Введение к работе
Актуальность работы. При механической обработке резанием одной из доминирующих причин, снижающих надёжность и стабильность процесса резания, а следовательно, и качество деталей, являются колебания в технологической системе (ТС). Необходимым условием обеспечения реализации расчетных технологических параметров процесса является отсутствие колебаний в этой системе или их интенсивность должна находиться в допустимых, с точки зрения качества, пределах.
Вопросы виброустойчивости приобретают особое значение для станков, на которых реализуется прерывистое резание, в частности, станков фрезерной группы. Вместе с тем практика показала, что внедрение магнитных станочных приспособлений (МСТІ) на фрезерных операциях значительно повышает эффективность обработки при изготовлении плоскостных деталей полиграфического машиностроения. Специфика устройства и работы МСП, несоответствие и трудоемкость существующих методик расчета магнитных систем с условиями определения силовых характеристик затрудняют широкое внедрение этого вида оснастки.
В таких ТС, наряду с возможным возбуждением автоколебаний, обусловленных нелинейностью силы резания, имеют место вынужденные колебания вследствие переменной силы резания. Поэтому повышение эффективности процесса торцового фрезерования по качеству, точности и производительности за счет применения прогрессивных МСП и увеличения виброустойчивости системы станка является актуальной задачей и представляет значительный практический интерес.
Цель работы. Разработка мероприятий по обеспечению устойчивости движения ТС с использованием МСП при изготовлении плоскостных деталей полиграфического оборудования на операциях торцового фрезерования.
Методика исследований. Параметры расчетных математических моделей исследуемой ТС определялись с использованием общепринятых методов исследования динамики станков.
Исследование нелинейных колебаний выполнялось аналитическим методом, а также графическим методом с использованием фазовой плоскости. Устойчивость движения колебательных контуров определялась по типу особых точек.
Анализ вынужденных колебаний ТС проводился на основании расчета и исследования амшштудно- и фазово-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ) системы в процессе резания. Для поиска рациональной неравномерности расположения зубьев торцовых фрез по окружности использовались методы нелинейного программирования. Экспериментальная проверка полученных результатов и расчетных данных проводилась в лабораторных и цеховых условиях.
Научную новизну работы составляют:
1. Математическая модель ТС при торцовом фрезеровании с использованием
мсп.
-
Теоретические и экспериментальные зависимости для определения постоянных и гармонических составляющих периодических сил резания при торцовом фрезеровании и влияния на них параметров, характеризующих схемы и режимы обработки.
-
Расчетные модели для определения АЧХ ТС от воздействия полигармонической силы.
-
Методика расчета МСП для различных видов обработки, в том числе для операций торцового фрезерования.
-
Границы областей устойчивого движения ТС в зависимости от параметров торцового фрезерования с использованием МСП.
Практическая ценность работы состоит в том, что:
1. Предложены конструкции торцовых фрез с неравномерным расположением зубьев, позволяющие повысить производительность и точность обработки за счет снижения амплитуды вынужденных колебаний в резонансной зоне в 1,8 раза.
:. Разработаны алгоритмы расчета областей устойчивого движения ТС и рас-
іета ее АЧХ при использовании торцовых фрез с неравномерным расположением
убьев.
I. Разработаны руководящие материалы для расчета и конструирования МСП
фи работе на фрезерных станках с учетом интенсивности вынужденных колеба-
іий.
Промышленная реализация работы. Торцовые фрезы с неравномерным рас-юложением зубьев и магнитные плиты внедрены в процессы изготовления пло-ікостньїх деталей полиграфических машин на АООТ «Ленполиграфмаш» с годо-іьш экономическим эффектом 128 тыс. руб. в ценах 1991 года.
Апробация работы. Основные разделы докладывались на научных семинарах кафедры "Технология машиностроения" СПбТТУ, научно-технических советах АООТ «Ленполиграфмаш», краткосрочных семинарах Ленинградского дома іаучно-техшгческой пропаганды в 1980...85 годах.
Публикации. Основные результаты работы изложены в восьми печатных заботах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 разделов, эбщих выводов и заключения, изложена на 191 странице, включая: 23 таблицы, 67 рисунков, список литературы из 151 наименования и приложений.
