CC BY
40
упругим резцом данной конструкции, а также ее совершенствования. При опытах необходимо записать траектории колебаний заготовки и головки резца, а затем, по методике, разработанной доцентом Леонтьевым В.И., провести построения профиля виброволн и сравнить их с фактическими виброволнами на поверхности резания.
3. Испытания представленного образца позволили продумать схему более совершенного
инструмента (которая пока является нашим know how).
ЛИТЕРАТУРА
1. Леонтьев Б.В. 1. Исследования колебаний системы с двумя степенями свободы применительно к резанию упругими резцами. Сборник "Прогрессивные технологические процессы". - Кишинев.: Штиинца, 1975. С. 14-18.
2. Амосов И.С., Леонтьев Б.В. Некоторые результаты исследования вибраций при точении тангенциальными резцами. — Труды ЛПИ №298. Л.: Машиностроение, 1968. с. 12 - 15.
3. Леонтьев Б.В. Кинематика низкочастотных вибраций при обтачивании тангенциальными резцами. Межвузовский сборник "Исследование и оптимизация процессов механической обработки при автоматизации технологического проектирования", вып. 6. Владивосток.: Изд-во ДВПИ, 1975, с. 115 -122.
4. Леонтьев Б.В. Анализ динамики виброгашения упругим режущим инструментом. Надежность и эффективность процессов машиностроительного производства: Сб. науч. трудов, посвящ. юбилею двгту и АРТИ. Вып. 1 / Под ред. В.Г.Старостина. Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 1999 -с. 43 -51.
Леонтьев Б. В., Сафонова А. Н.
ТЕХНОЛОГИЧНЫЙ УПРУГИЙ РЕЗЕЦ-ВИБРОГАСИТЕЛЬ НОВОЙ КОНСТРУКЦИИ
На кафедре технологии машиностроения ДВГТУ, сотрудники которой в течение ряда лет проводили исследования автоколебаний технологической системы СПИД при резании металлов, создана концепция - как относительно физики происхождения (и развития колебаний в стационарные), так и относительно уменьшения интенсивности (или даже полного их устранения) -прежде всего, технологическими методами [1].
Один из достаточно простых и эффективных методов устранения вибраций низкой частоты при токарной обработке - применение упругих (пружинных) резцов при обтачивании (частный случай методики выключения суппорта из колебательной системы).
В практике машиностроения и при исследованиях на кафедрах технологии машиностроения ДВГТУ (ДВПИ имени В.В. Куйбышева) и СПбГТУ (ЛПИ имени М.И. Калинина) прошли испытания упругие резцы различных конструктивных исполнений (рис. 1). Экспериментальные испытания проводились со всеми модификациями показанных резцов, за исключением первого (рис. 1а) -поскольку его эффект виброгашения давно известен из практики машиностроения. (Остальные резцы являются оригинальными разработками [2, 3]).
/"7Л
® © ® ©
®
Рис. 1. Конструкции упругих резцов: а) резец типа "гусиная шейка"; б) тангенциальный резец с разрезом оправки сзади; в) тангенциальный резец с разрезом оправки сзади и массивной головкой; г) изогнутый тангенциальный резец с разрезом оправки сзади;
д) резец конструкции Б.В.Леонтьева, позволяющий варьировать массу головки и жесткость
Однако эти резцы, являющиеся эффективными средствами виброгашения, в то же время весьма нетехнологичны. Так, резец "гусиная шейка" (рис. 1а), сложен как в изготовлении, так и при использовании; тангенциальные резцы (рис. 16, 1в, 1г), хотя и менее сложны, но требуют для установки на станке специального резцедержателя (который также необходимо изготовить). Радиальный резец (рис. 1д), являясь наиболее универсальным (поскольку предусматривает регулирование массы головки и жесткости в направлении У - и установку в штатный резцедержатель станка), достаточно сложен конструктивно.
Кроме того, оснастка и резцы, изготовленные ранее, по установочным параметрам не согласуются с посадочными местами вновь приобретенного кафедрой технологии машиностроения оборудования.
В свете изложенного выше была поставлена задача разработать конструкцию виброгасящего упругого резца (резцовой оправки), более технологичного в изготовлении и допускающего его установку на новом оборудовании.
Конструкция предлагаемой авторами резцовой державки (рис. 2) представляет собой г-образную оправку, в которой закрепляется обычный токарный резец. Державка устанавливается на штатный резцедержатель токарно-винторезного станка, но не в паз, а на его верхнюю плоскость и крепится болтами, ввинчиваемыми в резьбовые отверстия резцедержателя.
б)
Рис. 2. Предлагаемая конструкция упругой резцовой державки: а) и б) — модификации головки державки
Такая конфигурация резцовой державки и место ее установки на станке обусловлены, с одной стороны, требованием исключения необходимости в применении специального резцедержателя, а с
другой — требованиями к конструкции упругого виброгасящего резца. Последние (в упрощенном изложении) формулируются следующим образом:
— малая жесткость в направлении Г;
— обеспечение (за счет малой жесткости и расположения полюса поворота головки) "отход" (а не врезание резца в металл) головки резцовой державки в полупериод врезания, т. е. перевод резца в следящее (синфазное) звено колебательной системы. В результате существенно уменьшается эффект регенерации следа по увеличению амплитуды вибраций [2, 3]. (При рассмотрении конструкций испытанных резцов - рис. 1, можно удостовериться, что все они удовлетворяют перечисленным выше условиям).
ЛИТЕРАТУРА
1. Леонтьев В.П., Леонтьев Б.В. Защита от низкочастотных вибраций на токарном переходе (в сб. "Исследование и оптимизация процессов механической обработки при автоматизации технологического проектирования". Межвузовский сборник, вып. 9): Владивосток, изд-во ДВПИ, 1977, ил.
2. Амосов И.С., Леонтьев Б.В. Исследования низкочастотных вибраций при консольном точении // Труды двПИ т. 67 . - Владивосток, 1968. - С. 124 - 131.
3. Амосов И.С., Леонтьев Б.В. Некоторые результаты исследования вибраций при точении тангенциальными резцами. — Труды ЛПИ №298. Л.: Машиностроение, 1968. с. 12 - 15.
Чебоксаров В.В.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ГАСИТЕЛЬ КОЛЕБАНИЙ
Важнейшие показатели использования современных станков с ЧПУ высокая производительность на пределе возможностей инструмента и высокая точность, соизмеримая с геометрической точностью станков. Это достижимо только в условиях устойчивости процесса резания, отсутствия колебаний технологической системы, а это в свою очередь удаётся получить только в условиях высокой статической и динамической жёсткости технологической системы на уровне не менее 20 кН/мм.
На практике это в большинстве случаев трудно достигнуть из-за не жёсткости режущего инструмента, не жёсткости обрабатываемой детали, изменения режущих свойств инструмента, нестабильности зажимов элементов технологической системы и множества других факторов процесса. Приходится снижать режимы резания, менять программу обработки, увеличивать число проходов, чаще менять инструмент и применять другие мероприятия, снижающие производительность и экономичность.
Наиболее эффективным средством борьбы с автоколебаниями при резании является применение подводимых дополнительных опор, позволяющих увеличить жёсткость в зоне обработки, изменить динамические характеристики и обеспечить рассеивание энергии, возбуждающей колебания. Основные особенности этого заключаются в следующем:
1. Невозможно предсказать положение и состояние опорной поверхности для подводимой опоры.
2. Трудно найти свободное место для размещения и закрепления элементов подводимых опор, если их принцип работы основан на полном силовом замыкании через конструкцию станка.
3. Эффективность технического решения будет определяться универсальностью подвода дополнительной опоры к обрабатываемой поверхности без участия системы ЧПУ станка и обеспечением силового замыкания на инерционные элементы самой опоры на подобии того, как это делается в инструментах для работы в космосе.
4. Для снижения автоколебаний достаточно изменить частотные характеристики в зоне обработки, увеличить рассеивание колебательной энергии, произвести частичное
