Розмір шрифту:
Визначення радіальної жорсткості токарної розточувальної оправки з отвором для демпфера в консольній частині
Остання редакція: 2021-05-18
Анотація
Вібрації розточувальної оправки значно знижують якість обробленої поверхні - шорсткість та неоднорідність поверхні збільшуються, геометрична точність зменшується. Чим довший розточувальний інструмент, тим меншу жорсткість він має. Тому підвищення продуктивності та якості обробки при розточуванні глибоких отворів є актуальним напрямком дослідження.
При визначенні геометричних параметрів консольної частини розточувальної оправки слід керуватися наступними рекомендаціями: - виліт розточувального різця повинен бути мінімальним; - діаметр розточувального різця повинен бути максимальним; - чим вище модуль пружності матеріалу оправки, тим менше відтискання при незмінному вильоті і діаметрі оправки. Крім того, необхідно забезпечити безперешкодне відведення стружки та достатній радіальний хід інструменту.
Одним з ефективних способів зменшення рівня вібрацій розточувальних оправок є використання динамічного демпфера вібрації з в'язким тертям. Суть рішення полягає в тому, що в порожнині розточувальної оправки, заповненою в’язкою рідиною, розміщується додаткова маса, що пружно взаємодіє з оправкою через еластичні вставки і ефективно поглинає надмірні вібрації [1]. Недоліком таких розточувальних оправок є зниження радіальної жорсткості в точці розміщення різця внаслідок наявності порожнини значного діаметру в консольній частині для встановлення демпфера.
Однією з умов забезпечення достатньої жорсткості консольної частини розточувальної оправки з порожниною для демпфера є дотримання співвідношення діаметру отвору порожнини d та зовнішнього діаметру оправки D на рівні d/D ≤ 0,5 [2, 3].
Метою даного дослідження є знаходження потрібної форми отвору в консольній частині оправки для встановлення демпфера за умови втрати радіальної жорсткості консолі оправки не більше ніж на 5%. Для дослідження розроблено ряд варіантів твердотільних моделей оправок з порожниною. Радіальна жорсткість вільного кінця консолі розточувальної оправки із суцільного матеріалу, наприклад зі легованої сталі (Е = 2,05∙105 Н/мм2) при діаметрі D=35 мм та довжині консолі l=250 мм складає с = 2,97 Н/мкм. За прийнятої умови втрати жорсткості не більше ніж на 5%, радіальна жорсткість консольної частини оправки має бути не меншою за сmin = 2,82 Н/мкм. Для ряду твердотільних моделей оправок наведено графіки залежності розрахункових значень радіальної жорсткості с консольної частини оправки від розмірів порожнини для демпфера.
Запропонований підхід до визначення геометричних параметрів порожнини для встановлення демпфера в консольній частині оправки дозволяє в залежності від габаритно-масових параметрів додаткової маси забезпечити мінімальну втрату радіальної жорсткості консолі оправки та гасіння надмірних коливань різця при використанні динамічного демпфера вібрації.
При визначенні геометричних параметрів консольної частини розточувальної оправки слід керуватися наступними рекомендаціями: - виліт розточувального різця повинен бути мінімальним; - діаметр розточувального різця повинен бути максимальним; - чим вище модуль пружності матеріалу оправки, тим менше відтискання при незмінному вильоті і діаметрі оправки. Крім того, необхідно забезпечити безперешкодне відведення стружки та достатній радіальний хід інструменту.
Одним з ефективних способів зменшення рівня вібрацій розточувальних оправок є використання динамічного демпфера вібрації з в'язким тертям. Суть рішення полягає в тому, що в порожнині розточувальної оправки, заповненою в’язкою рідиною, розміщується додаткова маса, що пружно взаємодіє з оправкою через еластичні вставки і ефективно поглинає надмірні вібрації [1]. Недоліком таких розточувальних оправок є зниження радіальної жорсткості в точці розміщення різця внаслідок наявності порожнини значного діаметру в консольній частині для встановлення демпфера.
Однією з умов забезпечення достатньої жорсткості консольної частини розточувальної оправки з порожниною для демпфера є дотримання співвідношення діаметру отвору порожнини d та зовнішнього діаметру оправки D на рівні d/D ≤ 0,5 [2, 3].
Метою даного дослідження є знаходження потрібної форми отвору в консольній частині оправки для встановлення демпфера за умови втрати радіальної жорсткості консолі оправки не більше ніж на 5%. Для дослідження розроблено ряд варіантів твердотільних моделей оправок з порожниною. Радіальна жорсткість вільного кінця консолі розточувальної оправки із суцільного матеріалу, наприклад зі легованої сталі (Е = 2,05∙105 Н/мм2) при діаметрі D=35 мм та довжині консолі l=250 мм складає с = 2,97 Н/мкм. За прийнятої умови втрати жорсткості не більше ніж на 5%, радіальна жорсткість консольної частини оправки має бути не меншою за сmin = 2,82 Н/мкм. Для ряду твердотільних моделей оправок наведено графіки залежності розрахункових значень радіальної жорсткості с консольної частини оправки від розмірів порожнини для демпфера.
Запропонований підхід до визначення геометричних параметрів порожнини для встановлення демпфера в консольній частині оправки дозволяє в залежності від габаритно-масових параметрів додаткової маси забезпечити мінімальну втрату радіальної жорсткості консолі оправки та гасіння надмірних коливань різця при використанні динамічного демпфера вібрації.
Ключові слова
розточувальна оправка, радіальна жорсткість, демпфер
Посилання
1. Damped Tools from Sandvik Coromant. Silent Tools. / SANDVIK Coromant, 2012.11. – 100 p. [Електронний ресурс]. – Режим доступу : https://www.sandvik.coromant.com/en-gb/products/silent_tools/pages/default.aspx
2. Розточувальна оправка: Патент на корисну модель № 117470: МПК В23В 29/02. Опуб. 26.06.2017, Бюл. № 12. – 3 с.
3.Шевченко О.В., Ліщінер-Іващенко О.В. Забезпечення вібростійкості процесу розточування однолезовим інструментом на токарному верстаті // Технічна інженерія № 1(85)2020, Житомир, Державний університет «Житомирська політехніка»: 2020. с. 81-88.
2. Розточувальна оправка: Патент на корисну модель № 117470: МПК В23В 29/02. Опуб. 26.06.2017, Бюл. № 12. – 3 с.
3.Шевченко О.В., Ліщінер-Іващенко О.В. Забезпечення вібростійкості процесу розточування однолезовим інструментом на токарному верстаті // Технічна інженерія № 1(85)2020, Житомир, Державний університет «Житомирська політехніка»: 2020. с. 81-88.