раздел 2).
Для определения экспериментальной зависимости предложено использовать процесс
тангенциального точения (ТТ), который позволяет реализовать в одном цикле
резание с толщиной среза, непрерывно изменяющейся в широких пределах. Он
осуществляется при двух движениях (рис. 3.2): быстром вращении заготовки,
определяющем скорость главного движения резания Dr, и медленной тангенциальной
подаче инструмента по траектории, касательной к обработанной поверхности. За
время перемещения инструмента в движении подачи DS с заготовки диаметром D=2R0
удаляется припуск D и формируется деталь с размером d=D - 2D.
В процессе резания траектория заданной точки РК представляет собой
циклоидальную кривую, и поэтому зависимость имеет вид треугольника (см. рис.
1.1) и теоретически определяется формулой [, ]
, (3.62)
где - текущий радиус заготовки в точке A; - радиус заготовки; - радиус
заготовки после обработки;
Рис. 3.26 - Диаграммы изменения кинематических параметров резания в течение
цикла «резание» попутного тангенциального точения
Рис. 3.27 - Кинематическая схема процесса попутного тангенциального точения с
прямолинейной подачей: 1 – заготовка; 2- инструмент
- путь, пройденный вершиной лезвия за цикл обработки; - угол, соответствующий
повороту мгновенной основной плоскости за время контакта инструмента с
заготовкой; - тангенциальная подача, мм/об. При w<0 Rt=R0.
Значения углов лезвия в процессе обработки также являются переменными (рис.
3.1, зависимости 2 и 3). В общем виде (при условии пренебрежения углом подъема
циклоидальной траектории движения инструмента относительно заготовки) текущие
значения углов равны:
, (3.63)
где a0 и g0 – статические углы резца; yt = y(w) – текущее значение угла
трансформации (рис. 3.2); верхний знак в формулах соответствует попутной
подаче, нижний – встречной.
Оборудование, измерительные приборы и методика обработки результатов измерений
Рис. 3.28 - Структурная схема измерительного комплекса
Кратковременность процесса ТТ и его нестационарность требуют от измерительной
аппаратуры малой инерционности и высокой точности измерений. В соответствии с
принятой в работе концепцией исследований важным является измерение проекций
силы взаимодействия лезвия с заготовкой (Pz и Py), мгновенной толщины среза,
термо-ЭДС естественной термопары, момента начала и конца контакта и
действительной частоты вращения шпинделя. С этой целью на базе ЭВМ 386DX40 был
разработан измерительный комплекс (рис. 3.3) оснащенный 16-ти канальной 12-ти
разрядной АЦП ЕТ1222 со временем преобразований 10 мкс и встроенным усилителем
с максимальным коэффициентом усиления 128, что позволяет осуществлять измерение
указанных показателей ТТ. В общем случае представленный измерительный комплекс
может быть реализован на базе любого станка и датчиков любого типа с
электрическими выходами максимальной амплитудой не более 10 В.
Регистрация показаний датчиков и предварительная обработка результатов
осуществлялась с помощью программы «ЭКСПЕРИМЕНТ-1», специально разработанной на
языке программирования Turbo Pascal версии 7.0 с применением программного
пакета Turbo Vision 2.0. В ней реализованы возможность регистрации данных в
режиме синхронизации от внутреннего таймера и датчика поворота шпинделя, их
просмотр и предварительная обработка (фильтрация цифровыми фильтрами,
спектральный анализ, наложение тарировочной характеристики, определение
максимальных и минимальных значений зарегистрированных параметров), сохранение
данных в файле в двоичном и текстовом формате и др.
Для исследования процесса ТТ нами был выбран станок 6Р13Ф3 с системой ЧПУ
2С42-65, позволяющий избежать ограничений в диаметре заготовки и пространстве,
для размещения датчиков. Более того, относительно низкая жесткость системы,
возникающая из-за консольного закрепления заготовки, позволяет усилить влияние
деформаций Т-системы на показатели ТТ. Вместе с тем, наличие шариковой
беззазорной передачи в приводе подач станка исключает влияние динамической
неравномерности привода.
Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 3.4. Обрабатываемая
заготовка (1) закрепляется на оправке (2) и базируется по кольцу (19). Эскизы
заготовки и базирующего кольца представлены на рис. 3.5. Толщина заготовки
(ширина среза) выбрана (2-2.5)±0,02 мм, поскольку большие значения приводят к
возникновению вибраций при любых режимах резания, а меньшие не позволяют
надежно закрепить заготовку на оправке. Толщина базирующего кольца 10±0,045 мм
подобрана таким образом, чтобы обеспечить расположение чувствительных элементов
индуктивного датчика мгновенной толщины среза (18) по середине толщины
обрабатываемой заготовки.
Рис. 3.29 - Схема экспериментальной установки:
1 - обрабатываемая заготовка; 2 - оправка; 3 - диск; 4 - угольная щетка; 5 –
лезвие, 6 - динамометр УДМ-1200;7 - акселерометр пьезоэлектрический; 8 –
преобразователь; 9 - датчик оборотов;
10 - блок питания; 11 - аналогово-цифровой преобразователь; 12 - ЭВМ; 13 -
усилитель 8АНЧ-21; 14 - стол станка; 15 - кнопка "СТОП"; 16 - кнопка
"СТАРТ";17 - станина станка; 18 - датчик мгновенной толщины среза; 19 -
базирующее кольцо.
а) б)
Рис. 3.30 - Эскизы заготовки (а) и базирующего кольца (б)
Резец с закрепленным в нем режущим лезвием (5) в виде твердосплавной
неперетачиваемой пластины, перемещается в направлении одной из осей координат
станка тангенциально к обработанной поверхности. Величина снимаемого припуска D
задается перемещением вдоль другой оси координат. Резец со сменной
неперетачиваемой пластиной SNLM100408F устанавливается в динамометр УДМ-1200
(6) (максимальная от
- Київ+380960830922