Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

Тольяттинский Государственный университет

Кафедра: «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Основы оптимизации»

на тему «Динамический расчет технологических систем»

Выполнил: Кунцевич А.Ю.

Группа: ТМз - 632

Проверил: Бобровский А.В.

Тольятти 2010

Модель станка вертикально-фрезерного 675П

1- Приспособление; 2 - Стол станка; 3 - Салазки;

4 - Консоль; 5 - Станина; 6 - Шпиндель.

Динамическая модель:

m1 - масса приспособления;

m2 - масса салазок;

m3 - масса стола;

m4 - масса станины;

Массы и жёсткости элементов станка представлены в таблице:

Расчет собственных колебаний элементов станка.

Собственные частоты элементов находятся из решения динамической матрицы: [А]= [М] -1 [С],

[М] - матрица масс элементов рассматриваемой системы

станок фреза вертикальный шпиндель

[М] =

[С] - матрица жесткостей элементов рассматриваемой системы.

Составим матрицы масс и жесткостей элементов технологической системы и решим уравнение с помощью компьютерной программы MathCAD. Результаты расчетов представлены далее.

[М]-1 =

det (A - E) = 0; E =

k1=8,5107

k2=2,6107

k3=3,68107

k4=4,9107

[А]= [М] -1 [С]=

Найдены собственные частоты элементов станка:

1 = 137,5 1/c, 2 = 411,1 1/c, 3 = 810,6 1/c, 4 = 870,1 1/c.

Расчет является не полным, так как не произведены расчеты скоростей изменения собственных частот и векторов. Однако в данной работе не ставилась цель всестороннего анализа технологической системы. Полученные результаты можно применить, например, при определении резонансных частот и амплитуд. Для этого необходимо получить значения налагаемых параметров: частоты вращения шпинделя (для инструмента, имеющего зубья - частота входа-выхода зуба в материал) и силы резания.

Расчет проведем на примере торцевого фрезерования алюминиевой заготовки торцевой фрезой из быстрорежущей стали с числом зубьев 16.

Рассчитаем рекомендуемую скорость резания.

где Сv , q, m, x, y, u, p, Kv, - поправочные коэффициенты.

Обрабатываемый материал - алюминиевый сплав АЛ8 (ГОСТ 2685-63).

Инструмент - торцевая фреза со вставными ножами из быстрорежущей стали (по ГОСТ 1092-80)

Сv = 155; q = 0,25; х = 0,1; у = 0,4; u = 0,15; р = 0,1; m = 0,2.

D - диаметр фрезы; D = 160 мм.

В - ширина фрезы; В = 45 мм.

z - количество зубьев фрезы; z = 16.

Sz - подача на зуб; Sz = 0,3 мм.

t - глубина резания; t =2,5 мм.

Kv = 1.

Начальные параметры резания студент выбирает исходя из своего варианта задачи.

Рассчитаем частоту вращения фрезы.

Примем некоторые допущения. Рассчитанную частоту вращения нужно корректировать с учетом ряда частот вращения шпинделя для данного станка. Если же на станке бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, то корректировка не нужна.

Рассчитаем силу резания.

Ср = 82,5; q = 1,1; х = 0,95; у = 0,8; u = 1,1; w = 0; Kmp = 1.

Вычислим налагаемую частоту i (в нашем случае частота входа-выхода зубьев):

щi=n*z=245,5*16=3928 1/мин

Для расчетов необходимы частоты, выраженные в 1/c: щi=65.47 1/c

Вычислим резонансные амплитуды для каждого элемента:

где 0 - собственная частота элементов системы.

Найдём частоту вращения шпинделя, при которой будет наблюдаться явление резонанса в приспособлении станка:

Вывод:

при частоте вращения шпинделя будет наблюдаться резонанс в приспособлении станка. Расчет является гипотетическим, так как кинематика станка 675П не позволяет развивать такую скорость вращения шпинделя. Однако в иных случаях определение резонансных частот позволяет избежать резонанса системы.

Размещено на Allbest.ru