний. 35 емой поверхностью; .1 - коэффициент. При этом удаетс  регулировать амп- определ емьй услови ми резани .

   К А„р, где Арр - предельна  величина амплитуды автоколебаний, при которой возникает недопустимый жесткий контакт задней грани резца с обрабатываqtus .

   Редактор К.Крупкина

   Составитель 6.Шмаков Техред М.Дидык

   Заказ 870/18

   Тираж 892

   ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москаа, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   t

   фиг. г

   i5 .5 3,0 Je pas.tc

   Корректор Л.Патай

   Подписное