Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Воробьев, Анатолий Анатольевич

Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования
<
Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Воробьев, Анатолий Анатольевич. Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования : диссертация ... кандидата технических наук : 05.21.05 / Воробьев Анатолий Анатольевич; [Место защиты: Сиб. гос. технол. ун-т].- Красноярск, 2010.- 186 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1426

Содержание к диссертации

Введение

Раздел 1. Анализ состояния научной проблемы. Теоретический обзор в области исследования фрезерования деталей из древесины 9

1.1 Аналитический обзор существующих результатов исследований 9

1.2 Функциональный выбор и анализ параметров и компонент для исследования процесса фрезерования деталей 26

1.3 Обоснование выбора объекта, предмета и методов исследования 30

1.4 Теоретический анализ влияющих факторов 31

1.5 Выводы 32

Раздел 2. Теоретические аспекты оптимизации процессов фрезерования и вибрации в производстве деталей мебели 34

2.1 Теоретические подходы к реализации целевых функций 34

2.2 Моделирование в прикладной программе «SHAFT» 53

2.3 Моделирование динамики работы шпинделя фрезерного станка 71

2.4 Моделирование показателей качества обработанной поверхности от компонент виброактивности станка 75

2.5 Выводы 77

Раздел 3. Планирование и обработка экспериментов 79

3.1 Методика планирования и разработка методической сетки экспериментов 79

3.2. Описание экспериментальной установки, средств измерения и регистрации процесса фрезерования и вибрации 80

3.3. Проверка гипотезы нормальности распределения 84

3.4 Анализ факторов, влияющих на виброактивность дереворежущих станков 90

3.5 Составление регрессионных моделей на основе В-планов второго порядка В3 96

3.6 Анализ уравнений регрессии 117

3.7 Установление зависимости показателей качества обработки

от компонент вибрации 122

3.8 Определение точности обработки фрезерованных деталей 125

3.8 Выводы 128

Раздел 4. Обобщение и оценка результатов теоретических и экспериментальных исследований 131

4.1 Методика определения класса точности и класса вибрации фрезерных станков 131

4.2 Рекомендации по нормированию вибрации фрезерных станков 134

4.3 Методика управления снижением виброактивности на основе динамической балансировки 135

4.4 Методика определения рациональных режимов фрезерования 140

4.5 Выводы 144

Заключение 145

Введение к работе

Актуальность темы. Условия современного производства диктуют повышенные требования к качеству обработки заготовок мебели из цельной древесины, что предполагает совершенствование режимов обработки и конструкций дереворежущих станков. При проектировании технологических процессов операции фрезерования и средств технологического оснащения необходимо учитывать множество факторов, влияющих на точность и качество обработки, среди которых немаловажную роль играет вибрация механизмов станка, в первую очередь, это вибрация механизма резания. Причиной снижения производительности и неудовлетворительного качества поверхности обработанной детали чаще всего становится вибрация главных механизмов станка, при которой изменяется траектория движения режущего инструмента, следствием чего является увеличение глубины микронеровностей, характеризующей шероховатость поверхности. Исследования в данном направлении являются актуальными, так как они реализуют задачу повышения производительности и качества получаемых деталей мебели в процессе фрезерования. Работа подпадает под действие федеральной целевой программы «Национальная производственная база» на 2007-2011 г., утвержденная постановлением Правительства Российской федерации № 54 от 29.01.2007 г.

Объектом исследования являются технологический процесс цилиндрического фрезерования деталей мебели. Предметом исследования является шероховатость и точность фрезерованных деталей из массивной древесины, компоненты виброактивности станка.

Цель работы. Повышение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения и регламентации амплитуд компонент вибрации технологического оборудования.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

  1. Разработать математическую модель связи параметра шероховатости для операции фрезерования деталей с компонентами вибрации станка.

  2. Получить уравнения для определения компонент вибрации станка на стадии его проектирования в зависимости от его линейно-массовых параметров.

  3. Составить уравнения регрессии, описывающие влияние основных режимных факторов процесса резания: частоты вращения шпинделя, скорости подачи, глубины фрезерования на виброскорость, виброускорение и шероховатость.

  4. Создать методику определения класса точности и класса вибрации фрезерных станков.

  5. Разработать рекомендацию по нормированию вибрации фрезерных станков.

Научная новизна

Основные результаты, выводы и практические рекомендации, имеющиеся в диссертационной работе, базируются на данных математического моделирования и экспериментальных исследований, выполненных на основе теории планирования экспериментов.

  1. Получены математические модели для оценки качества процесса фрезерования древесины, характеризуемые связью параметра шероховатости поверхности с компонентами вибрации станка: виброскоростью и виброускорением.

  2. Определен параметр, характеризующий изменение свойства древесины при напряженно - деформированном состоянии в физическом процессе снятия стружки и формообразования контура деталей.

  3. Предложена и теоретически обоснована методика управления снижением виброактивности фрезерных станков на стадии их проектирования.

  4. Разработаны уравнения регрессии, устанавливающие связь режимных факторов фрезерования на виброскорость, виброускорение и шероховатость обработанной поверхности.

Практическая значимость работы

На основе выполненных исследований разработаны:

- рекомендация по нормированию 2-х компонент вибрации в зоне реза
ния и базирования заготовки;

технология управления снижением виброактивности фрезерного станка на стадии его проектирования и эксплуатации;

алгоритмы и программы для: определения силовых и мощностных показателей процесса фрезерования; расчета вибрационных характеристик механизмов резания по их сборочным чертежам и параметра шероховатости обработанной поверхности; расчета и анализа уравнений регрессии для нахождения рациональных режимов фрезерования; определения массы и места установки груза для проведения динамической балансировки шпинделя.

Личный вклад автора в исследование заключается в разработке основных положений, определяющих научную новизну и практическую значимость, в определении цели и задач работы. Основные научные результаты работы получены лично автором, результаты совместных исследований снабжены ссылками на соответствующие источники.

Реализация работы. Результаты работы использованы предприятием ООО «ДСК» в производстве столярных изделий, а также производственным объединением «ВиК» при паспортизации технического состояния технологического оборудования, работающего на операциях фрезерования брусковых деталей. А также внедрены в учебный процесс по специальности 150405 «Машины и оборудование лесного комплекса».

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

  1. Математические модели зависимости качества обработки поверхности брусковых деталей от двух компонент вибрации станка.

  2. Введение в анализ параметра технологических и физических свойств древесины, характеризующего напряженно - деформированное состояние динамической системы в процессе фрезерования с вибрацией.

3. Функциональные зависимости и уравнения для определения компо
нент вибрации станка на стадии проектирования.

  1. Уравнения регрессии связи параметров качества и компонент вибрации от режимных факторов процесса цилиндрического фрезерования.

  2. Двухкомпонентные нормативы вибрации станков фрезерной группы.

  3. Методика управления снижением виброактивности фрезерных станков на основе динамической балансировки.

  4. Методика определения рациональных режимов фрезерования.

Апробация работы. Результаты проведенных исследований докладывались на всероссийской научно - практической конференции «Химико - лесной комплекс - проблемы и решения» (СибГТУ, 2007), на научно-практической конференции студентов и молодых ученых (СибГТУ, 2008), международных конференциях (Брянск, 2007-2009; Томск, 2009; Пенза, 2010), на семинарах кафедры станков и инструментов СибГТУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех разделов, выводов по разделам, заключения, списка использованных источников из 146 наименований и 9 приложений. Диссертация изложена на 186 страницах и содержит 97 рисунков и 26 таблиц.

Функциональный выбор и анализ параметров и компонент для исследования процесса фрезерования деталей

Рассматривая дифференциальные уравнения вынужденных колебаний, получил зависимость силы сопротивления от скорости. Проф. С.П. Тимошенко [28] рассматривал колебания вращающихся валов и явления резонанса. Акад. П.Л. Капица [29] исследовал вращение вертикально ориентированного вала в опорах. Проф. И.И. Вульфсон [30] создал методику определения коэффициента податливости для механических передач с анализом вынужденных колебаний. Проф. М.В. Ханин [31] процесс механического изнашивания связывает с колебаниями, которые происходят с минимальными потерями энергии. Проф. E.JT. Николаи [32] разработал теорию расчета фундаментов технологического оборудования с учетом вибрационных нагрузок. Проф. В.И. Бабицкий [33] на основе метода анализа виброударных систем рассматривает теорию механических колебаний. Акад. Я.Б. Зельдович [34] при анализе колебательных процессов использовал дельта- функцию Дирака, а также провел анализ дифференциального уравнения вынужденных колебаний с точки зрения математического анализа. Акад. А.Ю. Иш- линский [35] рассматривал колебания вала в упругих опорах. Акад. Я.Г. Панов- ко в своих фундаментальных работах по теории механических колебаний и механике деформированного твердого тела, рассматривает колебания вала в подшипниках, приводит методы составления дифференциальных уравнений свободных и вынужденных колебаний, вопросы устойчивости упругих систем.

Проф. B.B. Амалицкий [15] рассматривает вибрационные процессы в деревообрабатывающих станках с точки зрения теории надежности. Проф. В.А. Куди- нов, [36] по аналогии с исследованиями электромеханических систем, при анализе вибрационных процессов в станках применяет передаточные функции для входных и выходных параметров. Проф. Н.В. Маковский [21] предложил системно-целевой метод разработки конструкции деревообрабатывающих станков. Акад. B.JI. Бидерман в своем фундаментальном труде «Теория механических колебаний» [37] классифицирует колебательные системы по количеству степеней свободы, приводит численные методы определения собственных частот колебаний. Таюке рассматривает колебания валов в подшипниковых опорах с учетом основных влияющих факторов. Проф. В.И. Санев рассматривает методы определения критических частот и устойчивости круглых пил [38]. Проф. В.Ф. Фонкин [39] определил параметры акустических явлений для лесопильных рам. Проф. Ф.М. Манжос [40] предложил классификацию дереворежущих станков по классу точности, занимался вопросами виброустойчивости станков. Проф. И.А. Дружинский [41] для анализа металлорежущих станков по резонансным явлениям разработал теорию механических цепей. Проф. A.C. Кельзон в своей работе «Динамика роторов в упругих опорах» [42] установил, что роторы могут благополучно переходить через критические частоты за счет уменьшения жесткости, которая достигается двумя методами: определенными конструкциями упругих опор или увеличением податливости ротора. Автор считает: наиболее целесообразным решением является именно разработка специальных упругих опор, которые бы устанавливались между корпусом и внешним кольцом подшипника, тем самым, снижая вибрационные явления. Автор также отмечает, что вал, работающий в подшипниках скольжения с пластичной или газовой смазкой, может вызывать автоколебания системы.

Проведенное проф. Ф.М. Диментбергом [43,44] исследование показало, что наличие внутреннего трения в материале может быть причиной потери устойчивости ротора в закритической области. Провел анализ изгибных колебаний вращающихся валов. Акад. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц [45] провели анализ и предложили методы определения собственных частот колебаний механических систем. Акад. И.К. Кикоин [46] изобрел устройства, работающие с предельными частотами вращения. Проф. Киттель Ч. [47] дает определение понятия добротности упругой механической системы, оценивает показатель добротности для физических тел (Земли, атома). Проф. В.П. Малков, А.Г. Угодчиков [48] дают некоторые вопросы сходства и различия в терминологии в определении свободных и собственных колебаний. Проф. А.Д. Нашиф, Д.И. Джоунс, Х.П. Хендерсон [49] установили, что если в конструкции есть вращающиеся механизмы, то действуют другие силы, зависящие от центробежного и кориолисо- вого ускорения.

Помимо рассмотренных выше работ в области исследования колебательных процессов, следует отметить также фундаментальные труды таких ученых как В.Л. Вейца [50], И.А. Биргера [51,52], В.В. Каминской [53,54], В.А. Свет- лицкого [55], В.Я. Филькевича [56], В.И. Арнольда [57,58], П.С. Ланда [59], Л.Б. Левенсона [60], М.Е. Левит [61], Л.С. Мурашкина [62], Г. Опитца [63], А.С. Проникова [64,65,66], А. Тондла [67], Н.Г. Четаева [68], С.В. Шильмана [69], В.П. Терских [70], Ю.М. Стахиева [71], а также других исследователей динамики и вибромеханики рабочих машин [72", 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85].

Исследование динамики упругих роторов началось с эксперимента шведского инженера и изобретателя Лаваля, который в 1884 году пришел эмпирическим путем к выводу о том, что с возрастанием частоты вращения ротора при переходе в закритическую область, вращение ротора стабилизируется, возникает явление самоцентрирования вала в опорах. До этого считалось, что вал следует делать более жестким, отодвигая тем самым спектр критических частот в большую сторону. Явление самоцентрирования позволило эксплуатировать, так называемые «гибкие» валы, на довольно высоких угловых скоростях вращения. Возникла новая концепция проектирования валов и «гибкий вал Лаваля» стал одним из новых технических терминов.

Теоретическое обоснование данного явления дал в 1985 году проф. Мюнхенского политехнического института Август Феппль. На примере простейшей модели, состоящей из упругого безинерционного вала в опорах, на котором был эксцентрично закреплен диск, со смещенным на величину е от оси вала, проходящей через центры подшипников [81] (рисунок 1.1) он получил дифференциальное уравнение движения.

Моделирование динамики работы шпинделя фрезерного станка

Направление резания существенно влияет на качество обрабатываемой поверхности. Как известно, древесина анизотропный материал, что предполагает различие ее свойств в трех различных направлениях, поэтому теория- резания древесины включает три раздела: резание вдоль волокон, поперек волокон и резание в торец. Процесс фрезерования есть сложный процесс смешанного вида резания, однако при небольшой глубине резания можно условно принять, что фрезерование происходит в одном из трех направлений. Рассматривая процесс фрезерования вдоль волокон, можно сказать, что он обеспечивает наилучшее качество получаемой поверхности (при небольших глубинах резания менее 0,1 мм). Поэтому резание вдоль волокон (продольно-торцовое резание) является наиболее распространенным в условиях производства.

Согласно проведенным экспериментальным исследованиям скорость резания незначительно влияет на шероховатость поверхности (при скоростях резания обычно применяемых в деревообработке). На очень высоких скоростях резания более 100 м/с влияние скорости на шероховатость проявляется, снижая шероховатость. Это объясняется тем, что на больших скоростях срезаемая стружка обладает достаточной силой инерции для создания подпора на нож фрезы, что позволяет опережающей трещине распространяться с той же скоростью, что и резец, тем самым, формируя поверхность резания именно резцом. Однако возможности станков, инструмента и подшипников при эксплуатации на подобных режимах имеют свой предел технической целесообразности, как отмечает проф. Ф.М. Манжос [40].

Влияние подачи на зуб довольно существенно отражается на качестве получаемой поверхности. При возрастании подачи на зуб шероховатость поверхности существенно возрастает.

Точность расположения резцов также оказывает заметное влияние на качество поверхности за счет того, что режущие кромки ножей, находясь не на одном радиусе резания, обуславливают резание древесины лишь одним резцом, который и формирует поверхность резания.

Передний угол также заметно влияет на шероховатость поверхности. Для фрезерования вдоль волокон снижение переднего угла до / = 10 сказывается в сторону улучшения на качестве обработки. Положительное влияние переднего угла также зависит от величины подачи на зуб. При подаче на зуб 0,6 мм это влияние проявляется. При подачах на зуб 1,5 мм передний угол не оказывает заметного влияния на шероховатость поверхности.

Затупление инструмента также влияет на шероховатость поверхности, поскольку именно лезвие инструмента в идеале должно формировать поверхность резания, а тупой резец не может этого обеспечить. Поэтому износ резца, характеризуемый его радиусом заострения должен быть около р = 5 мкм, а величина затупления порядка р = 30-г 40 мкм создает неблагоприятные условия для процесса фрезерования.

Влияние направления вращения инструмента относительно подачи сказывается на качестве получаемой поверхности ввиду того, что действие сил при встречной и попутной подачах различно. Так при попутной подаче, характеризуемой пониженным, по сравнению со встречным фрезерованием, величиной показателя шероховатости, сила по подаче действует в сторону направления подачи. Однако попутная подача характеризуется повышенной мощностью резания.

Глубина фрезерования и влажность древесины (в промежутке от 5 до 70%), по мнению H.A. Кряжева, не оказывают существенного влияния на шероховатость поверхности.

Также следует отметить другие основные работы по теории резания древесины [117, 118,119].

Достаточно близкой к теме исследования является диссертационная работа С.А. Апостолюка [120] под названием «Исследование зависимости силовых и качественных показателей цилиндрического фрезерования древесины от вибрации системы «станок - инструмент — деталь — приспособление». В данной работе представлено исследование процесса фрезерования с учетом, вибрационных процессов для продольно - фрезерного станка модели С2Ф4. В своей работе автор получил зависимость вибрационных показателей от различных факторов таких как: влияние импульсного удара резца о заготовку; силы резания; которые по мнению автора существенного влияния на вибрацию не оказывают; число оборотов инструмента, оказывающее значительное влияние на вибрацию; ширина фрезерования; скорость подачи и толщина снимаемого слоя для соответствующих исследуемых автором интервалов (В = 100 250 мм, Us= 8-=-24 м/мин, h = 0,5 ч- 5 мм) незначительно влияют на вибрацию; дисбаланс инструмента является, по мнению автора, основной причиной вибрации (с увеличением дисбаланса от 41,6 до 625 г-см амплитуда вибрации возросла до 6 раз); жесткость и масса системы СПИЗ существенно влияет на характер колебательного процесса, определяет амплитуду и частоту вибрации и степень их затухания (с повышением жесткости системы инструмента в 2 раза амплитуда вибрации для исследуемой системы уменьшалась в 3 раза); затупление инструмента также значительно влияет на характер и интенсивность вибрации (с увеличением затупления инструмента в 2 раза амплитуда вертикальных вибраций- возрастает в 4 раза); угол наклона винтовой линии режущей кромки инструмента,в меньшей степени, чем затупление инструмента, влияет на амплитуду вибрации (с увеличением угла наклона режущей кромки с 0 до 45 амплитуда вибрации уменьшилась до 2 раз).

Также близкой к теме исследования является диссертационная работа Е.В. Раменской [121] в которой приводятся уравнения связи вибрации с шероховатостью поверхности для металлорежущих станков, при изготовлении деталей «обечайка» для использования в изделиях авиационно-космической техники. В данной работе предлагаются следующие нормативы компонент вибрации для металлорежущих станков (таблица 1.1).

Составление регрессионных моделей на основе В-планов второго порядка В3

Подставляя в полученные уравнения значения параметров входных факторов из интервала их варьирования, получим численные значения- зависимости параметра шероховатости от компонент вибрации (виброскорость, виброускорение), аппроксимируя которые будем иметь теоретические зависимости.

Функциональная зависимость параметра шероховатости от виброскорости наиболее точно описывается уравнением Зависимость параметра шероховатости от виброускорения описывается следующей зависимостью В разделе реализованы принципы динамического анализа станков фрезерной группы, позволяющие назначать рациональные режимы фрезерования, при заданной геометрической и технологической точности станка. Разработаны математические модели для компонент виброскорости и виброускорения на основе полученной функции координатного, перемещения шпинделя. Получены функциональные зависимости параметра шероховатости поверхности от компонент вибрации (виброскорости и виброускорения), позволяющие прогнозировать вибрационные и качественные характеристики на стадии проектирования нового оборудования. Разработан метод определения параметра технологических свойств древесины на основе имитационного твердотельного моделирования методом конечных элементов в программной среде БоНсГУУогкз, который находится в диапазоне у/ = 0,85 т 1,70. На основании разработанных теоретических положений создана прикладная программа «SHAFT» для динамического анализа конструкторских решений механизмов деревообрабатывающих станков на стадии проектирования.

В результате моделирования вибрационных процессов в прикладной авторской программе «SHAFT» в зависимости от основных линейно-массовых характеристик и допусков шпиндельных сборок можно сделать следующие выводы: при увеличении длины консоли шпинделя компоненты вибрации (виброскорость и виброускорение) увеличиваются, а с ростом расстояния между опорами эти показатели снижаются, что связано с понижением и увеличением жесткости соответственно; увеличение допуска на размер, эксцентриситета и радиального биения существенно повышает вибрационные показатели, в связи с тем, что снижается устойчивость шпинделя; число тел качения также заметно влияет на виброактивность, между которыми, существует прямая зависимость.

Выполнено контрольное моделирование динамики работы шпинделя на основании дифференциального уравнения вынужденных колебаний, в результате решения которого методом Рунге-Кутта были получены значения амплитуды виброперемещения 1,3- 10 б м, и-угловых колебаний 1,1- Ю-4 рад/м, что подтверждает виброустойчивость механизма резания.

На основании метода наименьших квадратов в математической среде Mathcad были получены уравнения регрессии для виброскорости, виброускорения и шероховатости от режимных факторов процесса фрезерования (частоты вращения, скорости подачи и глубины фрезерования) по которым получены функциональные зависимости шероховатости поверхности от компонент вибрации для наиболее точного их сравнения с экспериментальными зависимостями, полученными с использованием В-планов второго порядка В3.

Полученные зависимости требуют подтверждения посредством физического эксперимента.

Полученные ранее теоретические зависимости параметров виброактивности от конструктивных особенностей станка позволяют прогнозировать величины компонент вибрации, значения которых необходимо проверить экспериментально.

Компоненты виброактивности в основном зависят от конструкции станка и от режимных факторов процесса резания. Первое, решается при разработке механизмов на основе разработанной и существующей технологии проектирования. Следовательно, необходимо получить математические модели зависимости режимов обработки от выходных качественных параметров, для чего воспользуемся методом В-планов второго порядка для получения квадратичной регрессионной модели, базирующегося на методе наименьших квадратов, применение которого возможно, при подтверждении гипотезы о нормальном законе распределенияч варьируемых факторов. Поэтому первоначально требуется проверить нормальность распределения и найти число дублирующих экспериментов.

Для построения плана определимся с уровнем варьирования входных факторов (режимов обработки) определяющимися, в первую очередь, технической характеристикой экспериментальной установки (таблица 3.1).

Разработанная методическая сетка проведения экспериментов, представленная в приложении В, позволяет учитывать все основные влияющие факторы. Экспериментальная установка создана на базе универсального горизонтального консольно - фрезерного станка модели 6Т82Г-29, который соответствует требованиям норм точности и жесткости согласно ГОСТ 17734-88 [141] (рисунок 3.1). Техническая характеристика приведена в таблице 3.1.

Методика управления снижением виброактивности на основе динамической балансировки

Значения амплитуд виброскорости.и виброускорения отличаются от известных нормативов [4, 121] следующими значениями по классу вибрации 1 увеличена амплитуда виброскорости и виброускорения в 1,26-1,33 раза; для класса вибрации 3 уменьшены амплитуды виброскорости в 1,05-1,08 раза, а для амплитуды виброускорения в 1,05 раза. Для класса Н амплитуда виброскорости от 1,1 до 1,04. Для класса вибрации 5 нижний уровень виброскорости и виброускорения уменьшен в 1,05 раза. Большие значения изменения амплитуд виброскорости и виброускорения относятся к точкам базирования заготовки.

Снижение виброактивности выполняется различными методами: выбором и назначением скорости резания и скорости подачи и другими факторами режима резания; выбором конструкции режущего инструмента; конструктивной особенностью и динамикой работы станка. Первые три фактора проработаны в отечественной теории и практике деревообработки достаточно глубоко, а в динамике работы станка слабо освещены вопросы балансировки работающих валов и шпинделей деревообрабатывающих станков. Одним из наиболее эффективных методов снижения компонент вибраций является динамическая балансировка. Технологический дисбаланс не должен превышать допустимые значения остаточного удельного дисбаланса по ГОСТ ИСО 1940-1-2007 по классам точности балансировки О 2,5 - С 6,3. Известно, вибрация оказывает негативное влияние на механизмы станков, повышает интенсивность износа контактных пар, вызывает деструкцию опор качения и фундаментов, снижение качества обработки и другие. Для устранения технологического дисбаланса разработана методика динамической балансировки вращающихся деталей.

Считается, что снижение виброперемещения на 1мкм обеспечивает в технологии основного производства уменьшение: расхода затрат на планово- предупредительный ремонт до 20%, металлоемкость на 11%, энергетические затраты на 8%, затраты на безопасность труда на 7%, потребление ГСМ на 5%, снижения профессиональных болезней на 18%, простоев оборудования на 8%; повышает производительность труда на 13% и более, эффективность работы оборудования оценивается не менее 10 долларов на 1 единицу ремонтной сложности механической и электрической части оборудования.

Балансировка - это технологический процесс совмещения главной центральной оси инерции с осью вращения шпинделя. Балансировка для станочных механизмов выполняется корректировкой вращающихся масс. Для выполнения операции балансировки в собственных опорах, устранения технологического, эксплуатационного, конструктивного дисбалансов измеряют виброметром компоненты вибрации механизма. Измеряют амплитуду виброскорости в опоре при трех условиях [146]: - при отсутствии пробного груза, Ууг\ - после установки пробного груза в произвольной точке со стороны опоры с наибольшей вибрацией, Ууг\ - после установки этого же пробного груза в той же плоскости коррекции в диаметрально противоположной точке, Ууз. Угол места установки балансировочного груза определяют аналитическим или графическим методом, построением векторов УУ1, Уу2, Ууз. (рисунок 4.2). Порядок построения векторного треугольника включает следующие приемы: на горизонтали откладывают двойное значение вектора УУ1, после этого методом засечек с концов двойного вектора УУ1 проводят дуги с радиусами Уу2 и Ууз .Точка пересечения дуг представляет третью вершину треугольника со сторонами 2УУ1, УУ2, Ууз. С вершины треугольника, расположенного между сторонами Уу2 и Ууз строят медиану треугольника, получая вектор 7Кпр, представляющий амплитуду компонента вибрации от пробного груза. Пересечение медианы со стороной треугольника 2Vvl образует угол а, позволяющий определить место установки балансировочного груза.

Похожие диссертации на Улучшение качества фрезерованных деталей мебели на основе снижения вибрации технологического оборудования