Науково-технологічне обгрунтування модернізації верстата мод. 2А554

08_Statya_04Раціональні режими механічної обробки гладких поверхонь, а також поверхонь з гвинтовою утворюючою машинобудівних деталей дозволяють суттєво знизити сили різання, оптимізувати якість оброблюваної поверхні, зменшити час обробки та збільшити строк служби ріжучого інструменту. Розроблено рекомендації також для технологічних процесів формування гвинтової поверхні осьовим інструментом — мітчиками [1]. Відомо, що під час виконання цієї операції швидкість різання має збільшуватися поступово [2]. Але в науковій літературі відсутні конкретні рекомендації щодо закону зміни швидкості різання під час врізання мітчика, що особливо важливо для верстатів з ЧПК. Така задача виникла під час розробки технологічного процесу виготовлення деталі «Корпус вібратора» (рис.1), що включає: Фрезерні операції 005, 010, 015 на верстатах 6305Ф4, 6560МФ3, 6305Ф4; свердлильну020 — на верстаті 2А554 та — свердлильно-фрезерно-розточувальну 025 на верстаті 2623ПМФ4.

Рисунок 1 — Оброблювана деталь «Корпус вібратора»

Рисунок 1 — Оброблювана деталь «Корпус вібратора»

На радіально-свердлильному верстаті моделі 2А554 виконується операція свердлення 64 отворів та нарізання різьби машинним мітчиком М30, М16, М12 (рис.1). Названий верстат –єдиний універсальний верстат у технологічному процесі, у якому режими різання змінюються ступінчасто. Мета роботи — модернізація приводу головного руху верстата для забезпечення плавного регулювання частоти обертання шпинделя та отримання можливості поступового отримання раціональної розрахункової швидкості різання під час нарізання різьби мітчиком.

Рисунок 2 — Закон зміни швидкості різання під час врізання мітчика М16 при досягненні номінальної частоти обертання: а — через 5 с; б– 10 с; в — 15 с

Рисунок 2 — Закон зміни швидкості різання під час врізання мітчика М16 при досягненні номінальної частоти обертання: а — через 5 с; б– 10 с; в — 15 с

Задача роботи — визначити закон зміни швидкості різання, який повинен забезпечити не тільки плавне врізання інструменту, але і стабільність режимів в процесі різання.

Для виконання поставленої задачі використовували програмне забезпечення Microsoft Excel. Ідея роботи полягає у підборі рівняння лінії тренду, що відповідає поставленій задачі.

Номінальна швидкість різання складає 11,6 м / хв [2]. Встановлено закони зміни швидкості різання та відповідної частоти обертання шпинделя для часу його розгону 5, 10 та 15 с (рис 2).

Режим різання, що забезпечує розгін через 5 с може бути описаний поліномом 5‑го ступеню:

V=8E-06t5+9E-0,0009t4–0,0326t3+0,5678t2+4,3969t, (1)

при розгоні через 10 та 15 с — поліномом 6‑го ступеню (2), (3):

V=-5E-08t6+9E-06t5–0,0006t4+0,0196t3–0,357t2+3,2601t (2)

V=-2E-08t6+4E-06t5–0,0003t4+0,0118t3–0,247t2+2,6653t+7E-06 (3)

Аналіз отриманих законів регулювання приводом головного руху верстата 2А554 показує, що закони регулювання (1) та (2) (рис. 2, а, б) не можуть забезпечити стабільну роботу приводу. Найбільш оптимальним є залежність (3) закону регулювання, що забезпечує плавне поступове збільшення швидкості шпинделя та його стабільну роботу при сталому режимі різання 11,6 м / хв., який буде досягнутий через 15 с. (рис. 2, в).

Рис. 3. — Модернізація верстата мод. 2А554: а — привод головного руху, б — графік швидкостей

Рис. 3. — Модернізація верстата мод. 2А554: а — привод головного руху, б — графік швидкостей

Привод головного руху модернізованого верстата (рис. 3, а) забезпечує плавне електромеханічне регулювання у двох діапазонах (рис. 3, б) R1=14,29 (140‑2000 об / хв), R2=19,57 (9,2‑180 об / хв) при загальному діапазоні R=217,4 (9,2‑2000 об / хв). Для нарізання різьби рекомендується використовувати другий (нижній) діапазон — R2.

 

Гусак М. Г.


Комментарии (0)