169 / 457
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
169
Рис.1. Торцовая фреза с регулируемым шагом зубьев
Предварительные опыты по фрезерованию жесткой стальной заготовки стандартной торцовой
фрезой на горизонтально-фрезерном станке мод. 6М82 показали, что возбуждение автоколебаний в
технологической системе происходит при работе с глубинами резания более 7…8 мм. С целью эко-
номии обрабатываемого материала было принято решение исследовать процесс обработки нежестких
заготовок, у которых возникновение автоколебаний происходит при небольших глубинах резания.
Это потребовало разработки специального приспособления, создающего нежесткость заготовки.
Наиболее простым конструктивным решением является упругая П-образная державка, закрепляемая
в тисах (рис. 2).На полке державки болтами закрепленазаготовка из стали 45 (HВ=207) размером
150х90х10мм. Регулировку жесткости приспособления в направлении подачи выполняли изменением
вылета державки из тисов.
Рис. 2. Экспериментальная установка:
1- торцовая фреза с регулируемым шагом зубьев, 2 - упругая П-образная державка, 3 – тисы станочные,
5 – заготовка, 6 – пьезоэлектрический датчик ускорения, 7 – токовихревой датчик перемещения,
8 – магнитная стойка
Опыты по обработке нежестких заготовок фрезой с переменным шагом зубьев проводили на
горизонтально-фрезерном станке мод. 6М82 на следующем режиме резания: n = 400 об/мин, Sмин =
500 мм/мин, t = 2 мм, В = 90 мм. Фрезерование встречное симметричное без применения СОЖ. Дей-
ствительная частота вращения шпинделя (измеренная с помощью токовихревого датчика, установ-
ленного напротив зубьев фрезы) составила n = 419,58 об/мин, а действительная скорость резания v =
164,77 м/мин = 2,746 м/с. Для создания чередующегося переменного шага четные зубья фрезы сдви-
гали в одном направлении относительно их равномерного расположения на величину от 0°до 10° с
дискретностью 1°, а угловое положение нечетных зубьев оставалось неизменным. Таким образом,
было проведено 11 опытов. Каждый опыт повторяли 3 раза. Порядок проведения опытов рандомизи-
ровали. При проведении опытов вылетиз тисов П-образной державки с закрепленной заготовкой со-
ставил 140 мм, а собственная частота колебаний в направлении подачи – 151 Гц.
В ходе опытов колебания заготовки в направлении пониженной жесткости регистрировали с
помощью бесконтактного токовихревого датчика мод. АР2000А-08.05.0, установленного с зазором
1,6 мм, и для контроля – контактным пьезоэлектрическим датчиком ускорения мод. 1ПА-6В. Сигна-
лы с датчиков через аналого-цифровой преобразователь мод. ZETLab 210 поступали на персональный
компьютер, на экране которого отображались виброграммы колебаний заготовки. Для определения
частотного спектра колебаний числовые массивы данных каждой виброграммы подвергали анализу
Фурье с помощью программного комплекса «MatLab».