автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Повышение производительности обработки нежестких изделий спецтехники посредством комплексного технологического оснащения

Мкн&степсчтл пяутат.ЕысиеЗ вшолн п технический полятянгт Российской Фвлвращт •

ШсновскгЯ ордсяа Лотта,ордена Октябрьской Революции з оряепа Тргзопого Красного Знамени государ ствешшй твгтгаскяА укягеосктег кмвяя К.З. Вчуглзпа

ВАСШГЬЕШ Сергей Леогпшовяч'

ШВОДЕЯКЕ ПГОЙЗГОДКПШГОСТИ ОБРАБОТКИ 1ШЙСШИ1

Й5ШИЯ СПЕЦТЕХНИКИ Ш СРЕДСТВОМ КОМПЛЕКСНОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО .ОСШШЕШ

Сясп"зЛьпос?ъ 05.02.03 - Технология мзвзяоетроеная

На ппзвэх рукоппоп

Для служебного пользования

Экз. УДК 621.№-01

АВТОРЕФЕРАТ двссертации ня соискание учёно Л степени гандцдята тдхнлчэскпх каук

?Ьсккэ Г9ЭЗ

Работа выполнена в Кировском политехническом института

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Городецкий Ю»И. НРУ им. Н.и .Лобачевского

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ШДУШВ Б.И.

канд/дет технических наук, доцент ОКЕЮРЦОВ A.B.

,Ц и/ ■

Ведущее предприятие - шю "ТехномаиГ

Защита диссертедвд состоится " $$" fij^J9$3 р. d/V^44üco8 не заседании сдецнализуроранногр совете H.OS3. JS". 0.9 Московского ордена Ленина, ордена Октябрьской Револк^щ и ордена Труд.Кр.Зи. гос.техн. ун* to.H.3. Брумааа по адресу: I 07005, Шсква, Б-5, 2-я Баууанакая уд,, б

С диссертацией «ожно ознакомься р бкбадотеш Московского sexHHWBJtoro университета од*

Просим Bao hpHHqtb участие Б обсувдвнщ} ¡ррйОЗД) « ^стравить свои отзыву е дву*гЕ экоешляраз, егвгршкшз гербе^ой печатью по вышеуказанному адресу на ода учшюро с§гре$&рз

иЬцЯЛ лАг'лп 1Ы'МЛ)!• и РАЬиТа

актуальность теш. Среди болиаого иногообраэия доталей машин свыше ¿0,6 занимают детали типа тел вращения. Наиболее трудоемкими из них пои изготовлении являются детали, обладании малой еост-костью, осо0о1шо ответственнее детали спецтехннки, к которым предъявляются высокие требования: разнообразные оси, торсисш, стволы, отоки, налравляицие цилиндры, гибкие валы и т.п.

Нвдосткшш принято считать вали, киехцие отношение длинык диаметру ((I) более Ш. В данной работе рассмфтриьсштся нежесткие валы с отношение»! ¿А^ от 1о до у0.

Обработка таких деталей связана со значительными трудностями, обусловленными упругой деформацией обрабатываемой детали под действием усилия резания, а также возникновение« вибраций детали в процессе обработки, которые во ыногих случаях бываш1 настолько интенсивными, что вынуждают существенно снижать рели« резания, прибегать к шюгопроходной обработке, приводят к преодев^еменному износу режущего инструмента, а иногда и просто к прекращении процесса резания из-за поломки роица. Все эти факторы в конечной итоге приводят к снижении производительности обработки. Поэтому проблема повышения производительности обработки рассматриваемых деталей при одновременном обеспечении необходимых требований к качеству обработанной поверхности детали является актуальной задачей и решается в настоящей работе.

Цель работн. 1'ювышениь производительности токарной обработки нежестких деталей слецтехники посредством использования комплексного технологического оснащения, обеспечивающего устойчивость динамической системы СШ13.

Методы исследования. Црк теоретическом исследовании рассматриваемой проблемы использовал катод Д - разбиения для определения устойчивости закинутой на процесс резания динамической с теш : учетом ее комплексного оснащения различными техншгогичзокшш «аяадками. Дня экспериментального определения динамических характеристик резанияГДХР-1 и ДХР-2') использована автоматизированная ¡истема научных иеследсваний(АСШ}; позволяющая автоматизировать трудоемкий процесс снятия, анализа и синтеза ДХР с получением ¡ольшого массива данных для расчета области уетс-Лчивоати динами-¡еской системы С1Й13.

Научная новизна. Установлены взаимосвязи и выявлены эаконоызр-юоти влияния различных технологических наладок на устойчивость

о

динамической сиогемы СГШЗ „ри токарной обработке нежестких валов, позволяющие повысить производительность обработки.

• Разработано комплексное технологической оснащение токарного стенка, позволяющее обспечить быструю преце-зпонную настройку станка, устойчивость рассматриваемой динамической системы СГШЗ, что позволяет увеличить предельную глубину резания и сократить число проходов, как следствие того и другого ~ увеличить производительность труда.

Реализация работы. Результаты работы реализованы в виде конст-рукторско-технологической документации на разработанное комплексное технологическое оснащение и методики определения области ус-тойчивгсти динамической системы СПИЗ при обработке нежестких валов и внедрены на Кировском производственном объединении "Маяк" при изготовлении детали "ось", с экономическим эффектом 67,5 тыс. рублей, а также переданы дпя использования ни Белохолуницком машиностроительном заводе и Киевском производственном объединении "Большевик".

Апробация работы. Результаты работы докладывались на научно-технических семинарах в НИИ ПМК Нижегородского университета и Кировского политехнического института в 1Ш8-1991' годах, на всесоюзной научно-технической конференции "Динамика станков" в Г. Л;:ж-нем Новгороде в 1990 год,, на всесоюзной научно-технической конференции "Прогрессивные технологические процессы в механосборочном производстве в г. Херсоне в 1991 году и на всесоюзном научно-техническом семинаре "Наукоемкие технологии размерной обработки в производстве деталей'машин" в г. ¡¿оскве в 1У92 году.

Публикации. Основные ризультаты теоретических и экспериментальных исследований опубликованы в шести печатных работах и защищены 3 авторскими свидетельствами.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литераторы из 100 наименований, изложенных на 102 страницах машинописного текста, иллюстрирована 40 рисунками.

В первой главе, гассматру-аемая технологичоскал система ста-нок-ириспособлениа-инструмент-заготовка (СПИЗ) во взаимодействий с процессом резания представлена в виде сложной кибернетической системы со мно: ¿ством прямых и обратных, внешних и внутренних связей, являющихся результатом взаимодействуя системы резания (СР) и -эквивалентной упругой системы станка (ЭУ0 СШ13).

В общем случае рассматриваемая (ЭУС С1ШЗ), взаимодействующая с системой резания (СР), характаризу :ся следущими основными

войствами, влияющими на ее выходкле параметры: 'гочность яастрой-:и, геометрическая точность, жесткость, теплофизнческая характе-1истика, износостойкость, виброустойчивость, упругость. Указанные войства УУО С11ИЗ определяют ее способность сопротивляться действию сновного возмущения, а отклонения указанных свойств от номиналь-ых значений вызывают соответствующие погрешности обработки.

Б результате анализа связей, dooi жакхцих в рассматриваемой Орабатывшйцай системе, установлены доминирующие факторы, препят-твуацие интенсификации процесса обработки деталей малой жесткос-и; погрешности настройки базовых элементов станка, деформация брабатываемой детали под действием усилия резаш.л и вибрации об-абатываемой детали, вбзникащиа в процессе резания, которые приодет к соответствующим погрешностям формы детали, а также вол-..стости обработанной поверхности.

В результате выполненного обзора и анализа известных трудов становлено, что мало выполнено работ, связанных с исследованием лияния на устойчивость системы СПИЗ используемого технологичес-ого оснащение, причем, имеющиеся немногочисленные работы базцру-тся в основном на экспериментальном исследовании,

¡3 связи с атчм сформулированы следующие- задачи исследования:

1. Разработать расчетиув схему, на основе которой получить атеыатические модели эквивалентной упругой системы станка с раз-ичными технологическими наладками и динамики процесса резания.

2. За счет объединения матвматнчаскнх моделей эквивалентной пругой системы станка и динамики процесса резания получк а обоб-енную математическую модель замкнутой на процесс резания дина-ической систе и станка.

3. Для расчета рассматриваемой динамической системы станка на иброустойчивость получить характеристическое уравнение и раэра-згать алгоритм расчета на ЭВЫ предельной глубины резания (top) ри точении нежестких валов.

4» (...ределить параметры зквивалеьлюй упругой системы станка динамические характеристики резания торвого и второго рода дня наличной геометрии рекущего инструмента.■

Ь. Опр делить с ласти устойчивост рассматриваемой динамически систеш при точиики ч^кеатких валс-n с ; »зличнам тихиолприменим оснащением.

о. Осуц(.!<;:,4ИТ1 ;)К0пер11цинтб.1ьиую проверку разработанной ьыто-п'ичиг.'кий модели рассматриваемой дшиипчеокой систеш при раз- ,• ■ruiuic гехнологических наладках.

7, осуществить онытно-производственное апробирование разработанного комплексного технологического оснащения токарного станка при обработки нежестких валов.

Во второй главе провидено обосновании выбора комплексного технологического осначиная (То) токарного станка для интенсииной обработки нежестких валов.

Наиболее широко распространены два способа базирования и закрепления обрабатываемой дитали: а токарном самоцентрирующемся патрону с поджатием и; ащимщкмея центром я в центрах - с примененном сбилалсн) овинного иоиидка для передачи К| утяцего момента от шпинделя станка на обр абатываемуе деталь. Нисколько рожи применяется способ, основанный на применении ведущего ¡лфлемиго цент, а.

Однако применяемое для зтой цели стадии,/¡нии технологическое оснащение далеко ни ии всех случаях обеспечивает достижения заданноМ точности и высокой производительности обработки, особенно при изготовлении ответственных деталей изделий снецтохяики: осей, стволоь, гибких валов» гатоков, Торсиоиов, наьриал.чицпх, труб и т.п.

ноэтему в данноИ работе ни}.яду со стандартными рассматривается и нестандартное технологическое оснащение. Используемое комплексное То включиет токарный самоцентрирующийся иатрсн с подкастрой-коП, кулачков, задний вращающийся центр с под.частройкой базового конуса, центр ведущий со сонными рифлеными вставками» люнет-ЕКброгиситель с жесткой связь» с резцедержателем токарного станка.

В результате анализа рассматриваемого комплексного технологического оснащения устаноачены его существенные щ шидущества по сравнению со стандартным технологическим оснащинием. В частности, Использование разработанного патрона с поднастраИ.кой кулачков в радиальном направлении позволяет ликвидировать существенный недостаток, присущий стандартным токарным самоцентрирующимся трах-кулачкоиым патронам, заключающийся в ююгократной расточке кулачков перед очередным закрепленном детали.

Разработанный задний вращаициПск центр снабжен механизмом смещения базового конуса в радиальном направлении, который позволяет Вывести вершину базового конуса на центрсвуо линии станка соосно с передним центром, установленным в шпиндняс станка, не прибегая к использовании регулировочного механизма задней бабки станка. Выбор этого устройства в данной работе обусловлен также тем, что |оно может быть использована в автоматизированной системе, основанной на программированном смещении заднего центра в процесса обработки деталей.

Использование ведущих центров позволяет обеспечить не только чное базирование обрабатываемой дет ли на станке, но и .оредачу нее крутящего момента со шпинделя станка, иришнегче вэдущих нтров позволяет осуществить обработку деталей типа валов на про-д за одну установку, что значительно повышет производительность уда по сравнению с обработкой в патроне или поводке.

Как указывалось выше, в связи со спецификой обработки нежест-¡х валов, ввиду их недостаточной жесткости, применяют дополки-лыи-м опоры в виде люнатов-виброгасителей. Во многих случаях придание люнетов-виорогаеителей позволяет избежать многопроходной работки. В данной работе на основе анализа известных аналогов сработан виброгасител -люнет, который может- бш>& копсл1 эоаан на •анке с ЧП/ при обработке ступе! датах валов в автоматического раме. Эта цель достигается за счет синхронно¡5 связи перемещений .'зца и контактных элементов люнзта-виброгаснтеля от заданной гогряммы управ,- :ния траекторией движения резца.

В заключение к вышесказанному следует отметить, что наибольший зфект следует ожидать от комплексного применения перечисленных гае приспособлений. Однако, чтобы рекомендовать разработанное эмплексное оснащение токарного станка для обработки нежестких ишв, необходимо исследовать его влиянии на устойчивость р:.;смат-¡ваомой системы СПИ?, замкнутой на процесс ре-зания.

В третьей главе изложены основные теоретические положения, зязанные с построением обобщенной математической модели и алго-има для расчета на ШМ устойчивости продольного точения нежестах валов с учетом различных краевых условий - в зависимости от эепления вала. В связи с тем, что в данной работе рассма:; иваетсч Зработка нежестких палов с Цо.~& 15) необходимо уаитывоть непра-тюь> распределен* ; массы вала по его длине. И принятой идеал и-лции учитываются колебания двух доминирующих элементов упругой истомы станка: обрабатываемого вола и суппорта с салазками.

При исследовании возбуждения вибраций нежесткого вата ограничиваемся изучением поперечных колеб-ший вала в двух ортогональных иосиостях ( V, X ) и ( X ) . На расчетной схом,! (рис. ХдиоЗражию ва наиболее ши, око распространенных веда крашения обрабатыи.че-ого вала: в патроне с поджатым задним центром !! в центрах. Укпи-аяонтная упругая система станка ОУС представлена в пиде совокуп-ости связанных упругэ-дешфируыцих элементов. О соответствии с ринятой эквивалентной механической (-юдолью урченшпи дшосенш тонка при обработке некосткнх валов ьродстогл.чот ссбий ппстс'у

двух дифференциальных уравнений в частных производных пятого порядка, описывающих поперечные колебания волн, и двух обыкновенные дифференциальных уравнений второго порядка, описывающих колебанш суппорта.

Дифференциальные уравнения, описывающие колебания обрабатываемого вала приводятся к виду:

СП тп д5*(хх) 1 с„ дг\У(х,Ь> р .

ЕЭ д.х*^ 1ШГ Р3 —ЩГ^-ьгьЧ*-*

1ди (Х,\/) и {Х,у/) - смещения вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях, р - плотность материала, 3 - площадь поперечного сечения вала, .

Л - коэффициент внутреннего трения, £ - модуль упругости на растяжение, 3 - момент инерции поперечного сечения вала,

~ приращения силы резания, действующей на вал,

¿(Х-Х9) ~ Дельта-функцня, характеризующая точку приложения . резца.

Дифференциальные уравнения, описывающие колебания суппорта с салазками имеют структуру:

П)>33 +а„ 3- *-й1г_ ^ +й1{ I, + а,г % = Г л ;

- '.' _ . И)

где Ц , 3" - обобщенные координаты поворота и смещения суппорта с салаг :ами.

Наряду с эквивалентной упругой системой ЭУС о ганка динамика процесса резания является основным элементом рассматриваемой замкнутой динамической системы, без которого не возможен ее расчет на виброустойчивость. Следует отметить, что динамические процессы дяя несвободного косоугольного резании изучены недостаточно и, в связи со сложным характером процесоов, протекающих в упруго-

*' ¡'.ш чыаоде уравнений движения вала считаем временно, что суппорт с лшетом не колеблется.

О

Рио.Г Расчётная схема для получения угапнштА дпитения колебаний дпмтпшушпх элсментоп рассматриваемой упругой системн станка пли различных спосоолх установки пала.

«ластичной сроду, динамические силы, возникающие при относительных колебаниях резца и детали, не поддаются математическому описанию. Это предопределило подходы в идентификации передаточных функций процесса ^оэания но методике, изложенной в работах Городецкого ¡0.И. Оогласно ото'й методике общая динамическая сила резания ( йР ) разделяется на две составляющие! первая из которых лР ; возникает'при относительных колебаниях резца и заготовки, а вторая йг - при срезании переменного волнистого припуска на обработку. Необходимость в таком представлении динамических сил резания связана с тем, что точение нежесткого вала обычно совершается по "следу", который формируется при колебаниях детали.

й нашем случае, когда учитываются только доминирующие поперечные колебания вата, связь между силами резания первого и второго рода определяется следующими соотношениями;

Г(е> (Р)

лРГ(Р) =

(Р)

кГ>>

<<е>

(Р)

(3)

где

к-1-

диналические силы, действующие на резец, динамические характеристики резания ДХР первого и второго рода, с"ставляыщие вектора относительных колебаний резца ' и заготовки в зоне резания,

¿\/'2>(Р))^<21р)~ проекции следа, оставленного резцом на. обработанной поверхности детали. Элементы матрицы (Л мошю представить в веде дробно-рациональ ных функций комплексного параметра

.«> 1 + Тцр+Т Г'2 I

1 + Тг1)-Р ЬЪс}-Р

где - удельная сила резания 1

постоянная времени стружкообразованИя, постоянная времени демпфирования,

Тгс/

Уч Л

- постоянная времени инерционных процессов. Далее, объединяя математическую модель упругой системы станка с математической моделью динамики процесса гезания, получаем математическую модель замкнутой дШ1амической системы, которая представляет собой в классе изображений систему дифференциальных уравнений в частных производных с запаздыванием следующего вида.

Уравнен т колебаний вала:

Их*

Уравнение колебаний суппорта с люнетом-виброгасителем:

■З^+вн-Р 'ОнШН+Ми >аг1-Р)*л(Р)+(ЛщА*

где дМи.-) =лРг (Но-£]0 ) )

Для расчета математической модели на виброустойчив" сть получено характеристическое уравнение рассматриваемой динамической зистемы, за днутой на процесс резания:

1 ■- Ф, (Р)Л„(Р,1) , Ф11Ри1г(Р,1)

(Р) Л11

где ) и Фг (р) зависят от параметров конструкций, а коэффи-диенты ¿.ц - от динамических характеристик резания.

йз структуры этого характеристического уравне! щ вытекает слетающий алгоритм для определения предельной глубшш резания при которой начинается возникновение автоколебаний на частоте эозбулщения.

1. Вычисляя значения передаточной функции для каждого значения а) угловой частоты в коглиекспой плоскости (Зт^ , #е\л/ ),

строится годограф передаточной функции исследуемой динамической мютемы (,рис. 2),

2. Не годятся точки пересечения го^зграфа с действительной осью, VIя чего сравниваются по знаку глимые части JnЛr^■ яри различных следующих друг за другом значениях угловой частоты и) пи)* к ,

К - ш?" измени!) '.й частоты. Сравне" ие продолжается до тех пор, тока миише части не будут иметь разные зна'-и. При этом за точку лересечшия годогрвфа выбирается средни арифметическое значение действительны- частей функции в соответствующих точках. Ьосле нахождения всех течек пересечения годографа с

= О СП

действительной осью НеМ » выбирается наиболее удаленная точка от начала координат. Она и является границей области устойчивой а соответствующее значение частоты является частотой возбуждений автоколебаний.

Б четвертой главе на основе методов математического моделирования поперечных колебаний нежесткого вала и динамики процесса резания для случая, когда вал колеблется в одной плоскости, проходящей через центральную ось симметрии X, посредством метода Д разбиения проведено исследование областей устойчивости точения нежесткого вала для различных технологических наладок.

Дня достижения этой цели расчетно-эксперимонтальным путем определены параметры рассматриваемой упругой системы токарного станка: собственные частоты поперечных колебаний вала, логарифмические декременты'затухания, колебаний, приведенные массы, коэффициенты жесткости и коэффициенты демпфирования.

В результате анализа расчетов, выполненных, на ЭВМ с помощью разработанного комплекса программ, выявлено влияние как стандартного, так и нового технологического обеспечения ТО на устойчивость рассматриваемой технологической системы. СШ13.

Установлено, что разработанная технологическая оснастка, обладая существенными эксплуатационными преимуществами по сраьно- ■ нию со стандартной оснс .ткой, не снижает устойчивости рассматриваемой системы СШЗ, а практическое использование разработанного люнета-виброгасителя позволяет многократно повысить виброустойчивость точения нежестких валов.

В табл. 1 приведень! значения предельной глубины резания для всех- исследуемых видов технологического оснащения токарного станка.

Таблица 1

Вариант Значения предельной глубины резангл (мм)

технологи- полученные посредством получ -иные

ческого математического экспериментально

оснащения моделирования

I 0,Ш 0Д5

2 ' 0,124 0,1

3 0,164 0,1Ь

4 0,09 0,1

5 4,61 13

лримочалие:

1 - обработка в токарном самоцентрирующем патроне с поджатием

задним вращающимся центром;

2 - обработка в центрах с поводковым устройством;

3 - обработка в токарном самоцентрирующем патроне с иоднастрой-

кой кулачков с поджатием задним вращающимся центром с под- настройкой базового конуса;

- обработка в ведущем рифленом центре с поджатием задним вращающимся центром с подиастройкой базового конуса; > - то же, что по вар. 4 с использованием люнета-виброгасителя, подвижного вдоль оси обрабатываемой детали. В рассматриваемой главы также изложена методика экспериментального определения и последовательной идентификации динамических <;^актеристик резания (ДХР) посредством использования1 автоматизированной системы научных исследований АСНИ-"АТЛАНТ", разработанной в Нижегородском государственном университета. Эта методика состоит из трох этапов.

1. Расч1енение экспериментальным путем общей ДХР на две базовые ДХР первого и второго рода.

2. Идентификация параметров математической модели базовых ДХР для несвободного косоугольного резания по экспериментальным данным.

3. ^интез общих ДХР по базовым ДХР.

При этом предусмотрена автоматизация всего цикла работ, начиная с экспериментальных исследований и кончая обработкой данных на ЭШ, Посредством АСШ1 -"ЛТЛА»ГГ" экспериментально получены ДХР первого и второго рода для резцов с различней геометрией режущей ¡асти, на основа которых построены н исследованы зависимости, по-1йоляющиб определить влиянии различных режимов* геометрии резца 1а значения модулей ДХР-1 и ДХР-Н.

лп

Одпасть, \ '<тойчиёктц \ (

, у

и)

\

Рис. 2 ¡¡рилая Д-разбкиния для определения области устойчивости "в малом".

В пятой главе проведена экспериментальная проверка разработанной математической модели рассматриваемой динамиче кой системы СШ13, замкнутой на процесс резания, и осуществлено лабораторное апробирование эффективности разработанного комплексного технологического оснащения токарного станка. Апробирование разработанной математической модели осуществлялось посредством экспериментального определения предельной глубины резания при обработке конических заготовок, неподвижно закрепленных на оправках. Причем, в этих экспериментах использовались оправки различной жесткости с tfd -10, 20,30,40,50. Эксперименты выполнялись на токарно-винтореэном станке модели IK62 в сравнительно широком диапазоне размеров испытуемых образце-;, и режимов резания: длина оправки изменялась от 160 до Ь00 мм, а отношение длины к диаметру Ljd от 10 до 00, частота оборотов шпинделя(Л) варьировалась от 630 до 2000 об/мин., продольная подача (S ) - от 0,-1 до 0,5 т/об. Было использовано 160 э^/отовок из стали 45 ГОСТ 1050-74. • ■

Проведенные исследования подтвердили данные, полученные расчетным путем посредством разработанной математической модели в предыдущей главе, именно: предельная глубина резания( tnp ) , соответствующая устойчивому процессу при обработке в ведущем центре с под-жатием задним .вращающимся регулируемым центром с использованием виброгасителя-люнета составляет 4,61 мм, без применения виброгасителя О.ОУ мм (табл.1). Соответствующие этим условиям эксперимен-татьные значения tnp для S = 0,3 мм/об, П = 630 об/мин. составляют соответственно 5 мл и ОД мм, что свидетельствует о достаточно хорошей сходимости тег этических и экспериментальных данных.

Длй определения эффективности разработанного технологического оснащения в сравнении со стандартным на токарно-винторозном станке модели 1А62Г> были проведены экспериментальные исследования при обработке заготовок с - 15,17,5,20,26,30,Jb при постоянном режима резания: П = 1250 об/гш., S ~ 0,2и мм/об., i = I mi.i. При этом использовались две партии проходных резцов с плоской передней поверхность? а также ; двойной задней и двойной передней поверхностью. Было проведено 0 серий экспериментов, при этом обработано по 20 заготовок длг каждого из исследуемые отношений i[d .

lia основе эт.-д опытов .для исследуемых технологических наладок и резцов получены зависимости высоты и частоты волн, образующихся на ' обработанной поверхности детали в результате колебаний детали.

Установлено влияние разработанного технологического оснащения, геометрии режущего инструмента и способа закрепления заготовки ча станке на изменение высоты и аститы следок вибраций на обработан-1.4

ной поверхности детали, подтверждена оффоктианость и целесообразность применения разработанного комплексного, технологического оснащения при токарной обработке нежестких валов. Разработанный вибро-гаситель-люнит, применяемый в сочетании как со стандартным, так и нестандартным технологическим оснащением, обеспечивает устойчивость рассматриваемой динамической системы OiW3 в широком диапазоне условий обработки, как следствие, позволяет многократно увеличить предельную глубину резания, исключить многопроходную обработку, сократить брак деталей, обусловливаемый неустойчивостью технологической системы. В результата применения разработанного технологического оснащения при изготоаяения нежесткой детали типа "ось" измелил спецгехники удалось существенно усовершенствовать технологию jа изготовления, а именно:

- сократить количество операций механической обработки с IX до 6,

- сократить вспомогательное время на установку и закрепление детали и настройку станка. с>то позволило снизить трудоемкость изготовления детали на 35£ по сравнения с существующей технологией, что ^есиечило экономический эффект в 6?,о тыс.рублей в ценах ИМ) года.

.ОБЩИЕ ВЫВОДИ

1. Разработано комплексное технологическое оснащение токарного зтакка для обработки нежестких валов, позволяющее повысить точность я производительность настройки, увеличить предельную глубину реза-|ия, исключить брак деталей по причине неустойчивости системы CiiiiJ.

2. Посредством использования автоматизированной системы научных исследований ACliit определены динамические характеристики резания

ie[ вого и второго рода для проходных резцов с различной геометрией.

3. Разработана математическая модель рассматриваемой динамической системы СОИЗ, замкнутой на процесс резания, для определена збласти устойчивости при точении нежестких валоз с использованием jaзл^,.чнcгo технологического оснащения.

4. ¿piя расчета рассматриваемой динамической системы СПИЗ на устойчивость получено характеристическое уравнение и алгоритм для ра-;чета на L»B..J предельной глубины резания при точении нежестких валов.

5. Определены параметры эквивалентной упругой системы станка ФИ различных технологических наладках, используемых- при точении «жестких валов.

о. Осуществлена экспериментальная проверка значений предельной мубины резания, полученных посредством разработанной иатематичес-гой модели при а разнообразных вадах стандартного и нестандартного гэхнологического оснащения токарного станка, в результате которых юдтверадена ее достоверность. 1

?. В результате проведённого опытно-производственного апробирования разработанного комплексного оснащения токарного станка цод-увервдена его эффективность и целесойразность широкого применения при токарной обработке нежёстких валов е отношением длины к диаметру 154 ¿/Цй 50, в том числе и на сгаакках с ЧТО".

Основные результаты оаботн отражены в следующих грудью;

Г. ВДсильевых С.Л., Гэлкин А.П., Городецкий Ю.И., Черезов С.Г. Повышение устойчивости процесса точения нежёстких валов // Нелиней нив колебания механических систем: Тез. докл. 2-ой Всесоюзн. конф. Горький, 1990.- G. 183-184.

2. Васильева! С.Л. Исследование виброустойчивости точения нежёс ких валов с различным технологичесю i обеспечением // Прогрессивны! технологические процессы в механосборочном производстве: Тез. докл. Всесоюзн. научн. техк. конф. - Херсон, I99T. - С. 114.

3. Васильевых C.JI., Городецкий "Ю.И. Экспериментальное определеш динамических характеристик резания посредством А ЯШ // Црогеооиваые технологические прцессы в механосборочном производстве: Тез. докл. Всесоюзн. научн. техн. конф. - Херсон,- 1991. -С* 129. '

4. Васильевых С.Л. Выбор расчетной модели СПИЗ при исследовании устойчивости процесса точения нежёстких валов // Наукоёмкие технологий размерной обработки в производстве де' алей машин: Tes. докл. Всесокз. науч.-технич. семинара,-Москва, 1992. С. 20-22.

5. Васильевых С.Л. Экспепимектальное определение параметров сиот< ми СПИЗ при исследовании её'устойчивости // Наукоёмкие технологии размерной обработки в производстве деталей машин: Тез. докл. Всесоюзн. яаучк,- техн. семидара. - Москва, 1992,- С. 31-32.

6. Васильевых.С.Л., Галкин А,П., Itoродецкий Ю.И. Математическое моделирование и исследование устойчивости продольного точения нежёстких валов с раэличнмм технологическим оснащением // Математическое моделирование и оптимизация: Межвуа. сб. науч. тр. Нижний Нов-гооод,199Г.

7. A.C. 1683879 СССР, МКИ 5 В23В29/Р4, 5/12. Многорезцовая 'х-оловка /СЛ. Васильевых,-Ю.И. Городецкий, С.Г.. Черезов.-Опубд. OB. 10.91, Бвл. »,38. -

Р. Положительное решение о ввдаче патента от 14.10.91 по заявке Й 4Р29352/0Й ( 068634 ) МКИ 5 B23R25/GQ, 23 01/ 4. Вибро]всител1. к металлорежущему станку / с.Л. Васильевых, Ю.И. Городецкий, С. Г. Черезон.

9. Положительное решение о выдаче патента от 14.10.92 по заявке Ч -188i6ec/0B f Ю9Г51 ) МИ 5 В Г» 01/24. Устройство дя обработки ке-Жйсясих ступенчатых валов /а.Л.Раокльевнх, Ю.И.Городецкий, J.r. 'Ut f .•>■».

<

Подп.в печ. ¿8.04.93. Усл.печ.л.1 Зак. 5. Тир. 100 Лаборатория множительной техники 610000 г.1-Сиров, ул.Московская, 36

Кировский политехнический институт, 1993

I