СтудБаза - Блог - Ідея вібраційного різання

Главная > Блог

Ідея вібраційного різання

Низькі температури роблять позитивний вплив [10] тільки при обробці матеріалів, що мають ОЦК решітку, а у разі матеріалів з ГЦК решіткою вони неефективні. Це добре пояснюється низькотемпературним окрихчуванням і дозволяє передбачити, що стружка може утворюватися в результаті серії динамічних дій, причому відповідні явища нагадують механізм руйнування при одиночному ударі на копрі. Важлива роль динамічної дії ріжучих кромок в механізмі різання підтверджується вивченням форми стружки, шорсткості обробленої поверхні, її властивостями, особливостями зміни опору різанню, швидкісною кінозйомкою. Таким чином, можна вважати, що утворення стружки не визначається статичною дією ріжучої кромки на оброблювану деталь, а пов'язано з ударними динамічними діями. В такому разі за модель різання потрібно приймати коливальну систему верстат - пристосування - ріжучий інструмент - оброблювана деталь, яка дозволяла б динамічно (тобто у функції часу) проаналізувати механізм утворення стружки. Такою моделлю може бути модель, показана на рис. 1.11; нею і необхідно користуватися при розгляді і аналізі механізму різання.

Зрозуміло, що в такій коливальній системі можна шляхом накладення відповідних частот широкого спектру створити умови, при яких слабо коливна ріжуча кромка буде залишатися як би нерухомою. В такому разі вдасться реалізувати ідеальну модель різання. Отже, з'явиться спосіб прецизійної обробки, що дозволяє отримати ідеальну поверхню з практично нульовою шорсткістю і без відхилень від площинності. При такому способі можна буде одержувати зливну стружку, яка має вузький і постійний інтервал зсуву.

Така ідея може бути обґрунтована розглядом динамічних характеристик коливальної системи СПІД. Цілком природно, що коефіцієнт жорсткості k системи в такому разі повинен бути високим. Крім цього, необхідно проаналізувати з нових позицій не тільки абсолютні значення P_ср та р, характеризуючи супротив різанню, але і такий важливий параметр, як кругова частота коливань , на який раніше не звертали достатньої уваги.

Рисунок 1.11 – Модель різання з коливальною системою різець 1 – оброблювана деталь 2

Для динамічних характеристик коливальної системи [11] можна в загальному плані виділити стаціонарну і нестійку область, тобто область перехідного процесу. Якщо різними способами проаналізувати ці області відносно їхніх динамічних характеристик, можна прийти до висновку, що стаціонарній області відповідає вже використовуване високошвидкісне різання. При такому різанні оброблювана деталь обертається з великою частотою, а різець притиснутий до деталі, що дозволяє стабілізувати рух ріжучої кромки, забезпечити закон зміни сили різання P_ср + p x sin ωt, таким чином, створити задовільні динамічні умови для різання. Проте потрібно підкреслити, що при такому способі на практиці важко створити силу різання, яка точно відповідала б закону зміни p x sin ωt. Необхідно також відзначити, що швидкісне різання є лише одним з численних способів різання. На багатьох верстатах і інструментах його не може бути реалізовано.

Вище наголошувалося, що за допомогою окремо встановленого коливального приводу (вібратора) можна безпосередньо примусити коливатися робочі кромки ріжучого інструменту. За рахунок енергії приводу можна забезпечити слабкі коливання за законом . В такому разі вдасться розробити раціональний спосіб різання, при якому виділення тепла буде незначним, а частота може бути досить великою. Мабуть, це дозволить здійснювати прецизійне різання.

Дослідження низькотемпературного різання показали [12], що між ударною в'язкістю, зміряною на зразках Шарпі, опором різанню і шорсткістю обробленої поверхні існує тісний взаємозв'язок. Ріжучі кромки інструменту звичайно здійснюють нерегулярні коливання досить складної форми, яким відповідають ударні навантаження, діючі у напрямі різання. Ймовірно, була б ідеальною організація такого різання, при якому ударні навантаження, створювані різцем, мали б регулярний характер. В такому разі замість безперервної синусоїди потрібно б використовувати силу різання регулярного імпульсного характеру.

На підставі відповідного аналізу встановлено, що можна отримати регулярні імпульсні сили різання, що розвиваються безперервно. Для цієї цілі можна використовувати встановлений окремо коливальний привід, що забезпечує синусоїдальні вимушені коливання інструменту у напрямі різання з частотою f і амплітудою а, для яких при швидкості різання v повинна виконуватися умова:

v=2παf

Імпульсні сили різання в коливальній системі СПІД можуть діяти і в області перехідних процесів. Чим більше ширина імпульсів, тим ефективніше будуть використані ці процеси. Спосіб різання, при якому враховані динамічні характеристики в області перехідного процесу коливальної системи СПІД, і ці характеристики спеціально використані для організації імпульсних сил різання, названі різанням з вібраціями, або вібраційним різанням.

Поява таких термінів зв'язана з використанням пристроїв [13], що забезпечують коливання інструменту, і тією обставиною, що інструмент здійснює коливальні рухи. Більш відповідним терміном було б імпульсне різання (різання імпульсами), або вібраційне імпульсне різання, оскільки різання здійснюється силою, має імпульсний характер. При цьому весь період коливань різця не використовується, і створюються такі умови, при яких дія сили дуже короткочасна і з кожним циклом коливань положення точки взаємодії ріжучої кромки інструменту з оброблюваною деталлю не змінюються.

В даному випадку вдалося побудувати модель різання шляхом спрощення старого складного механізму різання. Така модель стимулювала виникнення ідеї вібраційного різання. Вона складає основу такого різання, яке може бути реалізоване на практиці при простому механізмі різання.

Комментарии

/Главная/	/Продать работу/	/Заказать работу/	/Блог/	/Контакты/	/Оплата/	/О нас/	/Как мы работаем/	/Регистрация/	/Вход в кабинет/