В настоящее время в литературе отсутствуют сведения о влиянии динамики процесса резания на развитие дефектного слоя при абразивной обработке изделий из хрупких неметаллических материалов. Для изучения этого процесса необходимо иметь точные данные о влиянии и состоянии элементов системы СПИД на виброустойчивость системы при обработке конкретных изделий. Поэтому целью настоящей работы является определение основных источников возникновения вибраций при алмазном шлифовании крупногабаритных изделий из ситаллов и их влияния на обеспечение требуемой точности обработки.
Обрабатываемая деталь представляет собой полое тело вращения сложной пространственной формы, длиной 1 м с максимальным наружным диаметром 350 мм и толщиной стенки готового изделия 7 мм при толщине стенки обрабатываемой заготовки 20 мм.
Первым шагом изучения динамических характеристик процесса резания детали был анализ состояния оборудования, на котором ведется обработка. Шлифованию подвергаются как наружная, так и внутренняя поверхности изделия. Схема наружной обработки детали на модернизированном станке модели РТ117 представлена на рисунке.
Рисунок – Схема наружной обработки изделия
Особое внимание было уделено исследованию виброустойчивости коробки скоростей, шпинделя станка с приспособлением, в котором крепится обрабатываемая деталь. В результате было выявлено, что сама коробка скоростей достаточно виброустойчива и не оказывает существенного влияния на точность обработки. Было установлено, что основное внимание необходимо уделить состоянию самого шпинделя, учитывая закрепленное в нем основное приспособление, и динамике шлифовального круга агрегатной головки. На данном этапе исследований влияние вращения обрабатывающего инструмента на виброустойчивость системы было учтено опосредованно через силы резания. Учитывая всё вышеперечисленное, расчетным путём было подтверждено, что наибольшее влияние на точность обработки оказывают вынужденные колебания шлифовального круга, зависящие от схемы резания, в сочетании с жесткостью приспособления с изделием. В качестве мероприятий, уменьшающих вибрации, можно предложить увеличение скорости резания до 42 м/с, что соответствует частоте вращения шпинделя агрегатной головки 4000 об/мин, которая является приемлемой.
Окончательное заключение о влиянии того или иного элемента системы СПИД на точность обработки и качество получаемой поверхности можно будет сделать после учета воздействия на динамические характеристики процесса обработки нестабильности конфигурации самой шлифуемой детали, а также изменением места контакта круга и заготовки по ее длине. Поэтому дальнейшие исследования будут посвящены учёту указанных выше факторов, включая конструкцию приспособления, уровня и направленности распределённой нагрузки по поверхности контакта заготовки и шлифовального круга, которые зависят от выбранной схемы обработки.