Вибрации при резании реферат
Обновлено: 05.07.2024
Механическая обработка с наложением вибрации находит все более широкое применение. Можно выделить два направления наложения вибрации. Первое направление связано с гашением неблагоприятных вибраций при механической обработке, вызывающих снижение качества поверхности, точности обработки и стойкости инструмента. Особое значение это направление приобретает при резании труднообрабатываемых материалов.
Второе направление связано с достижением положительного эффекта в процессе наложения вибраций. Применение вибрационного резания обеспечивает эффективное дробление стружки, а также значительное улучшение обрабатываемости резанием разнообразных материалов.
кратковременное периодическое увеличение скорости резания;
переменная циклическая нагрузка на деформируемый материал;
снижение сил трения на поверхностях контакта инструмента со стружкой и обрабатываемой заготовкой;
повышенная эффективность применения смазочно- охлаждающей жидкости.
Резание с осевыми колебаниями применяют для дробления стружки. Основными особенностями вибрационного резания с осевыми колебаниями являются большое изменение подач (толщины среза) за один цикл колебаний инструмента, а также существенное изменение рабочих углов резания. Во всех случаях при точении глубина износа передней поверхности резцов уменьшается.
Наиболее эффективно применение осевого вибрационного резания при сверлении, в процессе которого значительно улучшаются условия дробления и удаления стружки. При обычном сверлении в процессе передвижения по винтовой канавке стружки происходит ее заклинивание и периодическое образование пробок, что вызывает необходимость остановки и вывода сверла из отверстия. Это обстоятельство затрудняет автоматизацию сверления.
Вместе с возможностью автоматизации вибрационное сверление позволяет увеличить производительность обработки в 2,5 раза и повысить стойкость инструмента в три раза.
Резание с радиальной вибрацией отрицательно сказывается на результатах обработки — увеличиваются параметры шероховатости, поскольку перемещение режущей кромки при вибрации непосредственно фиксируется на обработанной поверхности. Неудовлетворительны и условия работы режущей кромки, поскольку большая нагрузка при колебательном движении воспринимается режущей кромкой, как следствие, происходит повышенный износ и выкрашивание кромок.
Резание с тангенциальными колебаниями, т. е. с колебаниями в направлении окружной скорости резания, применяют для существенного повышения производительности и стойкости инструмента. Метод показал положительные результаты при точении, фрезеровании, развертывании, нарезании резьб, шлифовании, абразивной заточке инструмента.
3. Электромеханическая обработка
Сущность электромеханической обработки заключается в том, что через поверхность контакта инструмента и заготовки пропускается ток большой силы и низкого напряжения. Выступы микронеровностей поверхностного слоя подвергаются сильному нагреву и под силовым воздействием инструмента деформируются и сглаживаются, а поверхностный слой упрочняется за счет быстрого отвода тепла в основную массу металла и скоростного охлаждения. При этом нагрев до температур фазовых превращений является необходимым условием упрочняющих режимов обработки.
Эффект упрочнения достигается благодаря тому, что реализуются сверхбыстрые скорости нагрева и охлаждения и достигается высокая степень измельченности зерен.
тепловое и силовое воздействие на поверхностный слой осуществляется одновременно;
тепловыделение в зоне контакта инструмента и заготовки является следствием действия двух источников теплоты — внешнего и внутреннего;
термический цикл (нагрев, выдержка и охлаждение) весьма кратковременны и измеряется долями секунды.
Рисунок 2 — Способы подвода электрического тока : а — через неподвижный контакт; б — через вращающиеся элементы оборудования; в — через ролик; г — через сдвоенные ролики
Каждый из способов подвода тока обладает своими преимуществами и недостатками. В зависимости от назначения и типа оборудования для электромеханической обработки могут быть использованы токарные, фрезерные, сверлильные и другие металлорежущие станки. Различают следующие режимы электромеханического упрочнения.
Жесткий упрочняющий режим, предполагающий высокую поверхностную плотность тока (700…1500 А/мм²), низкую скорость обработки (0,5…5 м/мин) и невысокие требования к параметрам шероховатости. В поверхностном слое образуется мелкодисперсный мартенсит, при этом отсутствуют значительные пластические деформации.
Средний упрочняющий режим осуществляется при поверхностной плотности тока 800 А/мм² и характеризуется наличием ферритно — мартенситной структуры и значительных деформаций поверхностного слоя. Скорости обработки примерно равны или несколько больше скоростей при жестком режиме.
Отделочный режим характеризуется отсутствием фазовых превращений, невысокой поверхностной плотностью тока и высокими скоростями обработки (10..120 м/мин). Применяется при поверхностном упрочнении. При этом достигается высокая производительность.
Оптимальные режимы электромеханического упрочнения позволяют добиться не только требуемых параметров шероховатости, но и получить завершенную структуру поверхностного слоя с повышенной износостойкостью.
Сжимающие остаточные напряжения в поверхностном слое от сил деформирования оказывают упрочняющее влияние на различные виды разрушающих нагрузок. Упрочнение поверхностных слоев повышает их коррозионную стойкость. Это объясняется не только высокой степенью упрочняемости, особой структурой и дисперсностью поверхностного слоя, но и совокупностью благоприятных физико- механических свойств этого слоя.
В связи с повышением эксплуатационных свойств электромеханическое упрочнение целесообразно применять для широкой номенклатуры деталей, работающих в различных условиях трения изнашивания.
Определение понятия вибрации. Анализ причин возникновения вибраций при обработке деталей на токарных станках. Анализ способов предупреждения собственных колебаний в процессе резания на токарном станке. Исследование зависимости стойкости инструмента.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.10.2017 |
| Размер файла | 58,2 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Содержание
1. Причины возникновения вибраций
2. Исследование зависимости стойкости инструмента
Обеспечение заданной точности детали основное требование к технологическому процессу. Под точностью обработки понимают степень соответствия изготовленной детали требованиям чертежа и технических условий. Под точностью формы поверхности понимают степень соответствия ее размеров в осевом и поперечном сечениях геометрической форме.
В процессе обработки детали сила резания не остается постоянной в результате действия следующих факторов: изменяется сечение срезаемой стружки, изменяются механические свойства материала детали; изнашивается и затупляется режущий инструмент; образуется нарост на передней поверхности резца и др. Изменение силы резания обусловливает соответствующее изменение деформаций технологической системы, нагрузки на механизмы станка и условий работы электропривода, что приводит к колебаниям заготовки и инструмента. Характер изменения этих колебаний во времени называют вибрациями. Вибрации оказывают значительное влияние на условия обработки детали и зависят от жесткости технологической системы, т. е. от способности системы препятствовать перемещению ее элементов под действием изменяющихся нагрузок. Жесткость технологической системы является одним из основных критериев работоспособности и точности станка под нагрузкой.
Зная причины возникновения вибраций, можно найти способы их уменьшения. Рациональными являются такие способы, с помощью которых можно значительно уменьшить вибрации станка, не снижая его производительности.
Вибрация (от латинского vibratio - колебание, дрожание) - механические колебания. В технике (машинах, механизмах, сооружениях, конструкциях и т. п.) бывает вредная и полезная вибрация.
Полезная вибрация возбуждается преднамеренно вибраторами, используется в строительных, дорожных и др. машинах и для выполнения различных технологических операций. Например: вибрационное транспортирование, вибрационное резание.
Вредная вибрация - вибрация, возникающая при работе двигателей, турбин, других машин, при обработке металла резанием. Приведем некоторые примеры. Вибрации металлорежущих станков и другого технологического оборудования, вызванные действием различных источников, приводят к снижению точности и чистоты обработки, а также и к другим нарушениям технологических процессов. Основное влияние на процесс резания оказывают относительные колебания инструмента и изделия.
1. Причины возникновения вибраций
Вибрации, возникающие при обработке деталей на токарных станках, приводят к нарушению правильности работы станка, к преждевременному износу инструмента, к повышению шероховатости обработанной поверхности и образованию на ней волн с большим шагом (волнистость).
Вибрации возникают вследствие одной или нескольких причин; главнейшие из них перечислены ниже.
1. Колебания, передаваемые от других вибрирующих станков и машин через грунт, металлические конструкции междуэтажных перекрытий и т. д. Методы борьбы с такими вибрациями: усиление фундаментов и перекрытий, установка упругих прокладок и т. п.
2. Колебания, вызываемые несбалансированностью (неуравновешенностью) частей станка, патрона или обрабатываемой детали. Средство борьбы с вибрациями такого типа -- балансировка вращающихся частей как самого станка и патрона, так и балансировка закрепляемой на станке заготовки, если она создает неуравновешенность всей вращающейся системы, с помощью дополнительных грузов.
3. Колебания, вызываемые дефектами передач станков. Неправильно нарезанные или плохо собранные зубчатые передачи в станке вызывают возникновение периодических сил, передающихся на подшипники и направляющие станка, а поэтому могут при известных условиях быть причиной появления вибраций. Таким же образом действуют некачественные сшивки ремней. Средства борьбы с вибрациями этого рода заключаются в устранении дефектов, подобных перечисленным.
4. Колебания, вызываемые прерывистым характером процесса резания. Во многих случаях метод обработки сам по себе обусловливает колебания сил резания, например, когда обрабатываемая поверхность имеет перерывы. Следствием работы по такой поверхности чаще всего являются отдельные толчки, но при регулярном чередовании обрабатываемых участков и перерывов возможно возникновение вибраций. Влияние прерывистости обрабатываемой поверхности на возникновение вибраций должно устраняться в каждом конкретном случае путем искусственного увеличения жесткости обрабатываемой детали.
5. Собственные колебания при обтачивании, растачивании и т. д. При обтачивании уравновешенной детали, при работе на вполне исправном станке могут возникать сильнейшие вибрации, причем даже при самом внимательном рассмотрении явления не удается обнаружить присутствия каких-либо внешних причин, в частности перечисленных выше. Такие вибрации называются собственными колебаниями (вибрациями) процесса резания. Частота (число колебаний в секунду) в основном зависит от жесткости системы СПИД. Чем жестче система, тем выше частота колебаний, т. е. меньше вибрации. вибрация колебание токарный станок
Интенсивность (сила) вибраций, измеряемая высотой волн (неровностей) на обработанной поверхности, зависит от ряда причин.
1. Повышение скорости резания сначала вызывает интенсивность вибраций, достигающих наибольшего значения при скорости, обычно находящейся в границах 80--150 м/мин, а затем при дальнейшем увеличении скорости вибрации убывают. Следовательно, условия скоростного резания более благоприятны с точки зрения предупреждения возникновения вибраций.
2. Увеличение ширины среза (глубины резания при обычном продольном обтачивании) вызывает усиление (интенсивность) вибраций.
3. Увеличение толщины среза (подачи) оказывает противоположное действие. При увеличении толщины стружки интенсивность колебаний несколько уменьшается. Однако влияние изменения толщины среза значительно слабее влияния изменения его ширины.
4. Резцы с малыми углами в плане, позволяющие работать с большими подачами при повышенных скоростях резания, часто не могут применяться только вследствие возникающих при их использовании вибраций.
5. С возрастанием переднего угла (т. е. при уменьшении угла резания) интенсивность вибраций уменьшается. Резцы с отрицательными передними углами более склонны вызывать вибрации, чем резцы с положительными углами. Средства борьбы с вибрациями.
Собственные колебания (вибрации) в процессе резания на токарном станке можно предупредить следующими способами.
1. Повышением жесткости составляющих системы СПИД: например, уменьшением вылета пиноли задней бабки, уменьшением вылета резца, затягиванием клиньев поперечного суппорта, при работе на налаженном станке без поперечной подачи, зажимом каретки, при работе только с поперечной подачей, наложением груза на поперечный суппорт и др. Во многих случаях, лишь уменьшая вылет пиноли задней бабки и регулируя степень нажатия заднего центра, удается устранить вибрации.
2. Выбором рациональных режимов резания, резанием на высоких скоростях (или, что менее желательно, на низких) или увеличением подачи.
3. Рациональным выбором резца и правильной его заточкой: применением больших углов в плане, увеличением переднего угла или введением фаски по передней грани при отрицательных передних углах, а также специальной заточкой резца (введением фасок, галтелей и пр)
4. Тщательным балансированием приспособления с зажатой в нем деталью.
Нередко, особенно в условиях работы на скоростях 120-- 150 м/мин, никакие из указанных выше средств не приводят к уничтожению вибраций. В таких случаях следует прибегать к применению специальных приборов -- виброгасителей.
Знакопеременные напряжения, вызванные вибрационными воздействиями, приводят к накоплению повреждений в материале, что вызывает появление усталостных трещин и разрушение.
Кроме усталостных разрушений в механических системах наблюдаются и другие явления, вызываемые вибрационными воздействиями.
Если в объекте имеются подвижные соединения с зазорами (например, кинетические пары в механизмах), вибрационные воздействия могут вызвать соударения сопрягаемых поверхностей, приводящих к их разрушению.
В большинстве случаев разрушение объекта при вибрационных воздействиях связано с возникновением резонансных явлений. Поэтому при полигармонических воздействиях наибольшую опасность представляют те гармоники, которые могут вызвать резонанс объекта, в связи с этим лабораторные испытания объектов на вибропрочность часто приводят при гармонических воздействиях в резонансных режимах. В сложных объектах, обладающих широким спектром собственных частот, возможно одновременное возбуждение нескольких резонансных режимов. При действии полигармонического возмущения. Поэтому для таких объектов замена полигармонического воздействия гармонически недопустима.
Вибрационные и ударные воздействия, не вызывая разрушения объектов, могут приводить к нарушению их нормального функционирования. Это свойство механических воздействий проявляется в разнообразных формах.
Нарушение функционирования объекта, не связанное с разрушением или с другими необратимыми изменениями, называются отказом.
Таким образом, механические воздействия могут вызвать как разрушения, так и отказы машин, приборов и аппаратов. Способность объекта не разрушаться при механических воздействиях называется - вибропрочностью, а способность нормально функционировать - виброустойчивостью. Цель виброзащиты технических объектов - повышение их вибропрочности и виброустойчивости.
2. Исследование зависимости стойкости инструмента
Исследование зависимости стойкости инструмента от амплитуды автоколебаний при точении производили на токарном станке модели 16Б16Т1 жесткими проходными резцами, оснащенными твердыми сплавами ВК6 и ВК60М. Обрабатывали серый чугун СЧ 20, сталь 45 и сталь 20Х.
Изменения амплитуды автоколебаний достигали изменением жесткости и массы оправки, которую перед каждой новой серией опытов протачивали по всей длине (за исключением места посадки заготовки). Уменьшение жесткости оправки приблизительно в 10 раз приводило к увеличению амплитуд автоколебаний в 20-25 раз, при этом частота автоколебаний снижалась незначительно, приблизительно от 220 до 180 Гц.
За критерий притупления принимали износ по задней поверхности
Все представленные на рисунке 1 кривые имеют экстремальный характер. Наибольшая стойкость резцов наблюдается при амплитуде колебаний А20 мкм. Как увеличение, так и уменьшение амплитуды колебаний приводят к резкому снижению стойкости инструмента.
Уменьшением амплитуды до 4-5 мкм можно достичь снижения стойкости на 25-30%.
1-проходной резец ВК6;
Рисунок 1 - Зависимость стойкости инструмента от амплитуды автоколебаний при точении
обрабатываемый материал СЧ 20;
2 - резец из материала ВК6; ; v=0,5 ; s=0,2; t=3; обрабатываемый материал сталь 45;
3 - условия те же, что в п.2, но обрабатываемый материал сталь 20Х;
4 - условия те же, что в п.2, но резец ВК60М и обрабатываемый материал сталь 20Х.
Зависимость стойкости инструмента от амплитуды автоколебаний хорошо аппроксимируется уравнениями вида
где T - стойкость инструмента;
A - амплитуда автоколебаний;
Q, m, n- постоянные, зависящие от рода обрабатываемого и инструментального материалов и условий резания.
Для каждого конкретного технологического процесса существует определенный (оптимальный) уровень автоколебаний, при котором стойкость инструмента будет максимальной. Такой характер зависимости T=f(A) может иметь следующее физическое объяснение.
Автоколебания, возникающие в процессе резания так же, как и специально вводимые в зону резания вынужденные колебания, приводят к облегчению пластической деформации, уменьшению коэффициента трения по передней и задней поверхностям инструмента, улучшению отвода стружки, к заметному снижению силы резания, к уменьшению адгезионных явлений и, как результат этого, - к уменьшению интенсивности изнашивания инструмента и повышению его стойкости.
С другой стороны, циклическое нагружение инструмента при увеличении интенсивности автоколебаний, начиная с определенного предела, вызывает усталостное разрушение участков материала инструмента, находящегося в контакте с изделием и сходящей стружкой. Поэтому по достижении некоторого уровня автоколебаний стойкость инструмента начинает резко снижаться. Следует также учитывать, что при увеличении амплитуд автоколебаний существенно увеличивается длина пути, пройденная инструментом по изделию, а следовательно и износ инструмента по задним и передним поверхностям. (Это особенно заметно при интенсивных крутильных колебаниях метчиков, сверл, зенкеров, разверток).
Результатом воздействия этих противоположных факторов и является наличие экстремальной зависимости. В зоне малых амплитуд превалирует положительное воздействие автоколебаний на облегчение процесса пластической деформации, а в зоне больших амплитуд - усталостное разрушение контактных слоев материала инструмента.
Такой характер зависимости стойкости инструмента от амплитуды автоколебаний, очевидно, справедлив для всех обрабатываемых инструментальных материалов, так как материал любого лезвийного инструмента, как правило, прочнее материала заготовки. Положение точки экстремума, соответствующее оптимуму стойкости, зависит от условий резания и характеристик обрабатываемого и инструментального материалов.
Наряду со стойкостью инструмента и производительностью обработки автоколебания в сильной степени влияют на качество обработанной поверхности. С увеличением амплитуд автоколебаний пропорционально ухудшаются параметры шероховатости, растет высота волнистости Wобработанной поверхности. Не только в операциях точения и растачивания, но и во всех других типовых процессах механической обработки (различных видах фрезерования, сверления, развертывания, нарезания резьбы и др.) волнистость обработанной поверхности полностью определяется величиной амплитуд и биениями вибраций. Также обстоит дело и с операциями шлифования.
Для выяснения зависимости волнистости и шероховатости обработанной поверхности от интенсивности автоколебаний были проведены специальные исследования применительно к процессам точения, растачивания, фрезерования дисковыми, пазовыми, цилиндрическими, концевыми и торцевыми фрезами, нарезания резьбы метчиками, резцовыми головками и резьбовыми фрезами.
В случае точения серого чугуна СЧ 20, стали 45 и стали 20 Х опыты проводили резцами, оснащенными твердым сплавом ВК6, при следующих постоянных условиях: v = 0,5 м/с; t = 0,15 мм/об; г = 10є; ? = 12є. При этом амплитуда колебаний изменялась за счет изменения жесткости оправки, на которую установлены образцы в виде колец из обрабатываемого материала. Частота автоколебаний в опытах изменялась в небольших пределах f = 140190 Uw.
На рисунке 2,а показаны зависимости высоты волнистости W от амплитуд автоколебаний для процесса точения. Эти зависимости представляют собою почти прямые линии, проходящие через начало координат, что подтверждает прямую пропорциональность W от А.
Шероховатость обработанной поверхности, особенно ее параметры R и R также существенно зависит от амплитуды автоколебаний.
1 - сталь 45; 2 - чугун СЧ 20; 3 - сталь 20Х (1 -3-при f= 140190 Гц); 4 - сталь 20 Х, но частота автоколебаний f= 500600 Гц.
Рисунок 2 - Зависимости волнистости (а) и шероховатости (б) обработанной поверхности от величины амплитуд автоколебаний при точении
На рисунке 2,б показана зависимость R от А для тех же условий резания.
Эта зависимость прослеживается менее четко, чем предыдущая, так как шероховатость поверхности также зависит от режима резания, геометрии
и износа инструмента, однако, общая тенденция ухудшения параметров шероховатости с повышением амплитуды колебаний всегда и во всех опытах сохранялась.
По результатам обширных экспериментальных исследований параметров волнистости и шероховатости поверхности получены эмпирические зависимости высоты волнистости от амплитуды автоколебаний и среднеарифметического отклонения профиля от элементов режимов резания, геометрии инструмента и амплитуды колебаний при точении:
В целях повышения надежности результатов проведена статистическая обработка всех опытных данных и в таблице 3 даны значения полученных коэффициентов.
Название работы: Вибрации при механической обработке
Предметная область: Производство и промышленные технологии
Описание: Наибольшее влияние на процессы резания оказывают вынужденные колебания и автоколебания. В отличие от вынужденных колебаний автоколебания начинаются одновременно с началом процесса резания и прекращаются с его окончанием. Причиной возникновения автоколебаний является сам процесс резания Переменная сила поддерживающая колебания создается и управляется процессом резания и при его прекращении исчезает. Автоколебания возникают в связи с непостоянством сил резания вследствие изменения сил трения стружки по передней поверхности режущего.
Дата добавления: 2013-10-08
Размер файла: 55 KB
Работу скачали: 37 чел.
Вибрации при механической обработке
Технологическая система образует замкнутую динамическую систему. Замкнутость динамической системы обуславливается взаимодействием техно логической системы с протекающими при обработке процессами. Эти процессы могут быть причиной, вызывающей появление колебаний элементов динамиче ской системы, т.е. вибраций. Вибрации сопровождаются возникновением отно сительных перемещений режущего инструмента по отношению к обрабатывае мой поверхности.
Вибрации при механической обработке вызывают:
• образование волнистости поверхности;
• образование погрешности формы поперечного сечения (например, огранка при точении);
• неравномерный наклеп поверхностного слоя;
• уменьшение стойкости режущего инструмента;
• в некоторых случаях разрушение инструмента и обрабатываемой заготовки;
• ускорение утомляемости рабочего;
• снижение производительности. Различают три вида колебаний:
• собственные (или свободные);
Собственные колебания вызываются внешними причинами (резкое изме нение нагрузки, толчки, удары и т.п.) и являются затухающими гармонически ми. Характеризуются частотой, периодом колебаний и амплитудой колебаний.
Наибольшее влияние на процессы резания оказывают вынужденные коле бания и автоколебания.
Вынужденное колебания имеют место при действии на систему внешней периодической возбуждающей силы. Источниками внешней силы могут быть:
• прерывистое резание (например, фрезерование);
• дисбаланс вращающихся частей (заготовки, режущего инструмента);
• неравномерность снимаемого припуска;
• колебания, передаваемые извне, например, от расположенных поблизости вибрирующих машин (пресс, молот) через фундаменты и перекрытия,
• дефекты передач и привода станка (например, сшивка ремней, погреш ности зубчатой передачи и т.п.).
Интенсивность вынужденных колебаний (амплитуда) зависит от соотно шения частот собственных и вынужденных колебаний. При их равенстве насту пает резонанс, при котором резко возрастает амплитуда вынужденных колебаний
Автоколебания не связаны с воздействием внешних периодических сил. Они являются незатухающими, их амплитуда и частота определяется свойства ми самой технологической системы. В отличие от вынужденных колебаний ав токолебания начинаются одновременно с началом процесса резания и прекра щаются с его окончанием.
Причиной возникновения автоколебаний является сам процесс резания Переменная сила, поддерживающая колебания, создается и управляется про цессом резания и при его прекращении - исчезает.
Существует несколько гипотез причин автоколебаний.
1. Автоколебания возникают в связи с непостоянством сил резания вслед ствие изменения сил трения стружки по передней поверхности режущего инст румента и трения заготовки по задней поверхности инструмента. Данная гипо теза может быть подтверждена моделированием (рис. 6 1) в котором подпружи ненный грузик находится на движущейся в одном направлении ленте и совер шает при этом колебания.
3. Автоколебания могут поддерживаться внешней возбуждающей силой при обработке поверхностей, имеющих волны, возникшие при предшествую щей обработке с вибрациями. Поскольку при этом толщина срезаемого слоя не прерывно изменяется, то в свою очередь соответственно изменяется усилие ре зания, что поддерживает вибрации.
Пути уменьшения вибрации следующие:
1. Увеличивать жесткость технологической системы (применять люнеты, уменьшать вылет инструмента и т.п.);
2. Избегать прерывистого резания. Применять косозубые фрезы, умень шать шаг зубьев фрез;
3. Балансировать быстро вращающиеся части технологической системы (шлифовальные круги, шпиндели и др.). При точении несимметричных загото вок устанавливать противовесы;
4. Устранять дефекты в передачах и кинематических цепях станка;
5. Изолировать технологическую систему от внешних источников вибрации (виброопоры, изолированные фундаменты и т.п.);
6. Выбирать режимы резания, не вызывающие вибраций;
7. Применять оптимальные СОЖ (уменьшается трение в зоне резания, тре ние стружки и уменьшается сила резания);
8. Устранять зазоры в подвижных соединениях и обеспечивать плотность стыков в неподвижных соединениях;
9. Использовать рациональную геометрию режущего инструмента: увели чивать углы в плане, применять виброгасящие фаски и лунки, в некоторых слу чаях работать перевернутым резцом и т.д.
10. Применять виброгасители. Виброгасители воздействуют не на источник колебаний, а только уменьшают возникшие колебания. Различают две группы виброгасителей:
Фрикционные виброгасители поглощают энергию колебаний механиче ским или гидравлическим трением. Фрикционные виброгасители выполняются в виде люнета и имеют кулачки, поджатые к валу пружинами (механическое трение) или рабочей жидкостью - маслом или гидропластом (жидкостное трение)
Примером использования гидравлического виброгасителя является гидро амортизатор. Схема работы механического виброгасителя при точении приве дена на рис. 6.2, а.
Динамические виброгасители одно- и многомассовые используют для по глощения энергии колебаний инерционные силы (рис. 6.2, в). Для этого к ко леблющейся части механизма прикрепляется пустотелый корпус, внутри кото рого помещен незакрепленный грузик. При направлении движения колебания в одну сторону корпус вместе с грузиком также движется в ту же сторону. При обратном движении незакрепленный грузик продолжает по инерции движение в первоначальном направлении, частично поглощая энергию колебания за счет удара.
На рис. 6.2, б приведена схема регулируемого динамического виброгасите ля конструкции токаря Рыжкова, применяемого при точении. Виброгаситель состоит из втулки, крепящейся к резцу винтом через пружинку. Регулируя уси лие сжатия пружины винтом, добиваются уменьшения вибраций при различных условиях резания.
Рис. 6.1. Модель возникновения автоколебаний из-за непостоянства сил трения
В настоящее время вибрационное резание металлов применяют при точении, сверлении, нарезании резьбы метчиками, шлифовании, фрезеровании. Вибрационное резание целесообразно применять при обработке труднообрабатываемых металлов и сплавов. [16]
По сравнению с обычным вибрационное резание имеет ряд преимуществ. Оно обеспечивает устойчивое дробление стружки на отдельные элементы, снижает сопротивление металла деформированию и эффективную мощность резания, исключает образование нароста на режущем инструменте и заусенцев на обработанных поверхностях, сохраняет точность последних. Однако в отдельных случаях стойкость инструмента немного снижается. [18]
По сравнению с обычным вибрационное резание имеет ряд преимуществ. Оно обеспечивает устойчивое дробление стружки на отдельные элементы, снижает сопротивление металла деформированию в эффективную мощность резания, исключает образование нароста на режущем инструменте и заусенцев на обработанных поверхностях, сохраняет точность последних. Однако в отдельных случаях стойкость инструмента немного снижается. [19]
Повышенный износ режущего инструмента при вибрационном резании , очевидно, вызван эффектом врезания резца, происходящего непрерывно при колебательном процессе. [20]
Однако следует отметить, что при вибрационном резании стойкость режущего инструмента снижается. [21]
Резание с принудительными колебаниями инструмента относительно заготовки1 ( вибрационное резание ) - перспективный метод обработки металлов. [22]
В последнее время успешно осуществляют дробление стружки при так называемом вибрационном резании , когда резец или сверло принудительно колеблются в направлении подачи с помощью специального механизма. [23]
Другим способом дробления стружки путем изменения толщины среза является так называемое вибрационное резание [29], которое обеспечивает устойчивое дробление стружки при обработке различных металлов различными режимами резания. [24]
Рассмотрим способы обработки с механическим воздействием на срезаемый слой, в, частности способ вибрационного резания , заключающийся в том, что на обычную принятую схему обработки накладывается дополнительное вибрационное движение инструмента относительно обрабатываемой заготовки. Выбор принципиальной схемы вибрационного резания зависит от его технологического назначения. [25]
К способам обработки, основанным на изменении характера механического воздействия на срезаемый слой, относятся вибрационное резание , сверхскоростное резание и ультразвуковая обработка; к способам. [26]
В ряде случаев вибрационное резание металлов дает некоторые преимущества по сравнению с обычным резанием: 1) вибрационное резание обеспечивает надежное и устойчивое деление ( дробление) стружки на отдельные элементы; 2) при вибрационном резании снижаются сопротивление металла резанию и эффективная мощность ( на 10 - 20 %); 3) на режущем инструменте не образуется нарост; 4) точность обработки и чистота обработанных поверхностей не уменьшаются, а в отдельных случаях даже увеличиваются; 5) на обработанной поверхности не появляются заусенцы. [27]
Однако вибрации при обработке можно использовать так, чтобы они положительно влияли на процесс резания и качество обработанных поверхностей, в частности применять вибрационное резание особенно труднообрабатываемых материалов. Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источниками искусственных колебаний служат механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Частота колебаний 200 - 20 000 Гц, амплитуда колебаний 0 02 - 0 002 мм. Выбор оптимальных амплитуд и частоты колебаний зависит от технологического метода обработки и режима резания. Колебания задают по направлению подачи или скорости резания. [28]
Резание металлов развивается в различных направлениях: разработка новых инструментальных материалов, различные виды бесстружковой обработки и, как разновидность обычного резания, вибрационное резание . Согласно литературным данным, резание металлов с ультразвуковыми колебаниями инструмента относительно заготовки перед обычным имеет ряд преимуществ: снижение усилий резания и повышение стойкости инструмента, повышение чистоты обработанной поверхности и интенсификация процесса резания. [29]
Однако вибрации при обработке можно использовать так, чтобы они положительно влияли на процесс резания и шероховатость обработанных поверхностей, в частности применять вибрационное резание труднообрабатываемых материалов . Сущность вибрационного резания состоит в том, что в процессе обработки создаются искусственные колебания инструмента с регулируемой частотой и заданной амплитудой в определенном направлении. Источниками искусственных колебаний служат механические вибраторы или высокочастотные генераторы. Выбор оптимальных амплитуд и частоты колебаний зависит от технологического метода обработки и режима резания. Колебания задают по направлению движения подачи или скорости главного движения резания. [30]
Читайте также: