Реферат: Показатели динамического качества станка

5. шум при работе станка и колебания основания, на которое установлен станок.

Эти показатели динамического качества определяют производительность, точность и качество обработки на станке.

Запас устойчивости определяет возможности изменения того или иного параметра системы без потери ее устойчивости. Устойчивость – это свойство системы возвращаться в исходный или близкий к нему установившийся режим (состояние) после того, как она выведена из него в результате какого-либо воздействия. Потеря устойчивости выражается в возникновении вибраций, "подхватывании" или "подрывании" режущего инструмента, в неравномерности перемещения узлов станка или при их заклинивании. Запас устойчивости величина больше единицы. Если система неустойчива, то достаточно любого толчка, чтобы в ней начался расходящийся переходной процесс удаления от исходного режима (состояния) или начались колебания около установившегося состояния с недопустимо большой амплитудой.

На рис. 1. приведена экспериментальная зависимость предельной глубины резания, при которой еще возможен безвибрационный процесс резания, от длины вылета борштанги. При растачивании вращающейся борштангой с вылетом резца l и глубиной резания t (точка А на рисунке) запас устойчивости по длине будет выражаться отношением предельной длины вылета, при которой начинаются вибрации к данной длине вылета К_з.у. =l _пр / l _А и аналогично запас устойчивости по глубине резания К_з.у. =t _пр / t _А . Подобный вид имеет и зависимость скорости резания от вылета расточной борштанги. Запас устойчивости по скорости резания выражается подобным отношением

К_з.у. =v _пр / v _A .

Степень устойчивости определяет способность системы рассеивать энергию внешнего воздействия. Чем больше степень устойчивости, тем быстрее затухает переходной процесс, тем меньше отклонения в установившихся динамических процессах.

Степень устойчивости переходного процесса (например, при врезания резца в поверхность детали при строгании) выражается логарифмическим декрементом

Быстродействие системы определяет время завершения переходного процесса. Быстродействие выражается продолжительностью процесса или временем затухания переходных отклонений до значений, меньших некоторой установленной величины. Между степенью устойчивости и быстродействием системы существует прямая связь. Быстродействие системы сказывается на быстроту выполнения вспомогательных движений элементов цикла обработки, например позиционирования.

Отклонения параметров динамической системы различаются по виду внешних воздействий:

— статические , вызванные постоянными во времени воздействиями;

— стационарные динамические , вызванные установившимися во времени воздействиями (с постоянной скоростью, равноускоренные, равнозамедленные и т.п.). к стационарным динамическим отклонениям относятся и вынужденные колебания ;

— переходные динамические отклонения , возникающие при переходных процессах;

— случайные динамические , вызванные случайными внешними воздействиями.

Статические нагрузки , действующие в динамической системе станка, могут быть двух видов:

— силы резания и трение, вызывающие рассеяние энергии (диссипативные процессы) в системе;

— силы, изменяющие потенциальную энергию системы. К ним относятся вес и силы упругости деформируемых элементов или сжатого рабочего тела.

Динамические нагрузки также бывают двух видов:

— основные, соответствующие принятым законам движения рабочих органов и изменениям во времени сил резания;

— дополнительные, вызванные конструктивными и другими факторами. Например, удары, вызванные зазорами в передачах.

При работе станка возникают колебания. Эти колебания имеют разное происхождение и разную степень важности и называются по-разному.

— Свободные колебания . Свободные колебания возникают после выведения УС станка из состояния равновесия, после чего на УС не оказывается никакого воздействия. Т.е. система предоставлена сама себе;

— Вынужденные колебания . Вынужденные колебания вызываются колебательными источниками энергии либо внешним воздействием, передаваемым станку через фундамент от посторонних источников (другие станки, кузнечно-прессовое оборудование, транспорт), либо силами, возникающими в самом станке от неуравновешенности вращающихся масс или погрешностей изготовления и сборки;

— Параметрические колебания . Параметрические колебания порождаются изменениями параметров самой системы. Например, изменение жесткости (при зацеплении прямозубых колес, при зацеплении косозубых колес на призматических шпонках), или условий резания (изменение сечения среза, ориентации режущего инструмента относительно УС);

— Автоколебания . Автоколебания обусловлены особенностями самой системы и характеристик рабочих процессов резания и трения. Они поддерживаются внешними источниками энергии не колебательного характера. Например, возникновение колебаний поступательно двигающейся каретки скорости при низкой скорости перемещения.

Вынужденные и параметрические колебания опасны при совпадении их частоты с одной из собственных частот колебаний системы станка. В этом случае возникают резонансные колебания системы. Возникающие в зоне резания вынужденные колебания ограничивают достижимую на станке точность чистовой обработки деталей, а автоколебания – ограничивают предельные режимы черновой обработки.