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

бтша кольцевых канавок 5,0 мм. Длина буртов 50 мм (рис. 48). Такое разделение вала позволило независимо определять предель­ ную глубину для каждого участка. Опыты начинались с наименее жестких участков (.№ 5 и 6). При глубине резания t = 0,5 мм виб­ рации не появлялись. После первого прохода производился допол­ нительный проход (V =100 м/мин, / = 0,1 мм) для снятия следа. При следующем проходе / = 0,75 мм процесс резания сопровож­ дался вибрациями (высота вибрационной волны, замеренная инди­ катором, составляла 20—30 мкм). Аналогичные опыты были прове­ дены для каждого участка. Результаты опытов представлены па графике (рис. 48).

На участке вала 280—420 лиг расчетная предельная глубина резания оказалась ниже фактической, полученной опытным путем. Однако па этих участках при втором проходе с / = 0,5 мм вибра­ ции возникают, еслп предварительно не будет снят след предыду­

§ 4. У С Т О Й Ч И В О С Т Ь П Р О Ц Е С С А Р Е З А Н И Я В З А В И С И М О С Т И О Т С П О С О Б А У С Т А Н О В К И Р Е З Ц А Н А С Т А Н К Е

Известно, что режим низкочастотных автоколебаний может быть стабилизирован, если изменить направление вращения дета­ ли на обратное. При этом резец поворачивают на 180° но отноше­ нию к обычному положению. Механизм повышенной виброустой­ чивости станка в этом случае описан в книге [3], где отмечается: «...вибрации существенно сокращаются при обработке деталей на токарных и многорезцовых станках резцами, перевернутыми на 180° по сравнению с обычным положением. Благодаря действию •силы резания в этих случаях, в противоположном обычному на­ правлении, обеспечивается большая определенность базирования детален суппорта (выбираются зазоры в стыках благодаря соеди­ нению с помощью «ласточкина хвоста») и шпинделя в его опорах, я также повышается виброустойчнвость путем создания условий максимального демпфирования в стыках».

Структурный анализ динамических силовых полей позволяет выяснить механизм этого эффекта. Для этой цели достаточно срав­ нить между собой динамические силовые поля для двух положений резца — обычного и перевернутого.

1. Рассмотрим условия обработки на токарном станке, при которых возникают низкочастотные вибрации. Опытами установ­

никают интенсивные автоколебания. При этом параметры жестко­ сти упругой системы деталь — опоры станка определены: С, =

139

ной ориентации оси минимальной жесткости Д р = 116 ч- 180°. Фак­ тическое направление оси минимальной жесткости (р = 150°) ле­ жит в указанном секторе и, следовательно, имеется вероятность по­ явления низкочастотных вибраций. Для расчета устойчивости на­

структурно неустойчив. Поле динамических сил, построенное по

весия, образуя силовой вихрь. Такая неустойчивая структура при­ водит к нарастающим вибрациям, относящимся к классу автоко­ лебаний.

2. Рассмотрим теперь случай изменения направления вращения

ние резца изменяет лишь ориентацию осей жесткости по отноше­ нию к координатной системе О Л ' , Л ' 2 > связанной с направлением со­ ставляющих сил резания. Все полученные ранее зависимости вы­ ведены при условии, что ось О Л', направлена по составляющей си­ ле резания Ру и ось Ох2 по составляющей Р7. В рассматриваемом случае ось минимальной жесткости не изменила своего положения по отношению к системе станка, но ориентация ее по отношению к

любых отклонениях системы от положения равновесия динамиче­ ские силы, направленные к положению равновесия, восстановят нарушенный процесс резания. Очевидно, переход от вибра­ ционного процесса резания к устойчивому режиму целиком связан с изменением структуры поля динамических сил.

J 40

структурно неустойчивый и сопро­ вождается вибрациями;

б — резец установлен поверну­ тым па 160° по отношению к обычному положению. Ориента­

вихрь. Процесс резания структур­ но неустойчивый

14Г