Способ управления скоростью резания при обработке с автоколебаниями

:Иаир ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЬСТВУ ользоупп пре- получис ри изменен лубины реэ ют относитель-с амплитудой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕ(46) 15,03,89. Бюл. У 10 (71) Особое конструкторское бюро станкостроения(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ РЕЗАНИЯ ПРИ ОБРАБОТКЕ С АВТОКОЛЕБАНИЯМИ(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть исп . вано в станках различных гр имущественно при черновой и товой 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 возбуждающихсяпри резании автоколебаний, обеспечивающего эффективное дробление стружки или повышение стойкостных параметров инструмента. Способ основанна периодическом изменении скоростирезания относительно ее среднегозначения и ограничении амплитудывозбуждающихся при резании автоколебаний. Благодаря установлению пределов отклонения скорости резаниявьппе и ниже ее среднего значения ипериодичности изменения скорости резания достигают улучшения условий резания за счет дробления стружки илиповышения стойкости режущего инструмента. 4 ил. 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 и ии параметров системы или г ания, скорость Ч изменяно среднего значения ЧлЧ (фиг. 1) и периодом Т (частотой 1 = 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 = КА , где К с 1 - коэффициент, определяемый условиями резания, А - предельная величина амплитуды автоколебаний, ограниченная недопустимостьюжесткого контакта задней грани резца с волнистой повер" ;хностью,образованной его колебанием. , Такой контакт появляется, когда величина угла (К) наклона касательной к вол,нистой поверхности периодически достигает величины заднего угла ор резца (фиг.З), Предельная амплитуда А может быть найдена экспериментально по виду следа, оставленного на по О верхности обработки, или расчетным путем по известным величинам скорости резания, заднего угла резца и частоты автоколебаний.Возможно изменение скорости реза ния не с постоянной частотой в течение обработки. Сначала скорость резания изменяют в течение нескольких периодов с частотой ,Т, и амплитуда колебания достигает несколько ЗО раз величины А= К, А(фиг.2)Следующее после этого изменение скорости резания происходит через специально подобранный период времени Т, за который амплитуда автоколебаний достигает величины А = КфА Далее процесс повторяется. При этом К 1(К и следовательно,Т,сТ и АсА.Уменьшение амплитуды вибраций до"величин, близких к нулевым (К - 0), 4 О происходит при значениях отношеЧния - не меньших, чем указаны нафиг.4. -Эти величины зависят от отношения -"-, где 1 - ширина среза,с 45орС- граничная ширина среза, соответствующая состоянию, при которомамплитуда автоколебаний равна А50Способ осуществляют следующим образом.В зависимости от отношенияс Чвыбирают величину отношения -Чать с запасом 202 так, чтобы уменьшение амплитуды автоколебаний при изменении скорости происходило до величин,близких нулевым (фиг.4). При этом Тсзначение -- рекомендуется выбиратьпрв интервале от 1 до 1,8 за счет изменения. Прн этом динамическаяссистема оказывается в области существования автоколебаний, а величина отЧношения - не превосходит 0,2, ЕслиЧло технологически увеличение глубины резанияневозможно, то динамическую систему вводят в область существования автоколебаний за счет измененияпараметров, например жесткости.При изменении скорости резания в момент времени 1 = 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 Кс 1 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 О,ЗсКс 1, величина К, определяющая амплитуду автоколебаний А, оптимальную по стойкости инструмента, находится в интервале 0,05 сКс 0,15. При Кс 0,05 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 1 = 1 происходит уменьшение амплитуды колеба-, ний (фиг.2). Частоту 1, выбирают такой, чтобы эта амплитуда за период Т достигала величины А, = К Ар, существенно меньшей А = К А соответственно К,сК. В течение нескольких периодов с момента времени до 1й, процесс происходит аналогично описанному. В моментпосле очередного изменения скорости резания за период Т, выбранный из условия достижения амплитуды автоколебаний АК А, происходит увеличение амплитуды до этого значения. Далее процесс повторяется.5 1465261 6П р и м е р. Обрабатывают сталь 45, литуду этих автоколебаний, ограничитвердостью НЕ 200 оправкой, жесткость вая ее по величине и исключив возН можность роста ее до недопустимого кото ой с = 6 5 -- собственнаяуровняТехнический эффект от исчастота О = 820 си безразмерный пользования способа состоит в том, коэффициент демпфирования й = 0,06, что он позволяет, используя полезныем свойства автоколебаний, получить разсо скоростью Чщ = 100 -- и подачей енную на элементы стру КУФ удобнуюмм 10 для уборки, смыва и транспортировки Я, = 0,1 . Главный угол ре ца вили повысить стойкость инструмента. плане Ю = 45, задний угол резцаорПри этом обеспечивается устойчивыйП и этом г аничная гл бина процесс обработки. 15 Формула изобретения Таким образом, способ позволяет за счет подбора режима периодических изменений скорости резания использо вать полезные свойства автоколебаний. При этом удается регулировать ампор 8р рУ резания= 2,3 мм, предельная амп 1литуда автоколебаний А = 0,25 мм.Систему вводят в зону автоколебаний за счет изменения глубины резаТс ния, назначая=3,0 мм ( -- =1,3),"пр7 Выбирают величину отношения - = 0,15Ч (фиг4). Дробление стружки происходит при указанных условиях обработки при амплитуде А = О, 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 Т4 с; выбирают частоту изменений скорости 1 = 0,25 Гц. Способ управления скоростью резания при обработке с автоколебаниями,заключающийся в периодическом изме некии скорости резания относительноее среднего значения и ограниченияамплитуды возбуждающихся при резании автоколебаний, о т л,и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью улучшения условий резания, устанавливаютпределы отклонения скорости резания.вьппе и ниже ее среднего значения ипериодичность изменения скорости так,чтобы амплитуда колебаний с той же З 0 периодичностью достигала величиныК А где А - предельная величинапр у Прамплитуды автоколебаний, при которойвозникает недопустимый жесткий контакт задней грани резца с обрабатываемой поверхностью; К 1 - коэффициент,определяемый условиями резания.1465261 е орректор Л.Патай едактор сное оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина,10 Составитель В.ШмакоТехред М.яндык Заказ 870/18 Тираж 892 ВВИИПИ Государственного комитета по изобрете 113035, Москва, 3-35, Рауаски открытиям при ГКНТ СССРаб., д. 4/5