розділ 2.2.) зазначалось, що розташування ножів є можливим за 9-ма
кривими. Для апробації моделі миттєвих значень сили різання проводилось
виставлення ножів за логарифмічною та гіперболічною спіралями.
Рис. 3.7. Схема виставлення ножів фрези в осьовому напрямку
У випадку дванадцятиножової фрези, при створенні двоспіральної–шестиступеневої
схеми різання за вказаними спіралями, номінальні значення радіальних та кутових
положень ножів відповідно складатимуть (табл. 3.1).
Таблиця 3.1
Номінальні значення кутового та радіального положення ножів фрези при утворенні
схеми різання за логарифмічною та гіперболічною спіралями
Номінальне радіальне положення ножів торцевої фрези
1/7
2/8
3/9
4/10
5/11
6/12
Логарифмічна спіраль
Спіраль №1
142,217
141,717
141,217
140,717
140,217
139,717
Спіраль №2
142,217
141,717
141,217
140,717
140,217
139,717
Гіперболічна спіраль
Спіраль №1
141,124
140,624
140,124
139,624
139,124
138,624
Спіраль №2
141,124
140,624
140,124
139,624
139,124
138,624
Кутовий крок між ножами в кутових одиницях
1-2 /
7-8
2-3 /
8-9
3-4 /
9-10
4-5 /
10-11
5-6 /
11-12
6-7
Логарифмічна спіраль
Спіраль №1
30,267
60,424
90,479
120,425
150,275
180
Спіраль №2
30,267
60,424
90,479
120,425
150,275
180
Гіперболічна спіраль
Спіраль №1
30,541
60,862
90,966
120,856
150,533
180
Спіраль №2
30,541
60,862
90,966
120,856
150,533
180
Продовж. табл. 3.1.
Кутовий крок між ножами в лінійних одиницях
1-2 /
7-8
2-3 /
8-9
3-4 /
9-10
4-5 /
10-11
5-6 /
11-12
6-7
Логарифмічна спіраль
Спіраль №1
72,824
72,831
72,836
72,842
72,848
72,854
Спіраль №2
72,824
72,831
72,836
72,842
72,848
Гіперболічна спіраль
Спіраль №1
71,656
71,900
72,145
72,392
72,641
72,891
Спіраль №2
71,656
71,900
72,145
72,392
72,641
Дана методика виставлення ножів фрези дозволяє з наперед заданою точністю
проводити утворення різних схем різання.
3.3. Комплекс для визначення силових характеристик процесу чорнового торцевого
фрезерування
З метою проведення силових та стійкістних досліджень процесу одно- та
багатоножового чорнового торцевого фрезерування було спроектовано та
виготовлено апаратно-програмний комплекс. До складу створеного
апаратно–програмного комплексу входять (рис. 3.8.):
верстат вертикальний консольно-фрезерний – 6Р12;
експериментальна збірна чорнова дванадцятиножова торцева фреза Ш 280 мм з
наперед заданою спірально-ступінчастою схемою різання;
експериментальний трьохкомпонентний тензометричний динамометр з блоком
підсилення та фільтрування сигналу;
динамометр зразковий ДОСМ-3-02 конструкції Токарева;
заготовки 320Ч240Ч220 з сірого чавуну СЧ-20 (НВ 190-200);
аналого-цифровий перетворювач виробництва L-Card серії Е-440, USB-2 з кількістю
каналів одночасного збору інформації – 32, та частотою реєстрації сигналу на
кожному з каналів – 66,7 кГц;
програмне забезпечення – пакет отримання сигналів (ПОС) L-Card, пакет обробки
сигналів SGL View;
персональна електронно-обчислювальна машина (ПЕОМ).
Рис. 3.8. Апаратно–програмний комплекс для визначення та реєстрації значень
силових характеристик
Для вимірювання сил різання використовувався трьохкомпонентний суцільний
динамометр спеціальної конструкції [127]. Удосконалення конструкції динамометра
за рахунок введення спеціально спроектованої плати підсилення, стабілізації та
регулювання сигналу дозволило проводити реєстрацію значень складових сили
різання за допомогою аналого-цифрового перетворювача. Тарування динамометра в
кожному з напрямків вимірювання сили проводили шляхом його
навантаження/розвантаження до величини 2000 Н зразковим динамометром ДОСМ-3-02
(рис. 3.9.). Величина навантаження/розвантаження встановлювалась у
відповідності до попередньо проведених експериментальних і аналітичних
досліджень за результатами яких встановлено, що максимальна кількість ножів,
яка одночасно приймає участь в різанні не перевищує , при заданій ширині
заготовки і використовуваній торцевій фрезі, та враховуючи значення сили
різання на одному ножі її сумарне значення не перевищує 2000 Н.
Рис. 3.9. Схема тарування експериментального динамометра в напрямку складової
Ру
В результаті тарування було встановлено, що залежність зміни напруги на
тензометричному мосту від навантаження має лінійний характер (рис. 3.10. а-в).
Рис. 3.10. Залежність напруги від навантаження динамометра при таруванні в
напрямках: Х – а; Y – б; Z – в
Така лінійна залежність описується рівнянням типу , значення коефіцієнтів якого
і величина достовірності апроксимації поліномом першої степені представлені в
табл. 3.2.
Таблиця 3.2
Значення коефіцієнтів тарувального рівняння динамометра
Складова сили різання
Рx
Рy
Рz
Значення коефіцієнту a
1135,3
2492,8
2105,2
Достовірність апроксимації
0,9916
0,9736
0,9964
При використанні АЦП – L-Card серії Е-440 неперервна реєстрація даних з
динамометра можлива на частоті до 66,67 кГц на кожний канал.
3.4. Методика визначення дійсних динамічних значень узагальненої маси,
жорсткості та коефіцієнту демпфування оброблюючої системи
Серед існуючих методів визначення маси, жорсткості та коефіцієнту демпфування
реальних технологічних систем є розрахунковий для відносно простих систем;
ударного навантаження окремих вузлів системи з подальшим дослідженням
перехідного процесу; навантаження системи збуджуючою силою змінної частоти з
подальшим аналізом отриманих амплітудно-частотних характеристик [128]. При
проведенні досліджень за останнім методом використовують вібратори для
виявлення частот виникнення автоколивань [117]. Для процесів переривчастого