Шпоры_1 / имена / ВИБРАЦИИ ПРИ ОБРАБОТКЕ МЕТАЛЛОВ РЕЗАНИЕМ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ТОЧНОСТЬ

37. Вибрации при обработке металлов резанием и их влияние на точность и качество обработки. Меры борьбы с вибрациями при обработке резанием.

Вибрации при обработке резанием

Вибрациями называются интенсивные периодичные колебания, возникающие при обработке металлов резанием.

Основные причины вибраций.

1. Изменение сил резания в процессе обработки;

2. Внешние толчки и сотрясения;

3. Неуравновешенность вращающихся частей технологической системы.

При вибрациях происходят значительные перемещения РИ по нормали к обрабатываемой поверхности. В результате формируется существенная погрешность геометрической формы и волнистость обработанной поверхности, и шероховатость резко увеличивается. Вибрации значительно снижают стойкость инструмента, ведут к его поломке, а также вызывают усиленный износ станка.

При возникновении вибраций технолог вынужден ограничить режимы обработки, что ведет к снижению производительности.

Вибрации при обработке металлов резанием несут в себе элементы 3-х разновидностей колебаний:

– свободные (собственные);

– вынужденные;

– автоколебания.

Основными характеристиками свободных колебаний являются:

1. частота , Гц

2. круговая частота колебаний

3. – период колебаний

4. – амплитуда колебаний.

и определяются свойствами системы.

Если система состоит из нескольких элементов, то каждый их этих элементов характеризуется своей собственной частотой колебаний.

Вынужденные колебания являются результатом периодически действующей внешней силы. Их частота определяется частотой внешней силы, а амплитуда колебаний связана с возникновением явления резонанса.

Как правило, наименьшая круговая частота у заготовок, а наибольшая – у инструмента .

Для исключения явления резонанса рекомендуется, чтобы работа выполнялась за пределами указанной зоны .

В ТМ выделяют 2 группы вынужденных колебаний:

1. группа связана с изменением припуска;

2. группа связана с переменными силами, возникающими в технологической системе вне зоны резания. Это могут быть дефекты станка, а также зубчатых зацеплений и прочих передач. В этом случае возмущающая сила не зависит от особенностей процесса резания.

Автоколебания (за счет внутренней энергии системы) – колебания фиксированной частоты (близка к одной из собственных частот ) и фиксированной амплитуды .

Причиной, в основном, являются невысокая жесткость системы и колебания силы резания.

Частота вибраций растет с увеличением ширины среза и жесткости системы, и уменьшается с увеличением массы и толщины среза .

Характеристика вибраций зависит также от геометрии инструмента и свойств обрабатываемого материала.

При резании различают низкочастотные и высокочастотные вибрации.

Низкочастотные 10…100 Гц. Обычно эти вибрации связаны с заготовкой и станком.

Внешним результатом проявления низкочастотных вибраций является низкочастотный шум при обработке и глубокие волны на обрабатываемой поверхности.

Высокочастотные 1500…4000 Гц. Они связаны с колебаниями инструмента при высоких скоростях резания. Внешняя форма их проявления – высокочастотный шум (свист), а на поверхности заготовки формируется мелкая рябь.

Факторы, уменьшающие амплитуду вибраций

1. Рост круговой частоты ;

2. Повышение жесткости системы;

3. Увеличение толщины среза (подачи);

4. Обработка металлов с высокими демпфирующими свойствами.

К росту амплитуды вибраций ведут:

1. Увеличение ширины среза (глубины резания);

2. Уменьшение главного угла в плане ();

3. Увеличение радиуса закругления при вершине инструмента;

4. чрезмерное увеличение как отрицательных, так и положительных передних углов.

Основные меры борьбы с вибрациями:

1. Увеличение жесткости технологической системы как через повышение конструктивной жесткости станка в целом, так и увеличение жесткости его отдельных узлов;

2. Правильный выбор схем резания;

3. Правильный выбор геометрии инструмента;

4. Правильный выбор технологических режимов;

5. Правильный выбор конструкции виброгасителей (дополнительная опора + рассеивание колебаний);

6. Правильный выбор СОЖ;

7. Правильный выбор ТО материала заготовки.