Способ управления скоростью резания при обработке с автоколебаниями

Способ управления скоростью резания при обработке с автоколебаниями

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к станкостроение и может быть использовано в станках различных групп преимущественно при черновой и получистовой обработке материалов резанием. Целью изобретения является улучшение условий резания путем формирования закона управления скоростью.резания и амплитудой возбуждающихся при резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повьшение стойкостных параметров инструмента. Способ основан на периодическом изменении скорости резания относительно ее среднего значения и ограничении амплитуды возбуждающихся при резании автоколебаний . Благодаря установлению пределов отклонения скорости резания выше и ниже ее среднего значения и периодичности изменения скорости резания достигают улучшения условий резания за счет дробления стружки или повышения стойкости режущего инструмента . 4 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) дц 4 В 23 Q 15/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н д ВТОРСНОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4234791/25-08 (22) 22,04.87 (46) 15.03.89. Бюл. У 10 (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (72) M.Ã.5èíäåð, И.А.Савинов и М.Е.Эльясберг (53) 621.941 (088.8) (56) Заявка ПНР Ы - 245377, кл. В 23 Q 25/02, 1985. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ

РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ С АВТОКОЛЕБАНИЯМИ (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использо. вано в станках различных групп преимущественно при черновой и получистовой обработке материалов резанием.

Целью изобретения является улучшеИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках различных групп, преиму-. щественно при черновой и получистовой обработке материалов резанием.

Целью изобретения является улучшение условий резания путем формирования закона управления скоростью резания и амплитудой возбуждающихся при резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повьппение стойкостных параметров инструмента.

На фиг.1 изображен график управления скоростью резания при периодическом изменении скорости резания; на фиг.2 — то же, при изменении ние условий резания путем формирования закона управления скоростью.резания и амплитудой возбуждающихся при резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повышение стойкостных параметров инструмента. Способ основан на периодическом изменении скорости резания относительно ее среднего значения и ограничении амплитуды возбуждающихся при резании автоколебаний. Благодаря установлению пределов отклонения скорости резания вьппе и ниже ее среднего значения и периодичности изменения скорости резания достигают улучшения условий ре- Я зания за счет дробления стружки или повышения стойкости режущего инструмента. 4 ил.

С:: скорости с различными периодами; на фиг.3 — волнистая поверхность, образованная колебаниями режущего инструмента относительно заготовки; на фиг.4 — зависимость требуемой для ограничения амплитуды автоколебаний относительной амплитуды переменной составляющей скорости резания от отношения ширины среза к ее граничному значению.

Способ управления скоростью резания состоит в том, что в системе, находящейся в зоне автоколебаний или введенной в этот режим при изменении параметров системы или глубины резания, скорость Ч изменяют относительно среднего значения V с амплитудой

1465261 л

V (фиг. 1) и периодом Т (частотой

4 = Т ) . .При этом амплитуда А колебания х периодически с той же частотой

1 уменьшается и затем в течение специально подобранного периода Т увеличивается до значения А = К А„, где

К с 1 — коэффициент, определяемый условиями резания, А „р- предельная величина амплитуды автоколебаний, ограниченная недопустимостьюжесткого контакта задней грани резца с волнистой повер" .; хностью, образованной его колебанием., Такой контакт появляется, когда величина угла (oL) наклона касательной к вол:нистой поверхности периодически до стигает величины заднего угла о р резца (фиг.3), Предельная амплитуда А„ может быть найдена экспериментально по виду следа, оставленного на по- 2р верхности обработки, или расчетным путем по известным величинам скорости резания, заднего угла резца и частоты автоколебаний.

Возможно изменение скорости реза- 25 ния не с постоянной частотой в течение обработки. Сначала скорость резания изменяют в течение нескольких периодов с частотой, < T, и амплитуда колебания достигает несколько gp раз величины А < = К, А„(фиг.2) ..

Следующее после этого изменение скорости резания происходит через специально цодобранный период времени

Т, за который амплитуда автоколебаний достигает величины А = К Aä

Далее процесс повторяется. При этом

К1СК -и следовательно,Т <Т и A„A.

Уменьшение амплитуды вибраций до" величин, близких к нулевым (К О), gp происходит при значениях отношеV ния — не меньших, чем указаны на

Vm фиг.4. -Эти величины зависят от отношения †вЂ, где t - ширина среза, <с 45 пр

t „ — граничная ширина среза, соответствующая состоянию, при котором амплитуда автоколебаний равна А„

Способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от отношения с 7 выбирают величину отношения—

tq)

Ч

11Ъ с запасом 20 так, чтобы уменьшение амплитуды автоколебаний при изменении скорости происходило до величин, близких нулевым (фиг.4). При этом

tc значение — — рекомендуется выбирать пр в интервале от 1 до 1,8 за счет изменения t . Прн этом динамическая с система оказывается в области существования автоколебаний, а величина отV ношения — не превосходит 0,2, Если о технологически увеличение глубины резания невозможно, то динамическую систему вводят в область существования автоколебаний за счет изменения параметров, например жесткости.

При изменении скорости резания в момент времени t = --1 происходит уменьшение амплитуды автоколебаний (фиг.1). Частоту = Т выбирают такой, чтобы эта амплитуда достигала за период Т величины А = К А,„ . При этом устанавливают коэффициент Кс1 и такой, что при амплитуде А, определенной по указанному соотношению, происходит слом стружки или эта амплитуда соответствует максимальному времени стойкости режущего инструмента. В зависимости от обрабатываемого материала величина коэффициента К, определяющая амплитуду, при которой происходит дробление стружки, оказывается в пределах 0,3сКс1, величина К, определяющая амплитуду автоколебаний А, оптимальную по стойкости инструмента, находится в интервале 0,05сКс0,15. При Кс0,05 обеспечивается наиболее низкий уровень автоколебаний, что дает возможность улучшить качество обработанной поверхности.

Другим режимом работы данного способа является изменение скорости

/ резания с неодинаковой в течение обработки частотой. При изменении скорости в момент времени t = 1 происходит уменьшение амплитуды колеба-, ний (фиг.2). Частоту 1, выбирают такой, чтобы эта амплитуда за период

Т„ достигала величины А, = К„ А„ существенно меньшей А = К А„ соответственно К,сК. В течение нескольких периодов с момента времени до t t процесс происходит аналогично описанному. В момент после очередного изменения скорости резания за период Т, выбранный из условия достижения амплитуды автоколебаний А К А„, происходит увеличение амплитуды до этого значения.

Далее процесс повторяется.

5 1465261 6

Пример. Обрабатывают сталь 45, литуду этих автоколебаний, ограничитвердостью HE 200 оправкой, жесткость вая ее по величине и исключив возН можность роста ее до недопустимого кото ой с = 6 5 — — собственная уровня ° Технический эффект от исчастота c3 = 820 с и безразмерный пользования способа состоит в том, коэффициент демпфирования d =- 0,06, что он позволяет, используя полезные м свойства автоколебаний, получить разую на элементы стружку удобную мм 10 для уборки, смыва и транспортировки

S, = 0,1 --. Главный угол ре ца в или повысить стойкость инструмента. плане (Р = 45, задний угол резца о

При этом обеспечивается устойчивый

П и этом г аничная гл бина процесс обработки.

15Формула изобретения

Таким образом, способ позволяет за счет подбора режима периодических изменений скорости резания использо вать полезные свойства автоколебаний.

При этом удается регулировать ампо 8 ° р р

У резания t„< = 2,3 мм, предельная амп1 литуда автоколебаний А = 0,25 мм.

Систему вводят в зону автоколебаний за счет изменения глубины реза<с ния, назначая = 3,0 мм (— — = 1,3) .

"np

Выбирают величину отношения — = 0 15

Vmm (фиг ° 4). Дробление стружки происходит при указанных условиях обработки при амплитуде А = 0 1 мм, откуда определяют величину установочного коэффициента К = 0,4. Рост амплитуды после очередного изменения скорости до величины А = 0,1 мм происходит за время

T 4 c выбирают частоту изменений скорости = 0,25 Гц.

Способ управления скоростью резания при обработке с автоколебаниями, заключающийся в периодическом изме20 некии скорости резания относительно ее среднего значения и ограничения амплитуды возбуждающихся при резании автоколебаний, о т л.и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения условий резания, устанавливают пределы отклонения скорости резания

-выше и ниже ее среднего значения и периодичность изменения скорости так, чтобы амплитуда колебаний с той же

З0 периодичностью достигала величины

К А где А — предельная величина

l1p пр амплитуды автоколебаний, при которой возникает недопустимый жесткий контакт задней грани резца с обрабатываемой поверхностью; К 1 — коэффициент, определяемый условиями резания.

1465261 а-и

Фиа4

Корректор Л.Патай

Редактор К.Крупкина

Заказ 870/18 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, й-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

Составитель В.Шмаков

Техред М.яндык ñ

<с