Файл: Лазарев, Г. С. Устойчивость процесса резания металлов.pdf

М И Н И С Т Е Р С Т ВО В Ы С Ш Е Г О И СРЕДНЕГО С П Е Ц И А Л Ь Н О Г О О Б Р А З О В А Н И Я Р С Ф С Р

В О Р О Н Е Ж С К И Й ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

Г. С. ЛАЗАРЕВ

УСТОЙЧИВОСТЬ

ПРОЦЕССА

РЕЗАНИЯ

МЕТАЛЛОВ

АЛОСКВА « В Ы С Ш А Я Ш К О Л А » 1973 г.

3

ПРЕДИСЛОВИЕ

Перед технологом, создающим технологический процесс меха­ нической обработки современных металлов, стоит задача — на основе физических и механических свойств этих материалов, раз­ меров заготовки выбрать станок, разработать схему настройки, конструкции инструментов и режимы резания, обеспечивающие

инструмент — деталь (СПИД) с получаемыми результатами об­ работки: производительностью и точностью обработки, качест­ вом поверхности, стойкостью инструмента. В выяснении этой вза­ имосвязи большое место занимает успешное решение задачи обеспечения устойчивого процесса резания, т. е. устранение виб­ раций.

Основными характерными особенностями современных мето­ дов обработки резанием являются:

1) непрерывно возрастающая интенсификация выполнения про­ цессов резания вследствие увеличения нагрузки иа режущую кром­ ку (скоростное, силовое резание, рациональная конструкция и гео­

программного управления и саморегулирующихся систем с элект­ ро-, гндро- и пневмоприводами;

3) обработка новых или усовершенствованных машинострои­ тельных материалов с высокими прочностными, жаростойкими, кор­ розионными свойствами.

Дальнейшее развитие указанных высокопроизводительных ме­ тодов механической обработки находится в прямой зависимости от создания методов обеспечения устойчивого процесса резания. Вибрации вызывают ухудшение качества обработанной поверхно­ сти, повышенный износ и выкрашивание инструмента, понижают точность и долговечность станка и приспособления и приводят к снижению производительности процесса резания.

Возникновение вибраций при обработке резанием характери­ зуется возмущающими силами и свойствами упругой системы; соотношение между этими параметрами определяет как возмож­ ность возникновения вибраций, так и их интенсивность, т. е. ампли­ туду и частоту.

5

Возмущающие силы в зависимости от физического существа

го вынужденные колебания и автоколебания («самовозбуждаю­ щиеся» колебания). Помимо этого, при отдельных видах механи­ ческой обработки существенное значение иногда приобретают дру­ гие виды колебаний, обусловленные изменением одного из пара­ метров системы СПИД, например, жесткости по времени (пара­ метрическое возбуждение колебаний), а также собственные зату­ хающие колебания, возникающие при мгновенном приложении и снятии силы, что происходит при врезании или выходе режущей

а также причин возникновения автоколебаний и средств их устра­

Разработке теории автоколебаний при резании посвящен ряд капитальных исследований — Н. А. Дроздова, A. PL Каширииа, А. П. Соколовского, Д. Н. Решетова. В настоящей работе предла­ гается оригинальный метод анализа устойчивости процесса реза­ ния на основе рассмотрения поля динамических сил в области вер­ шины резца и использования структурного критерия устойчиво­ сти. Автор использует физическую модель возникновения автоко­ лебаний, обусловленную координатной связью упругой системы СПИД, имеющей минимум две степени свободы с процессом ре­ зания. Эта теория была разработана исследованиями В. А. Кудпнова (ЭНИМС) и И. Тлустого (ЧССР). В книге разработана ин­ женерная методика расчета виброустойчнвости; она подтверж­ дается экспериментально и иллюстрируется конкретными число­ выми примерами анализа типовых операций механической обра­ ботки.

Настоящая книга излагает результаты исследования автора, выполненные им после опубликования первой книги [43]. Автором

основанный на анализе полярных диаграмм податливости. Полу­ ченные уравнения радиальной и ортогональной податливости си­ стемы резец — суппорт и деталь — опоры станка значительно уточ­ няют существующее представление об «эллипсе» жесткости и мгно­ венном полюсе поворота.

Структурная теория устойчивости процесса резания позволяет рассчитать и объяснить влияние различных параметров режима резания, геометрии заточки инструмента и жесткости упругой си­ стемы станка на устойчивость процесса резания и довести теорию до стадии технологического расчета. В частности установлено, что по длине обрабатываемой детали возможно существование крити-

6