59 / 457
Современные технологии и автоматизация в машиностроении
59
Кинематическая схема устройства приведена на рис. 2, а сборочный чертеж – на рис. 3. Уст-
ройство содержит оправку 1, закрепляемую с помощью шомпола в конусной расточке переднего
конца шпинделя станка. В расточке переднего конца оправки на подшипниках установлен вращаю-
щийся центр 2, служащий для поддержания заготовки 3. На оправке 1 размещена поперечная держав-
ка 4, несущая две шестерни 5, находящиеся в зацеплении с неподвижным зубчатым колесом 6, закре-
пленным на гильзе шпинделя. На осях 7 шестерен 5 закреплены два маховика 8 с размещенными в
них ползушками 9, одинаковое радиальное положение которых можно регулировать установочными
винтами 10. Оси ползушек через тяги 11связаны с поперечным поводком 12, передающим посредст-
вом врезных ножей вращение заготовке 3.
Устройство работает следующим образом. Вращение шпинделя через оправку 1 передается
державке 4, заставляя шестерни 5 обегать зубчатое колесо 6. Вращение шестерен 5 передается махо-
викам 8, которые совершают сложное вращение: вокруг своих осей и вокруг оси оправки. Оси пол-
зушек 9 через тяги 11увлекают поводок 12, заставляя его вращаться. Если положение осей ползушек
9 совпадает с осями вращения шестерен 5, то вращение поводка 12 будет равномерным. Чем больше
оси ползушек 9 смещены от своего центрального положения, тем больше глубина модуляции угловой
скорости вращения поводка, а следовательно и заготовки. Относительная частота модуляции за обо-
рот шпинделя fмод определяется соотношением чисел зубьев колеса z
1
и шестерен z
2
: (табл. 1).
Таблица 1
Соотношение чисел зубьев колеса z
1
и шестерен z
2
для разных значений
относительной частоты модуляции fмод
fмод
0.5
1
1.5
2
2.5
z1
33
50
57
67
71
z2
67
50
43
33
29
Исследование процесса точения с использованием устройства модуляции скорости резания
проводили на токарно-винторезном станке модели УТ16п (рис. 4). На задней бабке станка установлен
кронштейн для бесконтактных токовихревых датчиков модели АР2000А-08.05.0, которые регистри-
ровали горизонтальные и вертикальные колебания заготовки. Сигналы от датчиков через АЦП моде-
ли ZETLab 210 поступали на персональный компьютер, на экране которого отображались вибро-
граммы колебаний заготовки в вертикальном и горизонтальном направлениях. Для определения час-
тотного спектра виброграмм (рис. 5) числовые массивы данных подвергали анализу Фурье с помо-
щью программы из пакета «MatLab».
Для оценки эффективности подавления автоколебаний была проведена серия опытов по точе-
нию (n = 630 об/мин, S = 0,109 мм/об, t = 0,5 мм) заготовки из стали 45(HB=198) диаметром 20 мм и
длиной 427 мм, закрепленной в центрах. Обработку проводили без СОЖ токарным проходным рез-
Рис. 3. Сборочный чертеж устройства модуляции скорости резания