Рассматривается проблема устойчивости траекторий формообразующих движений при алмазном выглаживании. Предлагаются уравнения динамики, на основе анализа которых определены механизмы и условия потери устойчивости. При анализе устойчивости рассматривается уравнение в вариациях относительно точки равновесия, задаваемой технологическими режимами и внешней постоянной силой, определяющей внедрение наконечника в заготовку. На основе этого предлагается способ настройки технологической системы по динамическим параметрам. Он позволяет выбрать рациональные значения усилия прижима алмазного наконечника к обрабатываемой детали, его геометрию, параметры инструмента и технологические режимы. Показано, что по мере сближения наконечника инструмента с заготовкой система становится более склонной к потере устойчивости. Потеря устойчивости зависит также от радиуса алмазного наконечника и технологических режимов.
процесс алмазного выглаживания, устойчивость процесса
Введение. Методы обработки деталей поверхностным пластическим деформированием достаточно распространены. Они позволяют управлять шероховатостью поверхности, остаточными напряжениями, микротвёрдостью, а также их распределением в приповерхностном слое и др. В результате изменяется износостойкость деталей, контактная выносливость, коррозионная стойкость [1‒5]. Выглаживание, как один из методов отделочно-упрочняющей обработки, осуществляется специальным инструментом-выглаживателем, который скользит под определённым давлением по обрабатываемой поверхности, пластически деформируя её, сглаживая при этом микронеровности (следы от предыдущей обработки) и уплотняя поверхностный слой. Поверхности, обработанные алмазным выглаживанием, обладают высокой износостойкостью при образовании пар трения и высокой усталостной прочностью. Однако все эти факторы имеют место в том случае, когда траектории движения инструмента относительно заготовки являются устойчивыми. В противном случае рассматриваемый процесс, как правило, сопровождается автоколебаниями, параметры которых ухудшают качество формируемой поверхности. В статье ставится задача определить факторы, влияющие на устойчивость процесса выглаживания. При этом рассматривается устойчивость траекторий движения вершины наконечника алмазного выглаживателя относительно образца.
1. Шнейдер, Ю. Г. Технология финишной обработки давлением / Ю. Г. Шнейдер. - Санкт-Петербург : Политехника, 1998. - 414 с.
2. Торбило, В. М. Алмазное выглаживание / В. М. Торбило. - Москва : Машиностроение, 1972. - 104 с.
3. Заковоротный, В. Л. Динамическая диагностика процесса обработки методами поверхностного пластического деформирования / В. Л. Заковоротный, В. С. Минаков, М. М. Ханукаев // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2012. - № 1 (62), вып. 2. - С. 38-45.
4. Zakovorotny, V. L., Bordatchev, E. V., Subramaniam, K. S. Dynamic diagnostic of tribological contacts. Zagadnienia eksploatacji maszyn, 1994, vol. 29, рp. 3-8.
5. Папшев, Д. Д. Отделочно-упрочняющая обработка пластическим деформированием / Д. Д. Папшев. - Москва : Машиностроение, 1978. - 152 с.
6. Заковоротный, В. Л. Динамика трибосистем. Самоорганизация, эволюция / В. Л. Заковоротный. - Ростов-на-Дону : Изд-во Дон. гос. техн. ун-та, 2003. - 502 с.
7. Заковоротный, В. Л. Введение в динамику трибосистем / В. Л. Заковоротный, В. П. Блохин, М. И. Алексейчик. - Ростов-на-Дону : ИнфоСервис, 2004. - 680 с.
8. Шаповалов, В. В. Амплитудно-фазочастотный анализ критических состояний фрикционных систем / В. В. Шаповалов [и др.]. - Москва : Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2010. - 383 с.
9. Zakovorotny, V. L., Samosudov, A. A. The problems of managing the evolution of the dynamic system, interacting with the environment. Engineering and automation problems, 2006, special iss., pp. 78-90.
10. Заковоротный, В. Л. Влияние структуры сил на устойчивость движения механической системы, взаимодействующей с трением / В. Л. Заковоротный, В. Е. Ступин // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия : Технические науки. - 2007. - № 1. - С. 83-90.
11. Заковоротный, В. Л. Устойчивость эволюционной траектории механической системы, взаимодействующей с трибосредой / В. Л. Заковоротный, Нгуен Донг Ань, Фам Динь Тунг // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2007. - Т. 7, № 4 (35). - С. 425-440.
12. Заковоротный, В. Л. Условия потери устойчивости движения механической системы, взаимодействующей с трибосредой / В. Л. Заковоротный, А. Д. Лукьянов, В. Е. Ступин // Вестник Дон. гос. техн. ун-та. - 2007. - Т. 7, № 3 (34). - С. 283-291.
13. Zakovorotny, V. L., Marchak, M., Usikov, I. V., Lukyanov, A. D. Interrelation between tribosystem evolution and parameters of dynamic friction system Journal of Friction and Wear, 1998, vol. 19, pp. 54-64.
14. Заковоротный, В. Л. Влияние асимметрии динамических характеристик системы, взаимодействующей со средой, на устойчивость стационарных траекторий / В. Л. Заковоротный // Известия Южного федерального университета. Технические науки. - 2006. - Т. 61, № 6. - С. 111-120.
