Влияние линейных параметров заготовки на частотные характеристики процесса точения Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

Решетневскце чтения

D. V. Latuk

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk

INTRODUCTION OF NEW TECHNOLOGY IN MECHANICAL ENGINEERING

The main features of a scientific and technical problem of processing of metals of cutting and their possibility the decision are stated.

© Латюк Д. В., 2012

УДК 621.6.09:534.01

Д. В. Латюк, Е. В. Раменская, Ю. А. Филиппов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ВЛИЯНИЕ ЛИНЕЙНЫХ ПАРАМЕТРОВ ЗАГОТОВКИ НА ЧАСТОТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА ТОЧЕНИЯ

Рассмотрены условия возникновения и изменения собственных частот стальной заготовки при точении в токарных станках.

В производстве изделий машиностроения операции механической обработки занимают 43-51 % от общей трудоемкости изготовления. Причем одну треть деталей, получают точением, обеспечивающим сложные контуры с кривыми второго и третьего порядка. Технологический процесс точения заготовок сопровождается вариацией амплитуд поперечных и угловых колебаний, влияющих на формирование шероховатости поверхностного слоя детали и точности геометрии заданного контура. Из множества факторов на динамику процесса точения заметное действие оказывает собственная частота заготовки, формируемая линейно-угловыми размерами.

Собственные частоты процессов точения исследовались профессорами В. М. Кованом, А. П. Соколовским, В. Н. Подураевым, А. Н. Гавриловым, И. Тлу-сты. Решение задачи о влиянии линейных параметров заготовки из теплостойких сталей на процесс точения, представлено в связи с освоением высоких технологий, применяемых в производстве изделий авиационно-космической техники.

Известно, что в общем случае круговая частота собственных колебаний заготовки описывается уравнением с учетом жесткости и массы заготовки p2 = c / m. Если подставить в рассмотренное уравнение вместо параметра жесткости функцию податливости получаем исходное уравнение для анализа частотных характеристик заготовки:

p2 = 1/ m 8у, (1)

где р - собственная круговая частота колебаний заготовки; m - масса заготовки, кг; 8,,- - податливость,

и

мм/Н.

При расчетах массу цилиндрической однородной стальной заготовки при стандартных значениях моду-

ля Юнга, удельного веса и соответствующего преобразования можно определить по уравнению

m = 0,617 ?2, (2)

где а - диаметр заготовки, см.

Для вычисления величины податливости воспользуемся известной функцией

8у = у / Р, (3)

где у - прогиб заготовки, мм; Р - сила тяжести заготовки, Н.

Прогиб заготовки при базировании на двух опорах характеризуется функцией

у = Р • Ь3 /48 • Е1, (4)

где Ь - длина заготовки, мм; Е - модуль Юнга, МПа; I - момент инерции сечения, мм4.

После подстановки значения функции (4) в уравнение (3) получаем

8у = Ь3 /48 Е1, мм/Н, (5)

После подстановки значений модуля Юнга и момента инерции сечения для стальной цилиндрической заготовки функция (5) принимает вид

8у = 0,2122 • 10-5 Ь3 / а4, (6)

При анализе жесткости заготовок при точении применяют соотношение длины заготовки к диаметру (Ь / ?), учитывая это, функция податливости (6) принимает окончательный вид

8у = 2, 122 • 10-6 (Ь / ?)3 / (7)

Уравнение (1) частоты собственных круговых колебаний стальной цилиндрической заготовки после вычислений примет вид

Перспективные материалы и технологии в аэрокосмической отрасли

p2 = A / d (L / d)3, (8)

где А = 0,76378 • 106 видовая константа; d, L - соответственно диаметр и длина заготовки, мм.

Уравнение (8) отличается от известных решений учетом податливости заготовки при двухопорном ба -зировании при обработке в стандартных центрах.

Частоты собственных колебаний зависят от геометрических параметров заготовки в виде образно-знаковой модели (см. рисунок).

Р, Гц

250 200 150 100 50 0

1 2 3 4 5 6 7 L / d

Вариация частот собственных колебаний от параметра L / d

D. V. Latuk, E. V. Ramenskaya, U. A. Filippov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

THE WORKPIECE LINEAR PARAMETERS EFFECT ON THE FREQUENCY CHARACTERISTICS OF THE CUTTING PROCESS

The initiation and change conditions of the own steel preparation frequencies at cutting by lathe are considered.

© Латюк Д. В., Раменская Е. В., Филиппов Ю. А., 2012

Изменение соотношения линейных параметров (Ь/Ф) существенно влияет на вариацию величины значения частотной характеристики заготовки. Поэтому перед началом точения заготовки необходимо проанализировать условия возникновения собственных частот при точении в токарных станках и при необходимости устранить резонансные явления с помощью изменения соотношения (Ь/Ф), пользуясь полученной функцией.

УДК 621.923.01

В. А. Левко, Д. О. Харин, А. С. Шлыков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ИЗМЕНЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ ШЕРОХОВАТОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПРИ АБРАЗИВНО-

ЭКСТРУЗИОННОЙ ОБРАБОТКЕ*

Приведены результаты исследования характера шероховатости поверхности после абразивно-экстру-зионной обработки.

Величина и направление шероховатости поверхностного слоя детали является важной конструктивной характеристикой. Она в значительной мере определяет условия и сроки эксплуатации детали. В настоящее время существует проблема обеспечения оптимальных значений величины шероховатости и ее

направления в сложных каналах деталей, доступ к которым традиционным инструментом затруднен. Для финишной обработки таких поверхностей используют специальные виды абразивной обработки, в том числе абразивно-экструзионную обработку (АЭО).

* Работа выполнена в рамках НИР «Развитие научных основ абразивно-экструзионной обработки деталей».