Файл: Котелевский В.Ю. Автоколебания в системах трения металлорежущих станков.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 03.08.2024
Просмотров: 54
Скачиваний: 0
|
|
- |
90 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
больше внимания, чем, при трении |
скольжения. |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
В литературе |
существует |
два |
|||||
|
|
|
объяснения |
природы вибраций |
при |
||||||
|
|
|
шлифовании |
(хонингование |
можно |
||||||
|
|
|
рассматривать |
как |
разновидность |
||||||
|
|
|
шлифования^. С одной'стороны, |
||||||||
|
|
|
источник самовозбуждения |
связы |
|||||||
Т |
|
|
вают с той |
же |
моделью, |
которая |
|||||
|
|
действует при трении и резании |
|||||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
на основе метода Ван-дер-Поля |
||||||||
|
|
|
[32,4 l j . |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
С Другой |
стороны, |
источником |
|||||
Рнс. G2. Двумерная мололь |
вибраций считают |
взаимодействие |
|||||||||
неровностей |
поверхностей |
обраоот- |
|||||||||
автоколебаний при хонннгонапии |
|||||||||||
ки и инструмента на основе |
копи |
||||||||||
|
|
|
|||||||||
рования. В последнем случае систему трудно называть |
автоколе |
||||||||||
бательной, |
поскольку |
частота |
колебаний |
СО связывается |
с час |
||||||
тотой периодических |
неровностей |
СОи |
на |
детали или |
круге, |
||||||
то есть с |
внешним периодическим |
фактором |
[зЬ, |
39,59] |
. При ка |
||||||
сании аоразивного инструмента в виде круга с изделием по линии,
вероятно, |
оба объяснения правомерны |
и оба |
источника, |
возможно, |
||||
последователоно действуют при обработке. |
|
|
||||||
|
Наі.ш выбран случай хонингования с использованием плоских |
|||||||
брусков, |
контактирующих |
с изделием по площади инструмента. |
||||||
В этих условиях |
второй |
источник |
возбуждения колебаний |
значитель |
||||
но ослабляется. |
В данном случае |
лишь неровности изделия с шагом |
||||||
*у |
, большим ширины S |
7 могут |
при |
данной скорости |
V оказы |
|||
вать |
возбуждающее действие ( р и с . 6 2 ) . |
При |
этом можно выбрать |
|||||
условия, |
когда |
частота |
подобных |
колебаний |
лежит значительно |
|||
ниже собственных значений системы инструмент-изделие в направ лении \ / и Ѳ , к которым близка частота автоколебаний. Таким образом, удается отделить оба источника, поскольку нас интере сует воздействие на первый источник возбуждения автоколебаний. В качестве метода измерения и сравнения автоколебаний в
опытах по наружному хонинговашао был использован метод оценки
волнистости обработанной поверхности путем спектрального |
ана |
||||||
лиза |
[5і] |
. На специачьноы стенде |
(рис.63), состоящем |
из |
дат |
||
чика |
1, ощупываюсего |
поверхность |
вращающейся |
детали |
3 |
от при |
|
вода |
2 |
с заданной |
скоростью,/ электрической |
измерительной |
|||
|
|
|
|
- 91 - |
|
|
цепи. В эту цѳпь |
входят, |
пошмо датчика 1, предварительный уси |
||||
литель |
4, |
анализатор 5, |
выполняющий |
функции |
основного усилителя, |
|
(4 и 5 |
- |
приборы |
фирмы Ергаль и Кьер, |
Дания), |
анализатор гармо |
|
ник |
О (типа СЧ-7) и самописец?. Привод 2 содержит весьма |
точ - |
ішо |
опоры для шпинделя, на который насаживается оправка с |
изме |
ряемой деталью.
Г і г і
Пне. 03. Схемл измерения волнистости поверхностен конец
Индукционный датчик - виброщуп оснащен агатовым сферическим н а - конечником. Чувствительность датчика составляла 190. мв/см/сек. На бумажной ленте самописец 7 фиксирует по оси абсцисс частоты составляющих гармоник в гц, а по оси ординат - амплитуды гармоник в мк. Зависимость между частотойу^ - и соответствую— ІІ(ИМ помором гармоники имеет вид:
|
|
.7 |
60 |
fr |
г-/5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
fl |
число |
оборотов, |
при |
котором |
обрабатываюсь |
на станке |
|
|
|
деталь. |
|
|
|
|
|
|
8 наших |
опытах /2 |
имело два |
значения: |
/г^=750 об/.мин |
и |
П-г = |
||
1500 |
об/мин.Тогда |
УС =12,5 и |
?4f=25, |
определяющие значения |
||||
в гц первой основной гармоники. |
3 основу данного метода |
спек |
||||||
трального анализа положено разложение функции волнистости про
филя детали на участке одного |
периода <?,%"рациан в |
гармони |
|||
ческий ряд Фурье. В полярной системе координат эта функция |
з а |
||||
висит от радиуса вектора точки |
поверхности ß и |
угла |
х |
е ѳ |
|
расположения: |
|
|
|
|
|
<$(ß,K)= |
Л + Г |
J r COÔ ff 'X. + ОСд~) |
, |
|
(141) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- 92 |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где |
|
ff" |
|
= - г т г - |
- |
номер гармоники; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
A&f |
|
- |
угловой |
шаг данной |
гармоники? |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
•Жу- |
- |
амплитуда У -сЯ гармоники; |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
Л0 |
|
- |
среднее |
вначениѳ функции |
|
• |
|
|
|
|
|
||||||||
Если |
функция |
С141) |
описывает |
периодическую |
|
закономерность |
|
|||||||||||||||||
периода |
Zffi, |
то ряд должен |
сходиться |
и отличия между |
разными |
|||||||||||||||||||
профилями должны сводиться к различному числу членов ряда в |
|
|||||||||||||||||||||||
каждом |
случае» |
Если |
на спектрограмме появятся |
гармоники, |
часто |
|||||||||||||||||||
ты и |
амплитуды |
которых |
à'Jtj |
и 3j |
не подчиняются |
закону |
(141), |
|||||||||||||||||
то можно сделать вывод о появлении еще какой-то основной |
часто |
|||||||||||||||||||||||
ты, источник которой оставил след на поверхности в виде волны с |
||||||||||||||||||||||||
шагом |
jtj |
и |
амплитудой |
Jlj |
. При этом если |
только |
амплитуда |
|||||||||||||||||
Jj |
|
выпадает |
из ряда |
амплитуд |
^ у - п о (141), |
то данный |
источник |
|||||||||||||||||
действует |
периодически, |
если же выпадают и |
амплитуда |
и угол фа |
||||||||||||||||||||
зы |
оС^-из |
(141), |
то источник имеет неустановившийся характер, |
|||||||||||||||||||||
то |
есть |
он действует в переходном режиме. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
Основываясь на этом принципе, можно анализировать |
спектро |
|||||||||||||||||||||
граммы с целью определения качественной и количественной |
роли |
|||||||||||||||||||||||
источников колебаний при обработке данной поверхности |
по первой |
|||||||||||||||||||||||
и второй схемам (рис.66)• Предварительно были найдены вначения |
||||||||||||||||||||||||
собственных |
частот |
системы инструмент-деталь |
в |
изгибном |
(радиаль |
|||||||||||||||||||
ном) |
|
направлении: fUi |
=(320*340) |
гц для одной |
голошеи |
и |
|
|||||||||||||||||
|
/ и |
г |
=(450-500) |
г ц |
|
для двух |
головок; и на кручѳнио |
/ % f |
= |
|||||||||||||||
/кг |
ffi |
fx |
- |
(150-170) |
гц при /Z/ = 750 об /мин |
|
и |
fK |
|
«=( 170*200) гц |
||||||||||||||
для |
|
|
Л,£ СІ500 |
гц . Однако следует |
отметить, |
что в процессе |
обра |
|||||||||||||||||
ботки |
собственная частота не постоянна |
ввиду |
следующих причин: |
|||||||||||||||||||||
|
|
1.- продольного |
выхода брусков из контакта с изделием; |
* |
||||||||||||||||||||
|
|
2 . переменной |
жесткости |
в |
системе |
от действия |
низших |
гармо |
||||||||||||||||
н и к ^ |
6-й) |
в |
качестве |
следов |
|
предшествующей |
обработай; |
|
|
|||||||||||||||
|
|
3. |
затупления |
брусков по мере |
хонингования |
к . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
На рис.64 приведен |
пример спектрограммы (рис-64а |
и t4ö) |
наружных |
|||||||||||||||||||||
поверхностей |
колец подшипников |
из |
стали 45 |
( |
с/ =50мм; |
ак = \Ьта)ш. |
||||||||||||||||||
х |
После |
каждого |
изделия проводилась |
правка |
брусков. |
|
|
|
||||||||||||||||
''^Опыты проводились в лаборатории прецизионной эубообработки СПИ, замеры волнистости - в виброакустической лаборатории СПИ при участии инженеров И.И.Гуревича и В.Ольшевского и к.т.н.Г.К.Лиг
СКОГОо
Pue. 64. Спектрограммы поверхностей хонпнгования колец:
а) |
двусторонний метод, |
|
|
|
|
б) |
односторонний |
метод, |
|
|
|
режимы обработки |
в таблице |
2, эксп. №1: бруски |
Э81ЭСМК-Б, |
||
продольная подача |
S/г |
*4,5 |
м/мин,, ход стола |
*=40 мм. |
|
|
|
- ' |
' "— |
••• |
|
|
|
û,58 |
|
|
0,180- |
|
|
|
0,38 |
|
|
0,ffß. |
|
|
|
0,28 |
|
|
0,08b, |
|
|
|
1 |
\ |
Л |
о,сзг, |
|
|
|
J,/8 ! |
|
|
|||
aJ |
/ |
V |
/ \ |
0,036- |
|
|
0,08 |
2 |
S - |
6 6 7 8 3 fÔ~'-// |
/if iS № 2t 273/ 36 |
SÛ âO 7Û |
|
|
|
|
0,S8 |
a, m |
|
|
|
|
oje- |
0J*f8\ |
|
|
|
|
0t3S\ |
0,H6 |
|
|
|
|
0,28 |
0,08tj-\ |
|
|
|
à} |
о, m |
0,052. |
|
tat |
|
0.08 |
Л Л0.02 |
0 |
3f |
||
|
3 |
s |
7 8 9 ff 42J3 !5 lô /92/23 |
||
|
T |
|
Jl |
|
|
Спектрограммы поверхностей хоннаг^г-інных колеи:
a)двусторонний метод,
б; сЛг-'-стесончнй метод,
ро.-^іг ,ы ооработгЗ'. ь табл. 2 (эксп.-ЧзЗ).
.ï- пп "кспе- римс-ii- ?0Б
1
2
о
4
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
арактерлстики |
|
Режимы обработки |
|
|
|
Амплитуды волн |
оснозных |
гаруоник |
|
|||||
Чнслс~^--~-^ |
/Ъ |
|
съем |
|
|
|
дс 6 |
|
|
после ö гармоники |
PC. |
Общее |
||
ГС ЛО |
об/:.сін |
А ср |
Sa |
C0Z |
с |
гармо |
ï |
|
|
|
|
|||
2 |
3 |
|
|
|
||||||||||
БОК |
|
|
мкм |
мкм |
|
о S |
ники |
|
|
|
|
|||
|
|
|
ГОЛ |
|
|
r< Е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О О |
|
|
|
|
|
Jcp |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S Е-> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
D- О |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р. |
|
|
|
|
|
|
Jcp2 |
|
|
|
|
|
|
|
С8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
га |
|
|
|
- |
|
|
|
|
2 |
|
|
125 |
330 |
водная |
V7 |
0,68 |
|
0,07 |
0,02 |
0,045 |
|
|
|
|
750 |
|
170 |
330 |
водная |
Ѵ7 |
37,5 |
|
100 |
|
462 |
|
3,1 |
|
1 |
|
0,62 |
|
|
0,15с |
|
0,138 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
ЮС |
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
2 |
750 |
|
95 |
330 |
водная |
Ѵ7 |
0,60 |
|
0,045 |
- |
- |
0,045 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
37,5 |
|
|
|
- |
|
1,5 |
|
1 |
750 |
|
65 |
330 |
велосит |
Ѵ7 |
С,67 |
|
0,040 |
0,064, |
|
|
||
|
|
0,052 |
|
|
||||||||||
|
25 |
|
100 |
125 |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,25 |
||||
2 |
1500 |
|
32,5 |
260 |
велосит |
ѵ в |
Ç.3E |
|
0,04 |
je-»036 |
|
|
||
|
|
0,033 |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
175 |
|
55С . |
|
2,1 |
|
1 |
1500 |
|
40 |
260 |
велосит |
Ѵ8 |
0,9 |
|
0,068 |
0 , Ц 6 |
0,056 |
0,081 |
|
|
|
25 |
|
175 |
200 |
400 |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2 |
1500 |
|
75 |
260 |
велосит |
Ѵй |
0.58 |
|
- |
- |
U ,0045 |
0,0045 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
1 0,016 0.035 |
32о |
|
|
j |
|
1 |
І500 |
|
30 |
260 |
велосит |
Ѵ8 |
1,00 |
|
С. 04 |
0,030 |
|
|||
|
50 |
! 225 |
400 |
450 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Зремя обработки |
t- |
=50 |
сек* |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
