Прогнозирование вибрационной устойчивости при точении

Анотація

Разработана новая технология прогнозирования вибраций при точении, которая основана на моделировании процесса резания во времени и в частотном диапазоне с использованием диаграммы Найквиста. Процесс резания представлен таким, который осуществляется в упругой замкнутой технологической обрабатывающей системе (ТОС), с учетом обработки «по следу». Динамическая модель представлена в виде системы с двумя степенями свободы в направлении продольной и поперечной осей координат. Математическая модель построена в соответствии с системным подходом (в виде структурной схемы соединения элементов с передаточными функциями по Лапласу), является нелинейной и имеет четвертый порядок. Поэтому моделирование выполняется численным методом с использованием процедуры Рунге-Кутта четвертого порядка. Показано, что при исследовании вибраций следует учитывать три группы факторов: геометрию инструмента, динамические параметры и режим резания, который лучше представлять в виде аналога скорости срезания припуска. Динамические параметры системы получают путем обработки экспериментальных весовых характеристик, полученных при импульсном воздействии на систему специальным молотком. Создана прикладная программа, которая позволяет моделировать процесс возникновения регенеративных колебаний во времени и строить амплитудно-фазовую характеристику ТОС при резании. Прикладная программа выполняет моделирование по исходным данным, которые соответствуют режиму резания и динамическим характеристикам системы, представленным в виде жесткости и частоты главной гармоники по соответствующим осям координат. Моделирование процесса в созданной прикладной программе показало результаты, полностью совпадающие с результатами частотного анализа профилограммы реально обработанной детали, что позволяет рекомендовать эту технологию для прогнозирования и оценки вибраций и устойчивости при токарной обработке