58 / 457
Механики XXI веку. №15 2016 г.
58
Препятствием интенсификации режимов чистового точения нежестких валов является возбу-
ждение автоколебаний, ухудшающих точность и качество обработанной поверхности, стойкость ин-
струмента и долговечность оборудования. Возбуждение автоколебаний связано с регенеративным
эффектом [1] и малой величиной фактического главного угла в плане радиусного лезвия на вершине
резца при точении с малой глубиной резания [2].С учетом достаточно широкого применения нежест-
ких валов в узлах и агрегатах различных машин изыскание способов подавления автоколебаний
представляет актуальную задачу современного машиностроения.
В практике заводов гашение автоколебаний при точении валов ведут путем применения лю-
нетов, демпферов и динамических виброгасителей различных типов [3…6], конструкции которых
часто громоздки, неудобны в эксплуатации и требуют дополнительных затрат времени на настройку,
снижающих производительность обработки.
Начиная с 70-х годов прошлого века для подавления регенеративных автоколебаний в техно-
логических системах (ТС) металлорежущих станков стали использовать модуляцию скорости резания
– ее низкочастотное периодическое изменение [7]. Ранее этот прием применяли для дробления слив-
ной стружки [8]. С тех пор исследования в этом направлении проводят как в России, так и за рубежом
[9…14 и др.].
Для модуляции скорости резания в большинстве упомянутых исследований использовали
системы числового программного управления станками. Вместе с тем на заводах эксплуатируют
большое количество металлорежущих станков без таких систем. Это определяет необходимость раз-
работки специальных устройств модуляции скорости резания для универсальных станков. С целью
исключения негативного влияния инерционности шпинделя эти устройства целесообразно распола-
гать в конце кинематической цепи привода главного движения станка, т.е. непосредственно на шпин-
деле.
Важнейшей задачей применения модулированной скорости резания является установление ее
рациональных параметров: характера, частоты и глубины. К настоящему времени этот вопрос изучен
недостаточно. Поэтому цель представленного ниже исследования заключается в решении этой задачи
для чистового точения нежестких валов с использованием механического устройства гармонической
модуляции.
Устройство спроектировано для токарно-винторезного станка мод. УТ16п, на котором оно ус-
танавливается вместо трехкулачкового патрона (рис. 1).
Рис. 1. Устройство модуляции скорости резания со снятым кожухом
Рис. 2. Кинематическая схема устройства модуляции скорости резания