Технології усунення вібрації при різанні металів

Abstract

Проблематика. Процес різання здійснюється в замкнутій пружній технологічній обробній системі і завжди супроводжується вібраціями. Виникаючі при різанні вібрації, в залежності від амплітуди, можуть зовсім незначно впливати на результат обробки, а можуть привести до катастрофічної втрати стійкості всього процесу. У будь-якому випадку все дослідники сходяться на тому, що саме вібрації є фактором, який, в кінцевому підсумку, визначає продуктивність процесу різання і якість обробленої поверхні. Мета дослідження. Метою даного дослідження є розробка нових технологій вибору параметрів управління швидкістю різання для придушення вібрацій пасивними методами, а також управління приводом формоутворюючого руху верстату з ЧПК для придушення вібрацій активними методами. Методика реалізації. Поставлена мета досягається шляхом створення нових технологій, спрямованих на дослідження динамічних процесів, що відбуваються в процесі різання. Відзначено, що математична модель процесу різання повинна будуватися з урахуванням замкнутості пружної технологічної обробної системи і функції запізнюючого аргументу, який представляє обробку по сліду. При дослідженні процесу різання враховуються чотири основні групи факторів, що впливають на його математичне уявлення, а для визначення діаграми стійкості використовуються три підходи: частотний аналіз, аналіз коренів характеристичного рівняння руху системи і чисельний метод. Найбільш результативним вважається чисельний метод з використанням амплітудно-частотних характеристик за відповідним критерієм стійкості. Результати дослідження. Результати теоретичних досліджень використовуються на практиці у вигляді технологій пасивного і активного усунення вібрацій при різанні. Розроблено технологію усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні при управлінні частотою обертання шпинделя за гармонічним законом. Представлена прикладна програма моделювання процесу для визначення параметрів закону управління. Для активного управління пропонується нова технологія, заснована на використанні приводу верстата з ЧПУ з додатковою замкнутою системою, що вносить в канал формоутворюючого руху гармонічний сигнал, амплітуда і фаза якого автоматично підналаштовуються з використанням алгоритму покоординатного спуску за критерієм мінімуму амплітуди струму двигуна. Висновки. Технологія усунення вібрацій при торцевому фрезеруванні управлінням частотою обертання шпинделя за гармонічним законом обмежується швидкодією приводу шпинделя і його інерційними характеристиками. Система активного усунення вібрацій використовує стандартний сервопривод верстата з ЧПУ, в який вбудований додатковий замкнутий контур автоматичного пошуку амплітуди і фази компенсуючого сигналу управління

Keywords

• вібрації
• процес різання
• математична модель
• стійкість процесу різання