Obrabotka Metallov 2009 No. 2

УДК 534.1 К ВОПРОСУ О РАССЕЯНИИ ЭНЕРГИИ ПРИ КОЛЕБАНИЯХ ОСЕВОГО РЕЖУЩЕГО ИНСТРУМЕНТА Ю.А. КРЯЖЕВ, доцент, канд. техн. наук, Е.С. ОГНЕВЕНКО, аспирант, Е.В. ТИТОВА, магистрант, АлтГТУ им. И.И. Ползунова, г. Барнаул Приведено решение задачи по определению демпфирующей способности колебательной систе- мы режущего инструмента на основе расчета обобщенного логарифмического декремента колеба- ний. Рассмотрен пример экспериментального определения логарифмического декремента колеба- ний осевого режущего инструмента. The decision of a task by definition of dissipating ability of oscillatory system of cutting tool is given on the basis of calculation of the generalized logarithmic decrement of fluctuations. The example of experimental definition of logarithmic decrement of fluctuations of the axial cutting tool is considered. КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ОСЕВОЙ РЕЖУЩИЙ ИНСТРУМЕНТ, АВТОКОЛЕБАНИЯ, ДЕМПФИ- РУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ, ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ ДЕКРЕМЕНТ КОЛЕБАНИЙ. На сегодняшний день актуальным направле- нием в области обработки материалов резанием является изучение колебательных процессов, в том числе автоколебаний элементов техноло- гической системы станка. Как правило [1, 2, 3 и др.], для описания доминирующей колеба- тельной системы пользуются системой диф- ференциальных уравнений. Движение осевого режущего инструмента, например, спирального сверла в крутильном и продольном направле- нии, можно описать следующей системой урав- нений: , , φ ϕ ϕ ηϕ ϕ ϕ x x I j j x M mx hx cx c P            (1) где P , M – соответственно осевая сила (Н) и крутя- щий момент (Нм); m , I – приведенная масса (кг) и приведенный момент инерции (кг ⋅ м²) спирально- го сверла; h , η – коэффициенты демпфирования в продольном (Н ⋅ с/м) и крутильном (Нм ⋅ с/рад) направлении; c , j – коэффициенты жесткости в продольном (Н/м) и крутильном (Нм/рад) направ- лении; c x , j x – коэффициенты координатной свя- зи в продольном (Н/рад) и крутильном (Нм/м) направлении, учитывающие взаимное влияние осевой силы и крутящего момента; x , φ – осевое смещение (м), вызванное приложением осевой силы, и крутильное смещение (угол раскручива- ния спирального сверла, рад), вызванное прило- жением крутящего момента. Демпфирующие свойства колебательной си- стемы во многом определяют качественную и количественную адекватность математической модели. Целью настоящей работы является опре- деление демпфирующей способности колеба- тельной системы осевого режущего инструмента на примере спирального сверла. При определении коэффициента демпфи- рования колебательной системы спирального сверла необходимо учесть: влияние коэффици- ентов трения между передней поверхностью инструмента и стружкой; задней поверхно- стью, ленточкой инструмента и поверхностью заготовки; коэффициента внутреннего трения в материале спирального сверла; рассеяния энергии в зоне упруго-пластического дефор- мирования. Наличие перечисленных выше факторов весьма усложняет эксперименталь- ное определение логарифмического декре- мента колебаний при расчете коэффициента демпфирования. ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ КОЛЕБАНИЯ № 2 (43) 2009 25