Динамический расчет технологических систем
Контрольная работа - Разное
Другие контрольные работы по предмету Разное
Тольяттинский Государственный Университет
Кафедра Технология машиностроения
Практическая работа
по дисциплине Основы оптимизации
на тему Динамический расчет технологических систем
Выполнил: Козлов А.Н. группа ТМз-631
Проверил: Бобровский А.В.
Тольятти, 2010г.
Модель станка вертикально-фрезерного 675П
станок резание фреза жёсткость
Рис. 2.1: 1- Приспособление; 2 - Стол станка; 3 - Салазки;
- Консоль; 5 - Станина; 6 - Шпиндель.
Динамическая модель:
Рис.2.2: m1 - масса приспособления; m2 - масса салазок; m3 - масса стола; m4 - масса станины;
Массы и жёсткости элементов станка представлены в таблице 2.1:
Таблица 2.1
j1234Ki, Нм8,51072,61073,21079.8107mj, кг1505102702120
Расчет собственных колебаний элементов станка.
Собственные частоты элементов находятся из решения динамической матрицы:
[А]= [М] -1 [С], (2.2)
где [А] - динамическая матрица;
[М] - матрица масс элементов рассматриваемой системы
[С] - матрица жесткостей элементов рассматриваемой системы.
Составим матрицы масс и жесткостей элементов технологической системы и решим уравнение (2.2) с помощью компьютерной программы MathCAD. Результаты расчетов представлены далее.
Найдены собственные частоты элементов станка:
w1 = 729.482 c-1, w2 = 66.008 c-1, w3 = 300.776 c-1, w4 = 868,599 c-1
Полученные результаты можно применить, например, при определении резонансных частот и амплитуд. Для этого необходимо получить значения налагаемых параметров: частоты вращения шпинделя (для инструмента, имеющего зубья - частота входа-выхода зуба в материал) и силы резания.
Расчет проведем на примере торцевого фрезерования алюминиевой заготовки торцевой фрезой из быстрорежущей стали с числом зубьев 16.
Рассчитаем рекомендуемую скорость резания.
где Сv , q, m, x, y, u, p, Kv, - поправочные коэффициенты.
Обрабатываемый материал - алюминиевый сплав АЛ8 (ГОСТ 2685-63).
Инструмент - торцевая фреза со вставными ножами из быстрорежущей стали (по ГОСТ 1092-80)
Сv = 155; q = 0,25; х = 0,1; у = 0,4; u = 0,15; р = 0,1; m = 0,2.
D - диаметр фрезы; D = 160 мм.
В - ширина фрезы; В = 45 мм.
z - количество зубьев фрезы; z = 16.
Sz - подача на зуб; Sz = 0,3 мм.
t - глубина резания; t =2,5 мм.
Kv = 1.
Начальные параметры резания студент выбирает исходя из своего варианта задачи.
Рассчитаем частоту вращения фрезы.
Примем некоторые допущения. Рассчитанную частоту вращения нужно корректировать с учетом ряда частот вращения шпинделя для данного станка. Если же на станке бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя, то корректировка не нужна.
Рассчитаем силу резания.
Ср = 82,5; q = 1,1; х = 0,95; у = 0,8; u = 1,1; w = 0; Kmp = 1.
Вычислим налагаемую частоту входа-выхода зубьев wi :
щi=n*z=245,5*16=3928 1/мин
Для расчетов необходимы частоты, выраженные в 1/c: щi=65.47 1/c
Вычислим резонансные амплитуды для каждого элемента:
,
где w0 - собственная частота элементов системы.
Найдём частоту вращения шпинделя, при которой будет наблюдаться явление резонанса в приспособлении станка:
Вывод: при частоте вращения шпинделя n=700302.72 об/мин будет наблюдаться резонанс в приспособлении станка. Расчет является гипотетическим, так как кинематика станка 675П не позволяет развивать такую скорость вращения шпинделя. Однако в иных случаях определение резонансных частот позволяет избежать резонанса всей системы.