ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 120 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Во внутреннем регуляторе можно выделить два основных канала. Главное значение имеет контур, включающий передаточную функцию в разомкнутом состоянии [ ] { } 0 2 (0) ( ) , 0 ( ) 1 exp( ) 1 v F X P t W p Tp T p ρ − − + . Из выражения (9) следует, что за счет динамической связи частотные свойства преобразования сил в деформации изменяются. Изменения зависят от режимов и от параметров ( ) v ρ и (0) T . Рассмотрим три случая. 1. Пусть ( ) 0 v ρ = , тогда 0 , , ( ) ( ), i i f X F X W p W p = и { } Mod 0, ( ) i F X W p имеет три резонанса 0, , 1, 2, 3, i i ω = и два антирезонанса. Эффект приближения частотных характеристик ДСР к характеристикам подсистемы инструмента наблюдается и при малых значениях (0) P S и (0) P t . Таким образом, по изменению частотных характеристик подсистемы инструмента можно судить об изменениях параметров формируемой резанием динамической связи. При малых колебаниях главное значение имеет параметр ( ) v ρ . 2. Будем мысленно увеличивать ( ) v ρ . Из выражения (9) вытекает, что свойства системы будут принципиально меняться. В частности, на резонансах всплески амплитуд будут уменьшаться. К тому же max ρ < ρ , где max ρ – максимально допустимое значение, при котором система устойчива. Значение max ρ зависит от технологических режимов и параметров системы. При увеличении (0) P t значение max ρ уменьшается. Его значение зависит также от (0) T и 0 1 , ( ) F X W jω . 3. Если выполняется обычное для точения условие (0) (0) P P t S >> , то главное влияние на АЧХ оказывает { Mod 0 2 ( ) (0) , 0 ( ) 1 v F X P t W j T j ρ ω × × + ω [ ]} 1 exp( ) . Tj × − − ω Тогда существует такое множество частот ω∈ Δω, в котором [ ] 1 exp( ) 0 Tj ω∈ − − ω = Δω . Это связано с тем, что оператор [ ] 1 exp( ) Tj − − ω по мере увеличения частоты периодически обращается в ноль. Таким образом, множество ω∈ Δω определяется частотой вращения заготовки и кратными ей частотами. Это свойство приводит к преобразованию монотонно изменяющихся частотных характеристик к характеристикам типа гребенчатого фильтра. Мы можем сделать важный для дальнейшего анализа вывод: вариации параметров формируемой резанием динамической связи отображаются в изменениях частотных характеристик ДСР, т. е. канала, по которому передается информация о силовых взаимодействиях в зоне резания. Пример частотных характеристик. Рассмотрим изменение АЧХ при вариации ρ и (0) T для точения вала R =42,0 мм из стали 10ГН2МФА. Будем изучать АЧХ на основе численного моделирования в программном комплексе MATLAB – Simulink, а также экспериментально на основе прямого измерения ВАЭ в процессе резания (рис. 4, 5). При моделировании рассматривается силовое возмущение в виде «белого» шума. Технологические режимы без учета деформаций и возмущений: подача (0) 0,1 P S = ìì; глубина резания (0) 2, 0 P t = ìì и скорость резания (0) (0,5 3,8) / P V = … ì ñ. Обработка велась на модернизированном станке 1К62, снабженном регулируемыми приводами шпинделя и подачи. Вместо суппорта установлена измерительная система STD.201-1 для определения сил, вибрации и температуры. Параметры даны в табл. 1. Обобщенная масса 2 0, 015Þ / m= ⋅ êã ñ ìì. Параметры динамической связи приведены в табл. 2. Рассмотрим АЧХ, полученные на основе вычисления автоспектров деформаций (рис. 4) при силовом возмущении в виде «белого» шума. Светлыми круглыми точками обозначены резонансы, темными – антирезонансы. Отметим следующие особенности изменения АЧХ. 1. При малых ρ в спектре заметны три всплеска, которым соответствуют резонансы 0, i ω подсистемы. Между ними расположены антирезонансы. При ρ > 30…50 ì 2 êã/ì на изменение амплитуды накладываются гребенчатые спек-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1