Ефективність кінематичного дроблення стружки на токарному верстаті з ЧПК

Анотація

При токарній обробці багатьох матеріалів, особливо таких, як високолеговані сталі і ряд сплавів кольорових металів, зазвичай утворюється зливна стружка, яка захаращує робочу зону верстата та є травмонебезпечною для робітника. Одним ефективних і надійних способів дроблення стружки при токарній обробці є вібраційне різання, коли на рівномірний рух інструменту відносно деталі в процесі точіння накладається додатковий вібраційний рух інструменту. При правильному виборі напряму коливань, їх частоти та амплітуди, вібраційне різання дозволяє надійно і ефективно дробити стружку. Найбільш ефективно при поздовжньому точінні відбувається дроблення стружки з використанням коливальних рухів різця в напрямку поздовжньої подачі. Результатами математичного моделювання на розробленій математичній моделі динамічної системи інструменту токарного верстата, що враховує конструктивні особливості вібраційного приводу з передаточним механізмом різцетримача у вигляді пружного елементу спеціальної просторової конфігурації для забезпечення направленого вібраційного руху різця, показано, що суттєвий вплив на ефективність процесу утворення сегментної стружки має вибір форми, місця розташування і величини жорсткості зони пружного корпуса різцетримача відносно напрямку зовнішнього навантаження на різальний інструмент. Для забезпечення необхідного амплітудно-частного діапазону коливань різця запропоновано використання різцетримача з пружною частиною у вигляді прорізної пружини направленої жорсткості та використання штатного приводу інструментального шпинделя верстата з ЧПК. Розробкою та дослідженням математичної моделі пружної системи інструменту визначені умови, при яких незалежно від режимів різання та властивостей оброблювального матеріалу відбувається надійне дроблення стружки.

Ключові слова: дроблення стружки, вібраційне різання, математична модель, прорізна пружина різцетримача.