Влияние условий резания на параметры вибраций

Исследованиями установлено, что существует «критическая зона» скоростей резания, в пределах которой усиливаются автоколебания. Ширина «критической зоны» зависит от жесткости системы, ширины и толщины срезаемого слоя, геометрии инструмента и свойств обрабатываемого материала.

Экспериментальные исследования вибраций показали, что частота колебаний не зависит ни от режима резания, ни от геометрии инструмента, а определяется жесткостью и массой системы СПИД, возрастая при увеличении жесткости и уменьшении массы. В то же время амплитуда колебаний в отличие от частоты зависит не только от массы и жесткости колебательной системы, но и от рода обрабатываемого материала, геометрических параметров инструмента и режима резания. Постоянство частоты и переменность амплитуды колебаний при изменении условий резания свидетельствуют об автоколебательной природе вибраций.

Влияние элементов режима резания на амплитуду автоколебаний. Амплитуда автоколебаний зависит как от размеров срезаемого слоя, так и от скорости резания. При увеличении скорости резания вибрации сначала возрастают, а после достижения определенного значения скорости начинают уменьшаться. Чем больше подача, тем меньше величина скорости резания, начиная с которой вибрации уменьшаются.

При увеличении глубины резания (ширины срезаемого слоя) амплитуда автоколебаний увеличивается. Влияние подачи на вибрации меньшее, чем скорости и глубины резания. С увеличением подачи (толщина срезаемого слоя) вибрации уменьшаются.

Влияние обрабатываемого материала на амплитуду автоколебаний. При обработке сталей, особенно вязких, вибрации сильнее, чем при обработке чугунов.

При увеличении твердости и предела прочности обрабатываемого материала вибрации уменьшаются.

Влияние геометрических параметров инструмента на амплитуду автоколебаний. Правильный выбор геометрии инструмента, особенно главного угла в плане ц, является наиболее простым способом уменьшения вибраций. Например, увеличение угла ц в 3 раза (с 30° до 90°) позволяет в ряде случаев повысить предельную глубину резания в 8 раз. Поскольку с увеличением главного угла в плане уменьшается ширина срезаемого слоя и увеличивается его толщина, то амплитуда колебаний уменьшается.

Сильное влияние на величину вибраций оказывает передний угол г, при уменьшении которого и переходе в область отрицательных значений амплитуда колебаний резко возрастает. Чем меньше передний угол, тем больше зона скоростей резания, при которых возникают вибрации.