Влияние распределения зубьев осевого инструмента на величину огранки обработанных отверстий

Влияние распределения зубьев осевого инструмента на величину огранки обработанных отверстий

Мирошниченко А.В., Малышко И.А., Андреева С.А. Донецкий национальный технический университет

В статье рассмотрен вопрос влияния распределения зубьев осевого инструмента на величину огранки обработанных отверстий при несовпадении направления вращения инструмента и колебательного движения центра. На основании проведённых исследований определены оптимальные значения отклонения углового шага многозубых осевых инструментов.

ВВЕДЕНИЕ

Механизм образования огранки, при обработке отверстий осевым инструментом   исследовался авторами [1, 2, 3, 4]. Среди основных причин вызывающих появление огранки основными являются следующие:

1) несоосность осей шпинделя и   обрабатываемого отверстия;

2) периодические силы, действующие на зубья   осевого инструмента.

Процесс резания в условиях несоосности чернового   отверстия и вращающегося шпинделя станка сопровождается движением оси инструмента по эллиптической траектории или более сложной фигуре [5, 6]. Такой характер движения обусловливает наличие неодинаковых переменных составляющих радиальной нагрузки, что в свою очередь приводит к вынужденным колебаниям инструмента. Таким образом, обе причины вызывающие появление огранки являются взаимосвязанными, т.е. наличие несоосности шпинделя и оси отверстия приводит к появлению неуравновешенной радиальной силы, что в свою очередь вызывает появление огранки отверстия. Данное явление исследовалось в работах [1, 4]. Колебание радиальной нагрузки на инструмент в пределах одного оборота оказывает влияние на профиль обрабатываемого отверстия, причём частота колебаний центра связана корреляционной зависимостью с числом зубьев осевого инструмента, так что профиль отверстия приобретает вид многогранника с тем или другим числом углов.

Таким образом образование огранки при работе осевого инструмента   определяется двумя видами движения: колебательным движением центра инструмента и его вращательным движением.

Направление вращательного движения   определяется кинематикой процесса резания. В то время как направление колебательного движения определяется соотношением сил на передней и задней поверхностях зуба инструмента.

Целью данной работы, является определение   возможности движения центра осевого инструмента в направлении его вращения и аналитическое определение величины отклонения углового шага многозубого осевого инструмента, позволяющего существенно уменьшить величину огранки.

Основная часть

Так как все зубья осевого инструмента связаны жесткой кинематической   связью, то направление движения его центра будет определяться направлением движения вершины зубьев, полученным при его врезании.

После образования   следа на поверхности резания его форма, ввиду наличия обратной связи с замкнутой динамической системой станка, будет в свою очередь оказывать влияние на траекторию движения центра.

На первоначальном этапе исследований   кинематики образования огранки осевым инструментом, определим возможность движения его центра в направлении действия силы P.

В период врезания силы   на передней поверхности зуба инструмента существенно ниже сил на задней поверхности, в связи, с чем ими можно пренебречь. Согласно (рис.1) движение зуба инструмента в направлении вектора скорости резания v будет возможно, когда сила P, создаваемая силами упругого последействия Qз обработанной поверхности будет больше проекции силы трения Fтрz.

Рис.1. Силы упругого последействия обработанной поверхности и силы на задней поверхности зуба инструмента

Уравнение равновесия системы в первом приближении можно записать в   виде

(1)          Fтрz=P=0,       

где Fтрz=Qз=μ=cosα; P=Qз sinα; μ - коэффициент трения между задней поверхностью зуба инструмента и обработанной поверхностью детали; Q3 - сила упругопластического контакта, действующая на заднюю поверхность зуба; α- задний угол.

После подстановки значений сил Fтрz и P в уравнение (1)  

(2)        Qз•μ• cos α= Qз• sin α.  

После соответствующих преобразований уравнение (2) примет вид  

(3)            μ=tgα      

Выполненные исследования показали, что коэффициент трения на задней   поверхности зуба μ=0, 6 [8], что соответствует величине заднего угла α=31°. Таким образом, движение зуба инструмента в направлении его вращения и противоположно действию тангенциальной составляющей силы Pz возможно только при величине заднего угла α=31°.

Учитывая, что для осевых инструментов величина задних   углов не превышает 12°, то движение вершины зуба, а соответственно, и центра инструмента противоположно действию силы Pz является невозможным.

   Согласно [8], величина огранки отверстий при несовпадении направления вращения инструмента и колебательного движения цен

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать