Комплексний аналіз механічної системи «верстатний пристрій – заготовка»

Abstract

Ця стаття присвячена аналізу процесу базування та закріплення корпусних деталей у верстатних пристроях при оброблення на свердлильно-фрезерно-розточувальних верстатах. Характерною особливістю схем базування деталей цього типу є те, що одна з плоских поверхонь використовується як установлювальна база, забезпечуючи стійкість рівноважного положення, зручність базування та усунення вібрацій під час оброблення. У статті розроблено комплексну математичну модель системи «верстатний пристрій – заготовка» з огляду на технологічні особливості процесу базування та закріплення заготовки у верстатному пристрої. Запропоновано методику визначення жорсткості різального інструмента та функціональних елементів верстатних пристроїв. У результаті визначається статичний та динамічний аналіз заготовки у верстатних пристроях під дією просторової системи сил різання та закріплення. Також визначаються власні частоти системи «верстатний пристрій – заготовка» та форми вільних і змушених коливань, амплітудно-частотні характеристики.

Данная статья посвящена анализу процесса базирования и закрепления корпусных деталей в станочных приспособлениях при обработке на сверлильно-фрезерно-расточных станках. Характерной особенностью схем базирования деталей данного типа является то, что одна из плоских поверхностей используется как установочная база, обеспечивая устойчивость равновесного положения, удобство базирования и устранения вибраций при обработке. В работе разработана комплексная математическая модель системы «станочное приспособление – заготовка», учитывающая технологические особенности процесса базирования и закрепления заготовки в станочном приспособлении. Предложена методика определения жёсткости режущего инструмента и функциональных элементов станочных приспособлений. В результате определяются статический и динамический анализ заготовки в станочных приспособлениях под действием пространственной системы сил резания и закрепления. Также определяются собственные частоты системы «станочное приспособление – заготовка» и формы свободных и вынужденных колебаний, амплитудно-частотные характеристики.

Present work is devoted to locating and clamping of prismatic parts in fixtures during the machining on drilling-milling-boring machines. The special feature of locating schemes of parts of the present type is that one of the flat surfaces is used as a datum (3 contact points) ensuring stability, convenience of locating and vibration elimination during the machining process. Within the scope of the presented work, the comprehensive mathematical model of the system “fixture – workpiece” has been developed taking into account technological features of locating and clamping processes of workpiece in fixture. The methodology of determination of the rigidity of the cutting tool and functional elements has been proposed. As a result, the static and dynamic analysis of the workpiece in the fixture under the effect of spatial system of cutting and clamping forces is being determined. In addition, the free frequencies of the system “fixture-workpiece” and forms of the free and forced vibrations, frequency-response characteristics are being determined.