Дослідження автоколивальної системи процесу різання при точінні

Abstract

Вібрації під час точіння суттєво впливають на якість обробленої поверхні, знижують точність обробки, прискорюють зношування інструментів та обладнання, а також підвищують витрати на механічну обробку. Крім того, вони створюють несприятливі умови праці для робітників. Різноманітність методів обробки, таких як лезове та абразивне різання, з постійним або змінним перерізом зрізу, а також з переривчастим чи безперервним різанням, ускладнює створення єдиної теорії автоколивань для процесу різання. Це також ускладнює розробку універсальних методів гасіння автоколивань, зокрема при точінні. Однак сучасні дослідження, що використовують інноваційні конструкції коливальних систем на основі різців-осциляторів, дозволяють глибше зрозуміти складну координатно зв’язану природу автоколивань у процесі різання через спрощені моделі таких систем. У дослідженні автоколивальної системи при точінні жорсткої деталі вважається, що верстат є абсолютно жорстким. Різець, маючи меншу жорсткість, виступає як осцилятор, що коливається в межах системи. Зона різання, що включає стружкоутворення та тертя, діє як регулятор, створюючи взаємний силовий зв'язок з різцем. Зворотний зв'язок між різцем і зоною різання визначає особливості коливань. У дослідженні розглядаються різні типи коливальних систем із одним і двома ступенями свободи, що дозволяє вивчати регенеративні та "чисті" коливання. Розробка таких систем дозволяє більш детально вивчати механізми збудження автоколивань та їхній вплив на процес точіння. Vibrations during turning significantly affect the quality of the machined surface, reduce machining accuracy, accelerate wear of tools and equipment, and increase machining costs. In addition, they create unfavorable working conditions for workers. The variety of machining methods, such as blade and abrasive cutting, with a constant or variable cutting cross-section, as well as with intermittent or continuous cutting, makes it difficult to create a single theory of self-oscillations for the cutting process. This also makes it difficult to develop universal methods for damping self-oscillations, in particular in turning. However, modern research using innovative designs of oscillatory cutting systems allows us to better understand the complex coordinate-related nature of self-oscillations in the cutting process through simplified models of such systems. In the study of a self-oscillating system during turning of a rigid part, it is assumed that the machine tool is absolutely rigid. The cutter, having lower rigidity, acts as an oscillator that oscillates within the system. The cutting zone, which includes chip formation and friction, acts as a regulator, creating a mutual force connection with the cutter. The feedback between the cutter and the cutting zone determines the characteristics of the oscillations. The study considers different types of oscillatory systems with one and two degrees of freedom, which allows studying regenerative and "pure" oscillations. The development of such systems allows studying in more detail the mechanisms of excitation of self-oscillations and their influence on the turning process.