Виброустойчивость поводковых центров

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Виброустойчивость поводковых центров

В.В. Ерохин, В.В. Моисеев

Представлены методика расчета поводковых центров на виброустойчивость и анализ факторов, влияющих на виброустойчивость.

Ключевые слова: поводковый центр; виброустойчивость; поводковое устройство; методика расчета.

Одним из важных эксплуатационных свойств станочных приспособлений является виброустойчивость, которая влияет на качество формообразования обрабатываемой заготовки.

Виброустойчивость поводковой технологической оснастки определяется через параметр внутреннего трения материала - коэффициент внутреннего (вязкого) трения (коэффициент диссипации колебательной системы, кг/с). Этот коэффициент входит в дифференциальное уравнение затухающих колебаний, что позволяет более точно анализировать не только затухающий колебательный процесс, но и резонансный режим эксплуатации станочного приспособления.

Коэффициент внутреннего трения поводковой оснастки в виде стержневой конструкции определяется по формуле [1, 2]

,

где М-масса части поводкового устройства или его элемента, выступающей из заделки (конуса Морзе шпинделя), кг; -частота вынужденных колебаний, с-¹; Т - температура детали поводковой оснастки, К; Т_пл - температура плавления материала детали, К; _д - плотность дислокационных петель (_д =10⁶ см-² - для отожженной стали, _д =10¹¹ см-² - для закаленной стали), см-²; D_кр-диаметр зерна, см.

,

где d_пр-приведенный диаметр части поводкового устройства, выступающей из заделки, м; D - коэффициент тепловой диффузии, м²/с; с - удельная теплоемкость тела, ; _t - коэффициент теплопроводности, .

Коэффициент затухания колебаний поводкового устройства или его элементов определяем по формуле =0,5/М, с-¹.

Передаточная функция по параметру виброустойчивости детали технологической оснастки определяется по формуле

.

Собственные частоты стержня определяются по следующим формулам:

; ; ;

, i.

На рис. 1 представлено обобщенное поводковое устройство, которое содержит следующие конструктивные элементы: основание; установочную часть; базирующую часть; поводковую часть, жестко связанную с основанием (поводковая часть №1); поводковую часть, жестко связанную с установочной частью (поводковая часть №2).

Рис. 1. Обобщенное поводковое устройство

Обобщенное поводковое устройство (рис. 1) имеет передаточную схему затухания колебаний, представленную на рис. 2.

Рис. 2. Передаточная схема затухающих колебаний поводкового устройства: W_б.ч- передаточная функция базирующей части; W_п.ч.2-передаточная функция поводковой части, жестко связанной с установочной частью; W_уст.ч-передаточная функция установочной части; W_п.ч.1-передаточная функция поводковой части, жестко связанной с основанием; W_осн-передаточная функция основания.

Общая передаточная функция поводкового устройства W_п.уст рассчитывается по формуле

W_п.уст=[(W_б.ч+W_п.ч.2)W_уст.ч+W_п.ч.2W_п.ч.1]W_осн. (1)

По формуле (1) можно определить передаточную функцию затухающих колебаний поводкового устройства, представленного на рис. 1, при этом если в устройстве нет какого-либо элемента или этот элемент плавающий, то его передаточная функция равняется нулю (для плавающих элементов - только в направлении, где элемент не лишается степени свободы). Также следует учитывать, что элементы поводкового устройства могут состоять из различных деталей или сборочных единиц.

На рис. 3 представлен самоврезающийся поводковый центр, который содержит следующие конструктивные элементы: основание; установочную часть; базирующую часть; поводковую часть, жестко связанную с установочной частью (поводковая часть №1); поводковую часть, жестко связанную с поводковой частью №1 (поводковая часть №2).

Рис. 3. Поводковый центр и его конструктивные элементы

Поводковый центр (рис. 3) имеет передаточную схему затухания колебаний, представленную на рис. 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Передаточная схема затухающих колебаний поводкового центра

Общая передаточная функция поводкового центра W_п.уст рассчитывается по формуле

.

поводковый центр виброустойчивость

Технологическим показателем виброустойчивости технического объекта является коэффициент резонансного режима (B_р) его эксплуатации, который показывает, работает ли технический объект в области резонанса. Этот показатель определяется по формуле

.

При этом минимальная частота свободных колебаний _min обусловливает динамический нерезонансный режим колебания поводкового устройства, при котором коэффициент резонансного режима эксплуатации поводкового устройства должен быть не более допустимого ([B_p]=0,75).

Анализ виброустойчивости технологических центров (ГОСТ 1435-99, ГОСТ 18257-72, ГОСТ 18259-79, ГОСТ 13214-79) и самоврезающихся поводковых центров показал, что наибольшее влияние на виброустойчивость оказывает структура материала. Так, для обеспечения безрезонансного режима эксплуатации поводковых центров необходимо, чтобы диаметр зерна материала был не более 0,022 мм.

Список литературы

1. Ерохин,В.В. Виброустойчивость станочных приспособлений/ В.В. Ерохин // Справочник. Инженерный журнал. - 2005. - №3. - С. 34-39.

2. Финкельштейн, Б.Н. Внутреннее трение металлов: сб. ст. / Б.Н. Финкельштейн; пер. с англ. Ю.Х.Векилова. - М.: ГНТИЛ по черной и цветной металлургии, 1963. - 128 с.

Размещено на Allbest.ru