Жорсткість і вібрації системи СНІД

Основи теорії різання металів

Жорсткість і вібрації системи СНІД

Виникаючі при різанні навантаження сприймаються інструментом і пристосуванням, в якому інструмент закріплений, а також деталлю і пристосуванням, в якому вона встановлена ​​і закріплена. Виникаючі навантаження передаються пристосуваннями на складальні одиниці (вузли) і механізми верстата, завдяки чому утворюється замкнута технологічна система верстат-пристосування - інструмент - деталь (СНІД).

В процесі обробки деталі сила різання не залишається постійною в результаті дії наступних факторів: змінюється перетин проникнення ріжучого інструменту, змінюються механічні властивості матеріалу деталі; зношується і затупляется ріжучий інструмент; утворюється наріст на передній поверхні різця і ін. Зміна сили різання обумовлює відповідну зміну деформацій системи СНІД, навантаження на механізми верстата і умов роботи електроприводу, що призводить до коливань заготовки та інструменту. Характер зміни цих коливань в часі називають вібраціями. Вібрації роблять значний вплив на умови обробки деталі і залежать від жорсткості системи СНІД, т. Е. Від здатності системи перешкоджати переміщенню її елементів під дією змінюються навантажень. Жорсткість системи СНІД є одним з основних критеріїв працездатності і точності верстата під навантаженням.

Коливання при різанні поділяють на вимушені, причина виникнення яких - періодично діючі обурюють сили, і автоколивання, що не залежать від впливу збурюючих сил. Джерелами сил, що обурюють є неврівноважені частини верстата (шківи, ​​зубчасті колеса, вали), виконані з дефектом передавальні ланки, неврівноваженість оброблюваної деталі, нерівномірний припуск на обробку та інші фактори.

Основними джерелами виникнення автоколивань є наступні: зміна сил різання внаслідок неоднорідності механічних властивостей оброблюваного матеріалу; поява змінної сили різання в процесі видалення наросту з ріжучої частини інструменту; зміна сил тертя на поверхнях інструменту внаслідок зміни швидкості різання в процесі роботи та ін. На інтенсивність автоколебаний впливають фізико-механічні властивості оброблюваного матеріалу, параметри режиму різання, геометричні параметри інструменту, жорсткість окремих елементів і всієї системи СНІД, зазори в окремих ланках системи СНІД .

Зі збільшенням швидкості різання вібрації спочатку зростають, а потім зменшуються. При збільшенні глибини різання вібрації зростають, а зі збільшенням подачі - зменшуються. При збільшенні головного кута φ в плані (різця) вібрації зменшуються, а при збільшенні радіуса г заокруглення різальної крайки різця - зростають. Знос різця по задній поверхні сприяє зростанню вібрацій. Чим більше виліт різця з резцедержателя і чим менше розміри державки різця в поперечному перерізі, тим менше жорсткість системи СНІД, що призводить до збільшення вібрацій верстата, причому з підвищенням швидкості, різання інтенсивність впливу цих факторів на збільшення вібрацій зростає.

Знаючи причини виникнення вібрацій, можна знайти способи їх зменшення. Раціональними є такі способи, за допомогою яких можна значно зменшити вібрації верстата, не знижуючи його продуктивності.