Влияние моды на процесс точения теплостойких сталей Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Решетневскце чтения

Приведено решение задач кинематики для механизмов с двумя (дипод) и тремя (трипод) степенями подвижности и обсуждаются результаты. Процесс решения состоит в выборе базовой и связанных с подвижными звеньями специальных систем координат, получении матриц перехода между системами координат и получении результирующей матрицы, описы-

вающей функцию положения выходного звена. Дифференцирование по времени функции положения позволяет получить зависимости скорости и ускорения выходного звена. Полученных данных достаточно для определения законов изменения обобщенных координат с целью осуществления требуемого движения выходного звена.

N. A. Smirnov, P. N. Smirnov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

PROBLEMS OF KINEMATICS OF PARALLEL STRUCTURE MECHANISMS

General problems of kinematics of parallel structure mechanisms are reviewed. The kinematics problems are solved with the homogeneous transformation of transitional matrixes and corresponding examples are shown.

© Смирнов Н. А., Смирнов П. Н., 2012

УДК 621.6.09:534.01

И. Н. Спицын, К. Ю. Филиппов, А. В. Штанько, А. А. Воробьев Сибирский государственный технологический университет, Россия, Красноярск

ВЛИЯНИЕ МОДЫ НА ПРОЦЕСС ТОЧЕНИЯ ТЕПЛОСТОЙКИХ СТАЛЕЙ

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

В производстве изделий машиностроения трудоемкость операций механической обработки занимает 43.. .51 % от общей трудоемкости изготовления, причем одну треть деталей выполняют точением, обеспечивающим получение сложных контуров с кривыми второго и третьего порядка. Технологический процесс точения заготовок сопровождается вариацией амплитуды поперечных и угловых колебаний, влияющих на формирование шероховатости поверхностного слоя детали и точность геометрии заданного контура. Из множества факторов, определяющих динамику процесса точения, заметное влияние оказывает собственная частота колебаний заготовки, формируемая линейно-угловыми размерами.

Определение частоты собственных колебаний базируется на программных продуктах Сайа, NORSTRAN, ШР методами МКЭ и МКР.

Влияние собственных частот на процессы точения исследовалось профессорами В. М. Кованом, А. П. Соколовским, В. Н. Подураевым, А. Н. Гавриловым, И. Тлусты. Решение одной из задач управления виброактивностью при точении теплостойких сталей представлено в связи с освоением высоких технологий по производству особо продвинутых изделий авиационно-космической техники.

Известно, что в общем случае круговая частота собственных колебаний заготовки, описывается уравнением p2 = c / m . После подстановки в уравнение вместо параметра жесткости функции податливости

получаем исходное уравнение для анализа частотных характеристик заготовки:

р2 = 1/ m -8у ,

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

и

мм/Н.

В практических расчетах массу цилиндрической однородной стальной заготовки при стандартных значениях модуля Юнга, удельного веса и соответствующего преобразования можно определить по уравнению

m = 0,617 • d2,

где d - диаметр, см.

Для определения величины значения второго параметра - податливости - воспользуемся функцией

8у = у / P , (1)

где у - прогиб заготовки, мм; P - сила, эквивалентная весу заготовки, Н.

Прогиб заготовки при базировании на двух опорах характеризуется функцией

у = P • Ь3 / 48 •Е •I, (2)

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

Механика специальных систем

После подстановки значения функции (2) в уравнение (1) получаем

6.. = Ь3/48• Е• I. (3)

После вычисления функция (3) принимает вид

6.. = 0,212 2-10-5 • Ь3/ а4. (4)

При анализе жесткости заготовок при точении применяют соотношение длины заготовки к диаметру (Ь / а ). Учитывая отмеченный принцип анализа, функция податливости принимает окончательную редакцию

6.. = 2,122-10-6 • (Ь / а)3/ а . (4)

Уравнение частоты собственных круговых колебаний стальной цилиндрической заготовки после упрощения и вычисления:

р = д/А /а • (Ь /а)3, (5)

где А - видовая константа, А = 0,763 78 -108; а , Ь -соответственно диаметр и длина заготовки, мм.

Для зависимостей (4) и (5) представлены графики (см. рисунок).

Уравнение (5) отличатся от известных решений учетом податливости заготовки при двухопорном ба -зировании при обработке в стандартных центрах.

Изменение технологического параметра (Ь / а ) существенно влияет на вариацию величины значения частотной характеристики заготовки. Поэтому управление снижением вибрации при точении заготовки, представляющей еще и несбалансированный ротор, следует осуществлять вариацией соотношения (Ь / а ) и изменением частоты вращения заготовки для устранения резонансных явлений, пользуясь полученным уравнением собственной частоты.

Зависимость податливости и собственной частоты колебаний от отношения L / d

I. N. Spitsyn, K. Yu. Philippov, A. V. Shtanko, A. A. Vorobjev

Siberian State Technological University, Russia, Krasnoyarsk

INFLUENCE OF THE FASHION ON PROCESS SHARPENING TEMPERATURE

CONSTANCY OF STEELS

Conditions of origin and change offundamental frequencies of steel preform are considered at sharpening in lathes.

© Спицын И. Н., Филиппов К. Ю., Штанько А. В., Воробьев А. А., 2012