Obrabotka Metallov 2011 No. 4

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (53) 2011 28 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Т а б л и ц а 2 Спектр собственных частот стола (без обрабатываемой детали) Форма колебаний Собственная частота по оси, Гц Оптимальные конструкции Серийные конструкции x y z x y z 1 86,0 14,0 104,5 80,0 13,0 97,4 2 1451,9 1009,6 423,3 1451,9 1009,6 423,3 Т а б л и ц а 3 Сравнительные показатели качества несущей системы (серийная/оптимальная) Несущая система Форма колебаний Податливость по осям Масса K x K y K z Фрезерно-расточный станок 1 2 0,91 1,15 1,30 1,20 1,00 1,15 1,17 Поворотно-подвижный стол 1 2 1,01 1,02 1,02 1,01 1,02 1,02 1,12 Рис. 3. Формы колебаний фрезерно-расточного станка: а – по оси х , б – по оси y , в – по оси z Анализ форм колебаний несущей системы МС показывает, что в указанном диапазоне собственных частот наиболее интенсивными являются колебания стойки и шпиндельной бабки, а низшая частота колебаний стола опре- деляется массой собственно стола (паллета, сани), остальные частоты принадлежат стани- не. Спектр собственных частот оптимальной несущей системы сдвинут в область более вы- соких значений, нежели спектр частот серий- ного варианта. Исследование вынужденных колебаний В табл. 3 приведены результаты расче- тов динамики несущей системы станка. По- казатели качества серийного варианта МС даны в относительных величинах по от- ношению к соответствующим показателям станка с оптимальными несущими конструк- циями. В процессе исследования спектра собственных частот системы выделены две собственные формы, частоты которых наибо- лее близки к частоте вынуждающей силы (ω = = 2,83 Гц), соответствующей частоте враще- ния шпинделя 170 мин −1 . Сравнительные динамические расчеты (табл. 3) показали, что качество несущей систе- мы с оптимальными конструкциями в основном выше, чем у серийного варианта. Для несущей системы фрезерно-расточного станка имеет место улучшение на 30 % показателя податли- вости по оси y при одновременном снижении массы на 17 %. Если учесть, что при проек- тировании станка перемещение в зоне резания по оси y является лимитирующим (действу- ет наибольшая составляющая силы резания),