АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ВИСОКОШВИДКІСНИХ ШПИНДЕЛЬНИХ ВУЗЛАХ МЕТАЛОРІЗАЛЬНИХ ВЕРСТАТІВ З ВРАХУВАННЯМ РІЗНИХ ВИДІВ НЕЛІНІЙНОСТІ

Анотація

Продуктивність та точність обробки деталей машин часто залежить від динамічних процесів, що виникають під час роботи верстата та здійснення процесу різання. Зростання вимог до інтенсифікації процесів обробки та якості виготовлення деталей машин призводить до необхідності оцінки та врахування усіх можливостей технологічної оброблювальної системи (ТОС) для забезпечення усталеності процесу обробки різання та підвищення її швидкодії. Однією з особливостей виникнення та існування автоколивальних процесів, найменш вивченими та небезпечними за впливом на усталеність ТОС, є нелінійність параметрів пружної системи верстата та процесів, що відбуваються при різанні. Тому для оцінки умов здійснення різання з усталеною обмеженою амплітудою коливань необхідний аналіз та врахування основних нелінійностей динаміки ТОС.

У статті виконано розгляд динамічних процесів у високошвидкісних обробних системах на прикладі високоточних шпиндельних вузлів, з аналізом і подальшим врахуванням різних видів їх не лінійності.

Для випадку високошвидкісної обробки шпиндельний вузол верстата наближається за умовами своєї роботи до схеми роботи роторної системи, в якій автоколивання можуть обумовлюватися дією неконсервативних сил циркуляційного типу, не пов’язаними з зовнішніми періодичними навантаженнями або будь-якими резонансними співвідношеннями: силами внутрішнього тертя, аеродинамічними та гідродинамічними силами в підшипниках ковзання та ущільненнях, електродинамічними та електромагнітними силами у електричних складових моторшпинделів.

Показано, що у випадку коли нелінійність пов’язана тільки з силами внутрішнього та зовнішнього тертя і коефіцієнти сил тертя не залежать від частоти, амплітуда і частота автоколивань (на відміну від лінійної системи) буде залежати тільки від співвідношення сил тертя.