98
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
УДК 621.01
С.В. Балакин, А.М. Гуськов
ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ
ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ПОДДЕРЖАНИЯ
ВИБРАЦИЙ ИНСТРУМЕНТА
ДЛЯ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ
Предложена математическая модель, предназначенная для анали-
за вибрационного сверления глубоких отверстий ружейными свер-
лами с управляемой промежуточной опорой. Показана принципи-
альная возможность поддержания режима резания с сегментной
стружкой c помощью рассматриваемой схемы сверления. Указа-
ны технологические и конструкционные параметры, при которых
возможна реализация режимов прерывистого сверления.
E-mail:
gouskov_am@mail.ru
Ключевые слова:
глубокое сверление, вибросверление, динамическая
устойчивость, нелинейная динамика, уравнения образования новых по-
верхностей.
Получение глубоких точных отверстий является сложной техно-
логической задачей [1—4]. Основная проблема при сверлении ру-
жейными сверлами — образование непрерывной, так называемой
сливной стружки. При наложении на существующую технологиче-
скую схему сверления осевых вибраций можно добиться того, что
стружка будет сегментированной [1, 2]. Поскольку стебель инстру-
мента ружейного сверла представляет собой длинный и гибкий стер-
жень, то в процессе сверления неизбежны поперечные вибрации, ко-
торые, в свою очередь, вызывают осевые колебания конца стержня.
Прерывистого стружкообразования можно добиться путем синхрони-
зации автоколебаний стебля сверла, вызванных эффектом регенера-
ции при резании, с дополнительными вибрациями промежуточной
опоры. Для этого соответствующим образом должны быть подобра-
ны параметры системы — технологические и жесткостные. При этом
на первое место выходят вопросы построения адекватной математи-
ческой модели, чему и посвящена данная работа.
На рис. 1 изображена принципиальная схема сверления. Заготов-
ка закреплена в патроне и вращается с угловой скоростью
ω
.
Подача
заготовки в осевом направлении с линейной скоростью
v
осуществ-
ляется с помощью механизма подачи. Ружейное сверло закреплено в
патроне и остается неподвижным. Промежуточная опора может со-
вершать осевые колебания при использовании одного из специаль-
ных виброустройств — гидравлического, механического, электро-
магнитного или пьезоэлектрического. Для отвода стружки из зоны
резания предусмотрена циркуляционная система подачи смазочно-