Динамический расчет металлорежущих станков.
Повышение требований к точности размеров и формы деталей, обрабатываемых на металлорежущих станках, появление новых труднообрабатываемых материалов, а также широкое внедрение автоматизации технологических процессов, повлекшее за собой создание станков с автоматическими системами управления и регулирования, вызвало резкое увеличение роли динамических процессов в станках.
При проектировании, изготовлении и эксплуатации станков все чаще возникает необходимость решения задач, связанных с динамикой явлений.
Эти задачи могут быть сведены к трем основным типам:
1) выбор параметров привода;
2) анализ поведения станка при перемещении узлов без резания (работа станка при холостом ходе);
3) анализ поведения станка в процессе обработки детали (работа станка при резании).
Наряду с экспериментальной оценкой изготовленных станков особое значение приобретает динамический расчет фальцепрокатных станков при их конструировании. Целью расчетной или экспериментальной оценки является сравнение между собой нескольких существующих или существующей и проектируемой моделей фальцепрокатный станок , а также их вариантов, по показателям динамического качества.
Динамический расчет охватывает, кроме оценки станка, также сравнительную оценку и выбор конструкции инструмента, приспособлений (зажимных и т. п.), режимов обработки и привода.
Расчетное и экспериментальное определение показателей динамического качества станка производится на основе общих теоретических положений, излагаемых ниже.
Показатели динамического качества системы станка включают в себя: 1.Запас или степень устойчивости. Потеря системой устойчивости выражается в появлении вибраций или подрывания инструмента, в неравномерном скачкообразном перемещении узлов или их заклинивании.
При этом работу на станке приходится прекращать и добиваться устранения причин этих явлений. Запас устойчивости определяет возможности изменения того или иного параметра системы без потери ею устойчивости. Например, можно говорить о запасе устойчивости по жесткости расточной борштанги или ее вылету, по глубине резания и т. п. Удобно выражать запас устойчивости в параметрах частотной характеристики системы в форме запаса устойчивости по амплитуде или по фазе этой характериcтики. Степень устойчивости определяет быстроту затухания процесса, вызванного в устойчивой системе внешним воздействием. Для колебательных процессов удобным показателем степени устойчивости системы является декремент затухания, принятый в теории колебаний для характеристики демпфирования.
2.Отклонения параметров системы при внешних воздействиях:
а) статические;
б) стационарные динамические (в частности, вынужденные колебания);
в) переходные динамические;
г) случайные.
Выбор параметров, по которым производится определение показателей системы при внешних воздействиях, определяется конкретными заданиями расчета или анализа, т. е. типом задачи и видом критерия для оценки показателей.
Такими критериями являются:
точность обработки; долговечность (стойкость) станка, приспособления и инструмента; производительность;
энергетические потери.
Важным является динамический расчет и анализ системы станка по точности обработки детали.
В этом случае показатели динамического качества системы при внешних воздействиях принимают следующую форму:
а) статическая погрешность обработки; этот показатель определяется при обработке заготовки, имеющей постоянный припуск, при неизменности внешних воздействий на систему;
б)стационарная динамическая погрешность обработки, в частности волнистость или огранка обработанной поверхности при вынужденных колебаниях;
в)переходная динамическая погрешность обработки, возникающая н результате деформаций и иных отклонений в системе при переходных процессах, например при врезании и выходе инструмента (резца, зуба фрезы или протяжки и т. п.);
г)случайная динамическая погрешность обработки, являющаяся след¬ствием воздействия на систему различных внешних факторов, носящих случайный характер.
Параметром, по которому производится расчет и анализ системы по точности, является смещение инструмента и заготовки по нормали к обрабатываемой поверхности.
3.Быстродействие системы.
Этот показатель определяет продолжительность заданного переходного процесса и выражается обычно временем этого процесса.
Показатель быстродействия оценивается по критериям:
– точности;
– долговечности (стойкости).