تجدید نظر در نوسانات مماس ابزار برای تشکیل ریزگردها سطح قطعه کار

Aleksandr Vladimirov 1 ، Andrey Afonin 2 ، Alexey Makarov 3 ، Aa Titova 4

1 ، 2 ، 3 ، 4 مؤسسه فن آوری استاری اسكول به نام A. A. Ugarov (شعبه) Nust "Misis" ، Stary Oskol ، روسیه نامگذاری شده است

1 نویسنده مسئول

Vibroengineering Procedia ، جلد. 32 ، 2020 ، ص. 1-5https://doi. org/10. 21595/vp. 2020. 21361 دریافت 27 فوریه 2020 ؛پذیرفته شده 5 مارس 2020 ؛منتشر شده 29 ژوئن 2020

چهارمین کنفرانس بین المللی مهندسی مهندسی در سن پترزبورگ ، روسیه ، 29 ژوئن - 1 ژوئیه 2020

کپی رایت © 2020 Aleksandr Vladimirov ، et al. این یک مقاله دسترسی آزاد است که تحت مجوز انتساب Creative Commons توزیع شده است ، که امکان استفاده ، توزیع و تولید مثل نامحدود در هر رسانه را فراهم می کند ، مشروط بر اینکه کار اصلی به درستی ذکر شود.

استناد

A. Vladimirov ، A. Afonin ، A. Makarov ، and A. Titova ، "تجدید نظر در نوسانات مماس ابزار برای تشکیل ریزگردها از سطح قطعه کار ،" Vibroengineering Pression ، جلد. 32 ، صص 1-5 ، ژوئن 2020 ، https://doi. org/10. 21595/vp. 2020. 21361

کنفرانس های ما

این مقاله بر امکانات استفاده از نوسانات مماس ابزار برای تشکیل یک ریزگردها از سطح قطعه کار متمرکز شده است. نمودار مسیر نوسان ابزار برش در هنگام چرخش ارتعاش ارائه شده است. طرح محاسبه مقادیر دو مؤلفه نوسان مماس ارائه شده است. عکسهای سطوح به دست آمده توسط ماشینکاری قطعات کاری با استفاده از چرخش ارتعاش ارائه شده است. نتایج حاصل از مدل سازی میکروژومتری سطح تحت چرخش با تحمیل نوسانات مماس ابزار ارائه شده است. وابستگی ارتفاع میکروژومتری سطح به سرعت چرخش قطعه کار و فرکانس نوسان ابزار تعیین می شود. عواملی که بر تشکیل میکروژومتری سطح کار تأثیر می گذارد مشخص شده است.

• اشکال مختلف میکروژومتری سطوح ماشینکاری در نتیجه آزمایشات در مورد درمان ارتعاش قطعات کار به دست آمد
• مدل های سطوح در فرکانس های مختلف نوسان برای آزمایش های انجام شده در مورد چرخش ارتعاش با مدل سازی در برنامه Kompas-3D به دست آمد
• بر اساس مدلهای هندسی به دست آمده از سطوح ، نمودارهای ارتفاع زبری سطح H در فرکانس نوسانات ابزار برش f برای سه سرعت چرخش قطعه کار ساخته شده است
• تعیین دامنه بهینه مقادیر فرکانس نوسان ابزار
• مقادیر بهینه فرکانس نوسان

واژه های کلیدی: چرخش ارتعاش ، دامنه نوسان ، فرکانس نوسان ، میکروژومتری سطح ، ریزگرد سطح ، زبری سطح ، نوسانات مماس.

1. معرفی

مشخص شده است که در چرخش طبیعی زبری سطح ماشینکاری به دلیل حرکت محوری نوک برش تشکیل می شود. اندازه و شکل میکرو iRegurities سطح ماشینکاری متشکل از پشته های باقیمانده با سرعت خوراک و شکل نقطه برش تعیین می شود. مکانیسم تشکیل زبری سطح به دلیل حرکت نوسان در زیر چرخش ارتعاش به طور قابل توجهی متفاوت خواهد بود.

روش چرخش ارتعاش با استفاده از نوسانات مماس ، راندمان کافی برای درمان مواد با برش نشان داد. مهمترین مزایای ارائه شده توسط این روش کاهش زبری سطح ، خرد کردن تراشه و کاهش نیروهای برش در هنگام تبدیل مواد سخت برش خورده و سطوح ساخته شده است.

2. آزمایشات

چرخش ارتعاش با تحمیل نوسانات هارمونیک مماس از نوع آونگ به نوک برش شامل دو مؤلفه است: طبیعی A R و مماس A τ. مسیر نوسانات نوک برش توسط طرح معمولی ارائه شده در شکل 1 توضیح داده شده است.

طرح برش تغییر مسیر نوک نوک در هر دوره نوسان ارائه شده در شکل 1 نشان داده است که تأثیر اصلی نوسانات برش بر سطح تحت درمان با جهت مماس A τ ، و کمکی در حالت عادی است. بر اساس این که مؤلفه مماس برابر با دامنه نوسانات است و مقدار Overhang ابزار مشخص است ، مؤلفه طبیعی دامنه نوسان را می توان از یک مثلث مستطیل شکل یافت ، که طرح محاسبه آن در شکل 2 نشان داده شده است.[1]

اشکال مختلف میکروژومتری سطوح ماشینکاری در نتیجه آزمایشات در مورد درمان ارتعاش قطعات کار به دست آمد. آثار نوسان برش به شکل پیازچه های شعاعی پس از چرخش ارتعاش بر روی سطح ماشینکاری مشاهده شد. طول پیازچه ها با مقدار دامنه لرزش مطابقت دارد ، و عرض و شعاع موجود در سطح مقطع به پارامترهای هندسی ابزار بستگی دارد. شکل 3 [2].

شکل 1. برش طرح مسیر نوسان نوک

شکل 2. طرح محاسبه معمولی مماس A τ و اجزای طبیعی یک نوسانات نوک برش

شکل 3. اثری از Normal A R و مماس A τ تحت تأثیر قرار می گیرد و تحت تأثیر (O)) - نمونه شماره 1 ؛ب) - نمونه شماره 2 ؛ج) - نمونه شماره 3

а) A = 50 میکرون ، F = 80 و 50 هرتز

b) A = 70 میکرون ، F = 50 ، 60 و 70 هرتز

ج) A = 100 میکرون ، F = 25 ، 20 ، 15 ، 10 و 5 هرتز

3. نتایج

استفاده از روش چرخش ارتعاش اجازه می دهد تا دو طرح میکروژومتری زبری سطح را بر روی سطح ماشینکاری که مطابق با چرخش طولی توسط برش و فرز توسط آسیاب استوانه ای شکل 4 است ، فراهم کند.

شکل 4. طرح محاسبه میکرو پروفیل سطح ماشینکاری: O) تحت چرخش. ب) زیر فرز

با مطالعه تأثیر نوسانات ابزار در تشکیل زبری سطح ، لازم است دو طرح محاسبه شکل گیری مشخصات زبری در هواپیما به موازات و عمود بر محور قطعه کار شکل 3 را در نظر بگیریم. نوسانات ، مورد دوم نشان دهنده تأثیر نوسانات برش بر سینماتیک برش است و مطابق با طرح تشکیل زبری سطح در زیر فرز توسط یک آسیاب استوانه ای است. تحمیل این حرکات برش در فضا منجر به کاهش زبری سطح در مقایسه با چرخش بدون نوسانات ابزار خواهد شد.

از شکل 3 مشاهده می شود که سطح بعد از چرخش ارتعاش دارای زبری مقیاس شکل است.

مشخص شد که مکانیسم تشکیل میکرو پروفیل ترکیبی از سطح ماشینکاری در یک همبستگی مشخصی از پارامترهای فرکانس دامنه نوسانات مماس از ابزار برش و حالت برش وجود دارد. مدل سازی چنین فرم میکروژومتری سطحی با کمک مدل سازی سه بعدی سینماتیک حرکت ابزار امکان پذیر است.

مدل های سطوح در فرکانس های مختلف نوسان برای آزمایش های انجام شده در چرخش ارتعاش با مدل سازی در برنامه Kompas-3D شکل 5 به دست آمد.

شکل 5. نمای سطح در مدل سازی سه بعدی ابزار برش تأثیر مماس بر قطعه کار تحت درمان: а) A = 10 میکرون ، F = 23،9 هرتز ؛b) a = 50 میکرون ، f = 80 هرتز ؛ج) A = 70 میکرون ، F = 70 هرتز

بر اساس قطعات ارائه شده از مدلهای سطحی به دست آمده از مدل سازی چرخش ارتعاش ، بدیهی است که سطح به دلیل تأثیر مکانیکی پیچیده ابزار برش به سطح قطعه کار تحت درمان ، از جمله حرکت طولی خوراک ، مماس تشکیل شده است. یک τ و یک مؤلفه طبیعی نوسانات. این نوع نفوذ یک میکرو پروفیل مقیاس شکل در قطعه کار با عناصر معمولی برای چرخش و فرز تشکیل می دهد. با این حال ، لازم به ذکر است که چنین شخصیتی از شکل گیری میکرو ایرآموزی های سطحی فقط در ترکیب های خاصی از حالت های برش و ویژگی های دامنه فرکانس نوسانات آونگ مماس امکان پذیر است.

بر اساس مدلهای هندسی به دست آمده از سطوح ، نمودارهای وابستگی ارتفاع سطح H که تأثیر اساسی در زبری سطح R z دارد ، بر فراوانی نوسانات ابزار برش F شکل 6 ، برای سه سرعت چرخش قطعه کار ساخته شده است [2].

با تجزیه و تحلیل وابستگی های به دست آمده ، لازم به ذکر است که مقادیر فرکانس های نوسان را می توان به دو گروه تقسیم کرد: گروه اول با حداکثر ارتفاع میکرو ایرآموزی های سطح و گروه دوم که مطابق با حداقل ارتفاع است مطابقت دارد.

تقریب لگاریتمی نشان داده شده توسط Eq..

همچنین لازم به ذکر است که برای هر سرعت چرخش قطعه کار لازم است که دامنه بهینه فرکانس نوسان ابزار را تعیین کند ، که در آن شرایط به دست آوردن حداقل ارتفاع میکرو اریگولارهای سطح مشاهده می شود. تعیین دامنه فرکانس نوسان بهینه به استفاده از چنین فرکانس هایی می رسد که در آن تعداد نوسانات ابزار برش در هر یک از انقلاب قطعه کار ، چند مورد از مقدار انتگرال تعریف شده است.

شکل 6. وابستگی به ارتفاع میکروآمیداری H به فرکانس نوسان f

تعیین دامنه بهینه مقادیر فرکانس نوسان ابزار بر روی Eq انجام شد.(2):

جایی که F - ابزار برش فرکانس نوسان مماس ، هرتز ؛N - سرعت چرخش قطعه کار تحت درمان ، هرتز ؛I N T - ضریب مسئول تعداد نوسانات ابزار مماس در هر انقلاب قطعه کار.

لازم به ذکر است که تعیین مقدار تعداد نوسان بر اینگونه وابستگی تحت قطر ثابت قطعه کار ماشینکاری امکان پذیر است.

در نتیجه وابستگی Eq.(2) ، عدد صحیح متعدد به دست آمد که از آن فرکانس های نوسان بهینه مربوط به سه فرکانس انقلاب قطعه کار می توان محاسبه کرد:

1) برای 355 دور در دقیقه تعدد تعداد نوسان در هر یک از انقلاب قطعه 6 بود.

2) برای 450 دور در دقیقه - 8.

3) برای 560 دور در دقیقه - 9.

بر اساس چند برابر به دست آمده از فرکانس های نوسان و سرعت چرخش قطعه کار با قطر 50 میلی متر ، می توان جدول فرکانس های بهینه نوسانات را برای سرعت چرخش قطعه کار 355 ، 450 و 560 دور در دقیقه محاسبه کرد که در آنحداقل ارتفاع میکرو ارگان های سطح به جدول 1 شکل می گیرد.

ارتفاع میکرو اریگولارهای H = 0. 009 میکرون برای این حالت های تشکیل میکروژومتری سطح محدود است.

بنابراین ، به طور خلاصه نتایج مدل سازی سطح تحت چرخش لرزش ، می توان مشاهدات زیر را تدوین کرد که هم دامنه لرزش و هم فرکانس تأثیر معنی داری بر زبری سطح دارد. همچنین لازم به ذکر است که دامنه نوسان در یک محدوده خاص تأثیر دارد ، که در مورد فرکانس نوسان نمی توان گفت ، که در دامنه ثابت تأثیر بیشتری بر میکرو ارگان های سطح دارد.

بنابراین ، می توان نتیجه گیری واسطه ای را انجام داد که بر اساس راحتی کنترل پارامترهای فرکانس دامنه نوسانات مماس ، مناسب است که فرکانس نوسانات را در دامنه بهینه ثابت تغییر دهیم.

بنابراین ، برای تحقق تأثیر پیچیده حالت های تصفیه سطح و ویژگی های دامنه-فرکانس نوسانات مماس ، لازم است حداقل نسبت چرخش یک قطعه کار و نوسانات ابزار مربوط به سرعت چرخش خاص یک قطعه کار را مشاهده کنیم.

از این واقعیت که مطالعه لایه سطحی و تشکیل میکرو ارگانیک های سطحی به یکی از مهمترین شاخص های کیفیت هر دستگاه اشاره دارد ، می توان در نظر گرفت که استفاده از نوسانات مماس از ابزار برای شکل گیریمیکرو گرامت سطح ماهیت اساسی دارد [4 ، 5].

مطالعه ابزار نوسانات مماس به عنوان روشی برای تشکیل میکروژومتری سطح مرتبط است.