CC BY
31
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
замыкание силовой нагрузки от процесса резания, например на инерционные элементы подводимой опоры.
Известно, что для эффективного обеспечения надёжного контакта подводимой опоры с вибрирующей поверхностью она должна быть прижата с усилием, сравнимым с колебательной составляющей силы резания. Это можно выполнить с помощью отдельного манипулятора, способного перемещать корпус подводимой опоры с автоматическими элементами управления динамическим усилием опоры. На рис. 1 показана схема подводимой опоры.
Опора состоит из исполнительного дифференциального гидроцилиндра и гидравлического регулятора, состоящего из мембраны 1 и двух крышек, образующих рабочие зазоры Ь1 и И2. Для настройки динамической характеристики регулятора предусмотрены регулирование дросселя в штоковой полости цилиндра, толщины и жёсткости мембраны 1, жесткости пружины 3, исходных значений зазоров Л/ и массы корпуса, объёма рабочей полости цилиндра.
В исходном состоянии при подаче жидкости от насоса с давлением рн устанавливается поток <2 в рабочую полость через зазор 1x1 и слив из этой полости (21 через зазор И2. При этом устанавливается давление в рабочей полости цилиндра р¡, обеспечивающее выдвижение штока цилиндра до соприкосновения с вибрирующей поверхностью.
Корпус опоры поджат к поверхности с вибрациями с силой /чэ. С этой целью с помощью регулировочного винта 4 и жёсткой пружины 3 производится предварительный изгиб мембраны 1, увеличивается зазор /г/, поток и давлениер1, уменьшаются зазор И2 и поток
Виброгасящее действие опоры заключается в том, что регулятор на высоких частотах до 500 Гц вызывает дополнительную подпитку рабочей полости цилиндра в противофазе с колебаниями вибрирующей поверхности. Глубина этой положительной обратной связи зависит от жесткости мембраны и исходного потока. Динамическая составляющая силы приложена к массе корпуса и вызывает его колебания с амплитудой х1.
Применение подводимой опоры зависит от условий, складывающихся в зоне обработки. Возможны следующие случаи:
1. Подвод, удержание и предварительный поджим к вибрационной поверхности осуществляет оператор вручную только в моменты возникновения автоколебаний в зоне резания. При этом оператор выбирает направление гашения колебаний, усилие предварительного поджима и точку приложения.
2. Корпус опоры устанавливается в заранее выбранной точке на верхнем столе станка с опорой штока цилиндра на наиболее виброопасную поверхность. Возможно жёсткое закрепление штока с вибрационной поверхностью.
3. Корпус опоры закрепляется на манипуляторе с ЧПУ, который устанавливается рядом со
станком. Включение манипулятора должно быть согласовано с работой системы ЧПУ станка. Шток гидроцилиндра в этом случае может быть подведен и предварительно поджат к любой точке на станине станка, шпиндельного узла, столов, приспособлений и обрабатываемой детали. Для одной технологической системы может быть использовано несколько опор.
Во всех случаях корпус опоры должен крепиться с достаточно малой жёсткостью в направлении гашения колебаний.
Для использования на практике следует проектировать и изготавливать множество опор с различными массами корпуса от 1 до 10 кг, величиной хода штока исполнительного цилиндра от 5 до 20 мм, с габаритами от 60 х50 х70 до 100 х 80 х 250 мм.
Цветков В.В.
ВЫБОР ФРЕЗЫ ПО ДЕРЕВУ
Наличие множества предприятий, производящих фрезы по дереву, а также их большой ассортимент создает определенные сложности при выборе. Бесспорно, главным показателем является соотношение цены и качества. При этом дать качественную оценку весьма не просто. Необходимо учитывать такие факторы как вид и состояние сырья, класс оборудования, условия эксплуатации. Бытует мнение, что твердосплавные фрезы по дереву лучше стальных. Безусловно, твердосплавный инструмент имеет высокую износостойкость. Однако твердосплавные фрезы небезопасно ставить при работе с деревом, да и для их заточки необходимо специальное оборудование.
У твердосплавного цельного инструмента по мере увеличения количеств заточек уменьшается диаметр, деформируется профиль режущей кромки. Такие изменения приводят к увеличению времени настройки станка на размер. Помимо этого, искажение ширины профиля ведет к значительному ограничению число заточек при обработке с высокой степенью точности. Сборные фрезы по дереву обладают практически теми же недостатки, с той лишь разницей, что вместо настройки станка на размер операцией требуется регулировка ножей на необходимый диаметр. Фрезы по дереву с поворотными твердосплавными пластинами нуждаются в высокой точности изготовления корпуса и отверстия под пластины, что значительно удорожает инструмент.
Основным показателем качества фрез является стойкость, которая главным образом зависит от свойств материала. Инструмент из быстрорежущей стали Р18, Р6М5 с толщиной ножа 3 мм можно затачивать по передней поверхности до 5 раз. Угол заточки зуба фрезы по дереву должен составлять 50° и более. Для того чтобы избежать температурного воздействия на обрабатываемую поверхность, нужно установить угол для основной режущей кромки в пределах 10-15°, а для боковой - порядка 5°. Для определения необходимого количества зубьев фрезы по дереву следует учитывать ряд факторов. С ростом числа зубьев увеличивается стоимость инструмента, расходы на эксплуатацию и мощность резания. Увеличение количества зубьев до определенного значения приводит к повышению качества обработанной поверхности. Превышение же определенного предела имеет отрицательное влияние на результат.
Цветков В.В.
ТЕРМОДРЕВЕС И НА
Термодревесина (термически модифицированная древесина) это древесина, прошедшая термическую обработку при высоких гемпературах.
Термическая обработка древесины была известно еще нашим предкам — при и л ошвлснии посуды и прочей деревянной у Iвари древесину предварительно вываривали в масле. Эю придавало ей свойства, которые нево¡можно было получить при воздушной сушке: древесина практически не
