рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Снижение шума в процессе резания металла.

Снижение шума в процессе резания металла. - раздел Высокие технологии, Шум технологического оборудования и методы борьбы с ним 1. Закономерности Возникновения Шума При Резании. В Настоящее Время ...

1. Закономерности возникновения шума при резании.

В настоящее время шумовые характеристики станков проверяются не только на холостом ходу, но и при резании. Снижение шума в процессе резания актуально потому, что скрежет и свист, возникаю­щий при резании, оказывает особенно сильное утомляющее воздействие на человека.

При резании шум возрастает из-за увеличения нагрузки на при­воды главного и вспомогательных движений (2-3 дБА) и увеличения уровней вибраций упругой системы (УС) станка вследствие ее взаимо­действия с процессом резания. Процесс резания всегда соп­ровождается шумом, т.к. часть энергии неизбежно расходуется на возбуждение упругих волн в УС. Особенно неприятен токарный шум, на 15-20 дБА превышающий обычные, уровни в диапазоне 2-4 кГц, часто возникающий при обработке тонкостенных деталей, при обработке чугу­на, бронзы, при отрезке, точении со снятием широких тонких стружек, выстое (остановке подачи инструмента). В подавляющем большинстве случаев тональный шум при резании является следствием автоколебаний, Автоколебания возникают в результате того, что при относительном движении резца по направлению силы резания последняя оказывается больше своих значений при обратном движении резца. В результате воз­никает разность работ и часть энергии, расходуемой на резание, за­трачивается на поддержание относительных колебаний инструмента. При обработке материалов с сыпучей струж­кой (чугуна, бронзы) демпфирования со стороны стружки оказывается недостаточно, что приводит к возникновению высокочастотных автоко­лебаний, сопровождаемых неприятным свистом. Аналогичные явления возникают и при обработке тонкостенных деталей. Здесь большой раз­мах относительных колебаний по нормали к поверхности резания обес­печивается колебаниями стенок обрабатываемой детали. Уровень то­нального шума особенно высок в случае близости собственных частот колебаний режущего инструмента и обрабатываемой детали, поскольку траектория относительного движения инструмента и детали особенно значительно вытягивается по нормали к поверхности резания.

Кроме неприятного шума высокочастотные автоколебания сущест­венно снижают стойкость режущего инструмента и ухудшают качество обработанной поверхности.

2. Методы устранения шума в процессе резания

Среди методов снижения шума при резании можно выделить сле­дующие: изменение геометрии режущей части инструмента, изменение режимов резания, применение СОЖ, увеличение жесткости системы СПИД, увеличение демпфирования режущего инструмента и обрабатывае­мой детали, применение специальных виброгасителей.

 

рис.7. Виброгасящая фаска

 

Изменение геометрии инструмента должно проводиться для ис­пользования виброгасящих фасок (рис. 7) шириной 0,1-0,3 мм с отрицательным задним углом 5-10° , выполняемых на главной режущей кромке инструмента, имеющей передний угол γ и задний угол α. Фаски о нулевым задним углом менее эффективны. Эффект от применения виброгасящей фаски объясняется тем, что она уменьшает задний угол и, увеличивает си­лу трения, которая за цикл колебаний совершает отрицательную рабо­ту, вычитающуюся из энергии, идущей на развитие колебательного процесса. Снижение интенсивности автоколебаний способствует увели­чению переднего угла и главного угла в плане φ. Наименьшие амплитуды вибраций отмечаются при работе с

φ 90°.

Для снижения высокочастотных автоколебаний при резании реко­мендуется избегать выстоя инструмента и резания со снятием широ­кой тонкой стружки, т.е. стремиться работать с меньшей глубиной и большей подачей. Устранения автоколебаний можно добиться уменьшением скорости резания или же ее значительным увеличением.

Однако такие изменения скорости невсегда возможны из-за снижения производительности, возникновения процессов наростообразования,

снижения стойкости инструмента, перегрева шпиндельных подшипников.

В ряде случаев применение СОЖ позволяет избавиться от тональ­ного шума при резании. Так применение СОЖ при сверлении чугуна уменьшает силы трения между направляющими ленточками сверла и устраняет свист, сопровождающий резание, снижая тональный шум на 5 - 10 дБ.

Увеличение жесткости системы СПИД способствует повышению запаса устойчивости динамической системы станка и снижает шум при резании. Уменьшение вылета инструментов, увеличение жест­кости крепления твердосплавных пластин, жесткости крепления заго­товки способствуют снижению тонального шума и общего уровня звука.

В тех случаях, когда перечисленные мероприятия не дают эффек­та приходится прибегать к дополнительному демпфированию колебаний УС станка. Демпфирование увеличивает рассеяние энергии за цикл колебаний, уменьшая тем самым амплитуду колебаний.

рис.8. Демпфирование колебаний державки комплектами

приклеиваемых пластин I - демпфирующий материал; 2 - стальные пластины;

3 – проставки.

 

Демпфирование инструмента позволяет уменьшить уровень тональ­ного шума на 20 дБ и более. Широкополосный шум снижается на 2-5 дБ области низких частот колебаний f и на 10-15 дБ в области высо­ких частот колебаний. На рис.8 показан пример демпфирования колебаний резца , с помощью приклеенных к державке комплектов пластин из демпфирующего материала (например, полиуретана и стали) Энергия изгибных колебаний державки поглощается демпфирующим слоем. Таких слоев может быть несколько. Для сохранения размерной точности инст­румента на опорные поверхности державки в демпфирующий слой вставляются стальные проставки, поддерживающие постоянство положения державки под нагрузкой. На этом же рисунке графики показывают эффективность демпфирования резца в уровнях звукового давления (L) в разных частотных диапазонах. Аналогичный метод демпфирования может быть использован и для расточных борштанг (рис.9.). Более простой метод демпфирования резцов состоит в прижатии к боковой поверхности державки с помощью регулировочного вин­та стальной пластины (рис.10.), жестко закрепленной с хвостовиком державки. Трение в стыке пластины с державкой в процессе колебаний будет превращать колебательную энергию в тепловую. Амплитуда колеба­ний уменьшается не только в направлении, параллельном плоскости стыка, но за счет наличия координатной связи и в других направле­ниях. Наибольший эффект достигается при параллельном расположении плоскости стыка направлению наибольших колебаний. В тех случаях, когда тональный шум определяется колебаниями самой режущей пластины, для его устранения достаточно увеличить демпфирование пластины, нап­ример, с помощью тонкой (0,2-0,4 мм) свинцовой подкладки (рис.11). На этом же рисунке показано изменение уровня колебательного ускоре­ния (La) после установки прокладки.

Применение динамических виброгасителей позволяет снизить то­нальный шум при точении на 3-6 дБ. Динамический виброгаситель сос­тоит из металлической пластины (инерционной массы), устанавливаемой через резиновую прокладку (характеризующейся жесткостью и демпфиро­ванием) на консольной части режущего инструмента. Трудность расчета оптимальных характеристик динамического виброгасителя и его невысокая эффективность по сравнению с другими методами демпфирования определяют его редкое исполнение в промышленности. Виброгасители ударного действия за счет возможности их поднастройки нашли большее применение, которое ограничивается громоздкостью виброгасителя и сложностью его установки в зоне резания.

рис.9. Демпфирование колебаний расточной борштанги: I - демпфирующий материал; 2 - стальная втулка; 3 – проставки.

 

 

рис.10. Демпфирование колебаний державки прижатием стальной пластины винтом.

 

рис.11Демпфирование колебаний режущей пластины установкой свинцовой подкладки

 

Если тональный шум при резании определяется колебаниями тонкостенной заготовки, то демпфирование режущего инструмента не дает эффекта и поэтому необходимо демпфировать колебания самой заготовки. При обточке труб, например, иногда бывает достаточно установить в полости трубы свернутый в кольцо кусок резинового шланга, прижимаемый стенкам трубы силами собственной упругости. При обработке труб большого диаметра с толстыми стенками такого метода может оказаться недостаточно, так как здесь требуются большие усилия прижима, которые можно создать с помощью распорных приспособлений, либо с помощью хомутов при операциях внутренней расточки.

При фрезеровании тонкостенных корпусов эффективно применение виброгасящих кулачков, состоящих из 2-х слоев стали (толстого и тонкого), проложенных искусственным материалом с высоким внутренним демпфированием (например, пенополиуретаном), и прижимаемых к наружным поверхностям обрабатываемых корпусов с давлением5-10x10 Н/м². Этот метод позволяет снизить шум на 15+25 дБА.

При работе на отрезных станках дисковыми пилами часто возни­кает значительный шум. Это особенно заметно при резке легких металлов, где скорость резания доходит до 70 м/с. Уровень звука в результате колебаний дисковых пил достигает 115 дБА. Устранить этот шум можно только комплексом мероприятий. Составные пилы в меньшей степени возбуждают шум благодаря внутреннему демпфированию. Шум цельных пил снижают с помощью шедших демпферов. При использовании масляных демпферов с вязкоупругим зажимом диска пилы в качестве демпфирующей среды используют (охлаждающее масло, подаваемое в специальные карманы, сделанные в сегментах, располагающихся с зазором 0,2 мм у плоскости диска.

Установка демпфирующих колец на диск пилы является эффективным средством снижения шума. Кольцевой демпфер состоит из двух колец, изготовленных из комбинированного материала (стальной лист – пластмасса – стальной лист). Демпфирующие кольца устанавливают на заклепках: обеих сторон полотна дисковой пилы. При этом рассеяние энергии происходит и в самих демпфирующих кольцах при изгибных колебаниях дисковых пил и в стыке колец с полотном дисковой пилы. Возможны модификации, когда вместо насаживаемых колец полотно пилы делается многослойным. С помощью таких методов удается снизить шум отрезки на 8-10 дБА. Снижение шума достигается также уменьшением числа

оборотов во время обратного хода после реза дисковой пилы. Предварительной рихтовкой полотна дисковой пилы и повышением точности ее установки можно добиться снижения шума еще на 6 дБА. Применением кожухов, закрывающих полотно пилы, можно добиться дополнительного снижения уровня шума на 6-10 дБА.

Пронзительный шум тарельчатых заточных кругов при обработке деталей можно уменьшить на 10-15 дБ в области частот колебаний больших 2 кГц за счет прижатия резинового диска к внутренней поверхно­сти круга (рис.12).

рис.12.. Демпфирование колебаний тарельчатых заточных кругов.

 

Наиболее эффективным методом снижения шума при процессе резания является установка специальных кожухов, закрывающих зону резания.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Шум технологического оборудования и методы борьбы с ним

Введение Действие шума на организм человека Шум определяют как звук оцениваемый негативно и наносящий вред здоровью Проявление вредного воздействия шума на орга низм человека весьма..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Снижение шума в процессе резания металла.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Природа шума.
Когда лопается воздушный шарик, в воздухе образуются волны, которые можно сравнить с волнами на воде от брошенного в пруд камня. Волны, образовавшиеся в воздухе, достигают наших ушей, и мы слышим з

Основные определения
Звуковое давление. В качестве меры интенсивности звуковой волны в определенной точке пространства обычно используют величину так называемого звукового давления. Звуковое давление — пере

Порядок выполнения работы
1. На первой странице протокола записываются фамилии участников, мощность объекта, число оборотов, габариты стенда и размеры помещения, средний коэффициент звукопоглощения, температура и атмосферно

Общие положения
2.1 Установленный настоящим стандартом метод применим для источников шума любых размеров, кроме промышленных предприятий с множественными источниками шума, протяженных технических объектов (наприме

Аппаратура
3.1 Для измерений уровней звукового давления и уровней звука применяют шумомеры 1-го или 2-го класса по ГОСТ 17187 с полосовыми электронными фильтрами по ГОСТ 17168. Микрофон шумомера долж

Условия измерений
4.1 Размеры открытой площадки или пола в помещении должны быть достаточны, чтобы разместить в центре испытуемый источник шума и вокруг него на выбранной измерительной поверхности точки измерения по

Подготовка к измерениям
5.1 Способ и место установки источника шума, режим его работы при испытаниях — по ГОСТ Р 51401, 5.1-5.3. 5.2 Выбор измерительной поверхности, ее размеры и площадь по ГОСТ Р 51401, 5.4.

Проведение измерений
6.1 Предварительными измерениями устанавливают вид шума по ГОСТ 12.1.003 и особенности шума источника в соответствии с ГОСТ Р 51401, 5.4.7. Обнаружение импульсного шума — по ГОСТ Р 51401.

Обработка результатов измерений
7.1 Вычисление уровня звука, усредненного по измерительной поверхности Средний уровень звука на измерительной поверхности L’pA (или средний эквивалентный уро­вень звука

Нормы шумовые характеристики.
1. В качестве нормируемых шумовых характеристик стан­ков при приемочных и периодических испытаниях устанавлива­ют: октавные уровни звуковой мощности LP и корректированный

Допустимые значения шумовых характеристик.
1. Октавные и корректированные уровни звуковой мощнос­ти при работе станков на холостом ходу и под нагрузкой не должны превышать значений, указанных в табл. 5.   Таблица 5

Основные источники шума станков.
Методы снижения шума металлорежущих станков можно условно разделить на активные и пассивные. К активным относятся методы уменьшения переменных сил, возбуждающих упругие колебания в системе СПИД (си

Снижение виброакустической активности корпусных и базовых деталей станков.
1. Основные направления создания малошумных конструкций. Многочисленные исследования показывают, что основная доля акустической мощности, излучаемой станками, приходится на корпусные и баз

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги