Study of vibration stability of steel 60 shafts turning by cutters with disposable hard alloy plates

У кваліфікаційній роботі магістра розглянуті результати дослідження режимів вібраційної усталеності точіння при обробці на токарному верстаті валів із матеріалу сталь 60 різцями, які оснащені твердосплавними змінними непереточуваними пластинами. Метою роботи є підвищення ефективності вказаного процесу поздожного точіння валів на основі забезпечення при обробці вібраційної усталеності такого процесу. В кваліфікаційній роботі піддані аналізу існуючі дослідження щодо динамічних характеристик верстатів в процесі різання, які впливають істотною мірою на результуючі показники роботи обладнання, як власне і саме праці щодо динамічної характеристики процесу точіння. Проведення технологічних розрахунків щодо механічної обробки типової деталі «вал» із сталі 60 дали можливість отримання кращих схем формоутворення розглядуваної деталі, а також вибрати базову модель верстату для обробки. На основі варіантного відбору компонувального рішення раціонального характеру для токарного верстату здійснено кінематичне проектування приводу головного руху, а також розроблене конструювання коробки швидкостей зі шпиндельним вузлом. Відповідно до поставленої мети наукового пошуку показано, що методика досліджень вібраційної усталеності вимагає проведення динамічного розрахунку амплітудно – фазових частотних характеристик (АФЧХ) щодо розімкнутої системи за її передатною функцєю. У кваліфікаційній роботі проведена для прикладу розробка математичної моделі визначення амплітудних характеристик процесу поздовжнього точіння деталі вал, яка передбачає графічні залежності для дійсної та уявної 7 частин динамічної характеристики та поведінку амплітудно-частотної та фазово-частотної характеристик, розрахованих відповідно до розробленої в роботі компютерної програми. На основі представленої моделі побудови АФЧХ поздовжнього точіння валу показано, що для раціональної вібраційної усталеності процесу точіння валів із сталі 60 доцільно призначати оптимальні параметри режиму обробки з умови раціональної експлуатації різальних елементів,оснащених багатогранними твердосплавними непереточувальними пластинами при швидкостях різання 50...80 м/хв. При цьому обмеження по величині зносу грані пластини по задній поверхні становлять 0,6…0,7 мм. Проведені в роботі дослідження супроводжуються комп’ютерними розрахунками за оригінальними програмами. В кваліфікаційній роботі розроблені заходи, що стосуються охорони праці та безпеки життєдіяльності.The Master Qualification Paper deals with the research results of turning vibration stability conditions in lathe machining of steel 60 shafts by cutters with disposable hard alloy plates. The investigation goal lies in the process of turning machining increasing effectiveness on the base of providing of such process vibration stability in machining. The qualification paper analyzes present researches of machine dynamical characteristics in the process of cutting influencing significantly the equipment result work capacities as well as scientific papers dealing with the dynamical characteristic of the turning process. The technological calculations of the standard steel 60 shaft machining were provided allowing receiving the best shape forming schemes of the given work piece and to chose the basic machine tool model for machining. On the base of variant selection of rational structure decision of lathe the kinematic design of the main motion drive was carried out. In this way the speed box design with a spindle unit was developed. In accordance with the research goal it is shown that the research method dealing with the 8 vibration stability needs the dynamical calculation of amplitude and phase characteristics (APFC) to be carried out analizing the transfer function of an open system. The qualification paper is exemplified with the mathematical model development concerning the determination of amplitude characteristics of the work part – shaft- longitudinal turning. This model provides graphical dependances of real and imaging parts of dynamical characteristic as well as amplitude-frequency and phase-frequency characteristics calculated in accordance with the computer program developed in the paper. Based on the presented model of the longitudinal shaft turning APFC development it is shown that to provide the steel 60 shaft turning process vibration stability it is advisible to set the optimic machining regimes in condition of rational operation of cutting elements equipped with the Disposable hard alloy plates in 50…80 m/min cutting speeds. At the same time the restrictions towards the wear of the face of the plate on the rear surface are of the 0,6…0,7 mm value. The paper research is also conducted with original program computer calculations. The qualification paper contains the developed labor protection and life safety measures.Вступ. Аналітичний розділ. Дослідно-проектний розділ. Науково-дослідна частина. Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях. Загальні висновки. Бібліографія. Додатки