3.2. Процесс резания (№ 1)

При фрезеровании заготовки погрешность обработки – Δ_О вызвана упругими деформациями системы станок – приспособление – инструмент – деталь (СПИД) и зависит от колебаний составляющей силы резания P_X. Колебание силы P_X обусловлено изменением глубины резания t_П, мм. Погрешность обработки Δ_О определяется по выражению:

, (3)

где w – податливость системы шпиндель – стол, мкм/кН;

P_X – составляющая силы резания, направленная вдоль стола фрезерного станка, Н.

Сила P_X определяется по уравнению [3]:

, (4)

где С_р – коэффициент, учитывающий особенности условий обработки;

x, y, λ, q, ν – показатели степени, определяют по соответствующим таблицам [3];

D, – диаметр фрезы, м;

z – число зубьев фрезы, шт;

B – ширина фрезерования, мм;

S_Z – подача на зуб, мм/зуб;

–скорость вращения шпинделя, об/мин;

V – скорость резания, м/мин.

Исходные данные для процесса резания (№ 1) принять по табл. А.1 в соответствии с вариантом задания на курсовую работу (табл. А.7).

Для заданной пары инструментального и обрабатываемого материалов по [3] выбираются значения коэффициентов и показателей степени: С_р = 8,25; x = 1,0; y = 0,75; λ = 1,1; q = 1,3; ν = 0,2. Податливость системы СПИД фрезерного станка 6Р12 (ширина стола 320 мм) w = 40мкм/кН.

Схема взаимодействия электропривода подачи стола фрезерного станка и ПР представлена на рисунке 3, технические данные элементов схемы представлены в табл. А.5 и А.6.

Необходимо произвести синтез САР погрешности обработки Δ_О с запасами устойчивости по фазе Δφ = 45°, по модулю ΔL6дБ, позволяющей стабилизировать погрешность обработки Δ_О с точностью Δ_З = 0,1%Δ_Р при изменении t_П в заданных пределах от t_Пmax до t_Пmin.

3.3. Процесс резания (№ 2)

Минимум интенсивности изнашивания режущего инструмента обеспечивается при оптимальной температуре резания θ_О. При точении жаропрочного сплава ХН77ТЮР резцом ВК6М с параметрами заточки: радиус при вершине резца r_В = 1 мм; передний угол резца γ = 0°; главный α и вспомогательный α₁ задние углы резца α = α₁ = 10°; главный φ_Р и вспомогательный φ_Р1 углы в плане резца φ_Р = φ_Р1 = 45°. Оптимальная температура резания θ_О составляет 720°С. Температура резания θ для данной пары «инструмент – деталь» определяется выражением [11]:

. (5)

Колебание напряжения промышленной сети (±10% номинального значения 380В) может вызывать отклонение расчетных значений скорости вращения шпинделя n_ДШ и скорости вращения двигателя механизма подачи n_ДП на ±10% заданного расчетного значения, в результате чего температура резания может отклоняться от расчётной температуры. Кроме того, изменение величины глубины резания t_П в пределах t_Пmax… t_Пmin так же может вызывать отклонение температуры в зоне резания.

Оптимальную температуру резания θ_О можно поддерживать с заданной точностью следующим образом.

1. Изменяя скорость резания V за счет регулирования скорости вращения шпинделя n_ДШ при неизменном задании подачи S_З. Однако фактическое значение подачи S может отклоняться от заданного значения S_З в пределах ±10%S_З по причине колебания напряжения промышленной сети.

2. Изменяя величину подачи S за счет регулирования скорости вращения двигателя механизма подачи n_ДП при неизменном задании скорости резания V_З. Однако фактическая скорость резания V может отклоняться от заданного значения V_З в пределах ±10%V_З из-за колебания напряжения промышленной сети.

Исходные данные для процесса резания (№ 2) принять по табл. А.2 в соответствии с вариантом задания на курсовую работу (табл. А.7).

Произвести синтез САР температуры в зоне резания с запасами устойчивости по фазе Δφ = 50°, по модулю ΔL6дБ, обеспечивающей заданную точность поддержания температуры, при заданных величинах возмущений. Схема взаимодействия электропривода и процесса резания представлена на рисунке 3, технические данные элементов схемы представлены в табл. А.5 и А.6.