RU86126U1 - Устройство для токарной обработки - Google Patents
Устройство для токарной обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU86126U1 RU86126U1 RU2009100813/22U RU2009100813U RU86126U1 RU 86126 U1 RU86126 U1 RU 86126U1 RU 2009100813/22 U RU2009100813/22 U RU 2009100813/22U RU 2009100813 U RU2009100813 U RU 2009100813U RU 86126 U1 RU86126 U1 RU 86126U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- calculation unit
- cutting
- turning
- Prior art date
Links
Landscapes
- Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
Abstract
Устройство для токарной обработки, содержащее датчик, преобразователь сигнала, исполнительный механизм и резец, отличающееся тем, что дополнительно введены датчик силы, блок расчета жесткости системы, блок расчета скорости резания, блок управления частотой вращения шпинделя, причем первый вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом преобразователя сигнала, второй вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом датчика силы, установленным на резце, а выход блока расчета жесткости системы соединен с входом блока расчета скорости резания, а выход блока расчета скорости резания соединен с входом блока управления частотой вращения шпинделя, выход которого соединен с исполнительным механизмом.
Description
Техническое решение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при чистовой, получистовой и черновой обработке на станках с ЧПУ.
Известно устройство определения погрешностей изготовления детали на токарном станке (А.С. 2190503, МПК В23В 25/06, B23Q 17/20, 01.00.2000 г.), содержащее отметчик угла поворота шпинделя, интерфейс, компьютер и два бесконтактных датчика для измерения относительного перемещения резца и детали в плоскости формообразования.
Данное устройство осуществляет диагностику погрешностей, однако не позволяет менять выходные параметры токарной операции (точность обработки, производительность).
Разработаны адаптивные системы управления, предназначенные для повышения производительности обработки на токарных станках, выполненные как системы стабилизации с обратной связью по стабилизируемому параметру или как системы компенсации с вычислением необходимого изменения управляющего воздействия.
Устройство для управления металлорежущим станком (А.С. 2058573, МПК G05B 13/02, 20.04.1996 г.) содержит задатчик и датчик силового параметра, сумматор, адаптивный регулятор силового параметра, электропривод подачи, кинематически связанный через редуктор и рабочий орган станка с процессом резания. Модель процесса резания содержит подстраиваемый контур динамических процессов резания и контур самонастройки коэффициента передачи процесса.
Недостатком устройства является снижение показателей качества обработки при значительном увеличении подачи инструмента.
Наиболее близким техническим решением является устройство управления точностью обработки деталей на высокоточном оборудовании ЧПУ (AC 2288808 В23В 25/06, B23Q 15/12, от 08.02.2005 г.), которое относится к токарной обработке с активным контролем размеров деталей и включает оптический датчик, аналого-цифровой преобразователь, компьютер для сравнения с требуемым размером детали и определения суммарного значения возмущающих воздействий, блок усиления сигнала, исполнительные механизмы и резец.
Недостатком данного устройства является низкая производительность токарной обработки.
Предлагается устройство для токарной обработки с переменной частотой вращения шпинделя, позволяющее учитывать изменение жесткости системы заготовки.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности обработки без потери виброустойчивости технологической системы станка.
Сущность технического решения заключается в том, что устройство для токарной обработки, содержащее датчик, преобразователь сигнала, исполнительный механизм и резец, при этом дополнительно введены датчик силы, блок расчета жесткости системы, блок расчета скорости резания, блок управления частотой вращения шпинделя, причем первый вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом преобразователя сигнала, второй вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом датчика силы, установленным на резце, а выход блока расчета жесткости системы соединен с входом блока расчета скорости резания, а выход блока расчета скорости резания соединен с входом блока управления частотой вращения шпинделя, выход которого соединен с исполнительным механизмом.
Устройство позволяет повысить производительность точения за счет изменения частоты вращения шпинделя в соответствии с фактической жесткостью системы без потери системой устойчивости.
Время точения зависит от режимов резания, в том числе от скорости резания ν, при выборе которой учитывают жесткость С технологической системы. В свою очередь жесткость С определяется как отношение составляющей усилия резания Р, направленной по нормали к обрабатываемой поверхности, к смещению у заготовки в том же направлении.
Величина у является переменной величиной, например, при продольном точении у зависит от положения точки приложения нагрузки относительно опор обрабатываемой заготовки.
Так, для описания изгибного перемещения у заготовки, установленной в трехкулачковом патроне станка, можно воспользоваться известной из курса сопротивления материалов формулой:
где Е - модуль упругости первого рода; J - осевой момент инерции поперечного сечения заготовки; l - вылет заготовки; х - расстояние от передней опоры (патрона) до точки приложения силы Р.
Тогда, согласно формуле (1), при консольной установке заготовки ее жесткость С будет переменной величиной С(х):
При установке заготовки в центрах жесткость меняется по закону
Изменение фактической жесткости С(х) позволяет проводить обработку с переменной скоростью резания ν, меняя частоту вращения шпинделя n:
где d - диаметр заготовки. По мере приближения резца к опоре (месту закрепления заготовки) жесткость увеличивается, следовательно, обработку можно осуществлять на увеличенных режимах резания.
На фиг. представлено устройство для токарной обработки, позволяющее проводить измерение силы резания Р и перемещения у заготовки с последующим расчетом жесткости системы С(х), скорости резания ν и передачей сигнала на блок управления частотой n вращения шпинделя.
Устройство для токарной обработки заготовки 1 содержит датчик 2, выход которого соединен со входом преобразователя сигнала 3, а выход преобразователя сигнала 3 соединен с первым входом блока расчета жесткости системы 4, датчик силы 6, установленный на резце 5, выход которого соединен со вторым входом блока расчета жесткости системы 4, а выход блока расчета жесткости системы 4 соединен с блоком расчета скорости резания 7, выход которого соединен с входом блока управления частотой вращения шпинделя 8, а выход блока управления частотой вращения шпинделя 8 подключен к исполнительному механизму 9.
Устройство работает следующим образом. Для измерения перемещения у заготовки 1 устанавливают датчик 2, сигнал с которого передают в преобразователь сигнала 3, затем в блок расчета жесткости системы 4. Сигнал с датчика силы 6, установленного на резце 5, также поступает в блок расчета жесткости 4. Рассчитанное значение жесткости С(х) поступает в блок расчета скорости резания 7, затем в блок управления частотой вращения шпинделя 8 и исполнительный механизм 9.
Предельное значение скорости ν для осуществления устойчивого резания определяют из приведенных ниже зависимостей.
Согласно положениям динамики процесса точения [Кудинов В.А. Динамика станков. - М.: Машиностроение, 1967.], критерий устойчивого резания при неизменной глубине:
где Tp - постоянная времени стружкообразования, , а - толщина срезаемого слоя, a=Ssinφ, S - подача; φ - главный угол в плане; k - коэффициент пропорциональности, зависит от обрабатываемого материала, условий резания, усадки стружки; А=КрТ2 2-С(х)Т1; Кp - коэффициент резания, зависит от обрабатываемого материала, ширины стружки, усадки стружки; T1 - инерционная постоянная времени, Т1=1/ω0; ω0 - круговая частота собственных колебаний системы заготовки; Т2=Н/С(х), Н - коэффициент демпфирования.
Из уравнения (5) можно получить зависимости, определяющие характер изменения режимов обработки. Предельное значение скорости резания, обеспечивающее устойчивое точение:
При увеличении жесткости область устойчивости будет увеличиваться за счет уменьшения нижней граничной скорости и повышения верхней.
В блоке расчета скорости резания 7 предлагаемого устройства определяется величина ν(x). Частота n вращения шпинделя рассчитывается по формуле:
n=1000ν/πd.
Значение частоты вращения n шпинделя поступает в блок 8 управления частотой вращения шпинделя станка с ЧПУ.
Предложенное устройство легко реализуется на моделях станков с ЧПУ, имеющих бесступенчатое регулирование частоты вращения шпинделя.
Устройство для токарной обработки позволяет сократить время точения в 1,2…1,6 раза без ухудшения качества обработанной поверхности.
Claims (1)
- Устройство для токарной обработки, содержащее датчик, преобразователь сигнала, исполнительный механизм и резец, отличающееся тем, что дополнительно введены датчик силы, блок расчета жесткости системы, блок расчета скорости резания, блок управления частотой вращения шпинделя, причем первый вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом преобразователя сигнала, второй вход блока расчета жесткости системы соединен с выходом датчика силы, установленным на резце, а выход блока расчета жесткости системы соединен с входом блока расчета скорости резания, а выход блока расчета скорости резания соединен с входом блока управления частотой вращения шпинделя, выход которого соединен с исполнительным механизмом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100813/22U RU86126U1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для токарной обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009100813/22U RU86126U1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для токарной обработки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU86126U1 true RU86126U1 (ru) | 2009-08-27 |
Family
ID=41150164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009100813/22U RU86126U1 (ru) | 2009-01-11 | 2009-01-11 | Устройство для токарной обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU86126U1 (ru) |
-
2009
- 2009-01-11 RU RU2009100813/22U patent/RU86126U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Quintana et al. | Chatter in machining processes: A review | |
JP5936178B2 (ja) | 工作機械の加工制御方法 | |
US10788807B2 (en) | Method for compensating milling cutter deflection | |
US7550681B2 (en) | Method and apparatus for measuring weight of CNC workpieces | |
JP5359320B2 (ja) | 工作機械 | |
RU2280540C1 (ru) | Устройство высокоточной обработки деталей на оборудовании чпу | |
JP6877729B2 (ja) | 工作機械におけるサーボモータ制御装置のパラメータ調整システム | |
Altintas et al. | A piezo tool actuator for precision turning of hardened shafts | |
Yu et al. | Prediction of chatter considering the effect of axial cutting depth on cutting force coefficients in end milling | |
Sørby et al. | Precision turning with instrumented vibration-damped boring bars | |
RU86126U1 (ru) | Устройство для токарной обработки | |
US5479353A (en) | System for correcting tool deformation amount | |
JP2003005813A (ja) | オービットボーリングの制御方法 | |
RU2465115C2 (ru) | Способ и устройство управления скоростью резания на токарном оборудовании с чпу | |
RU78713U1 (ru) | Устройство для токарной обработки | |
RU2288808C2 (ru) | Устройство управления точностью обработки деталей на высокоточном оборудовании чпу | |
Li et al. | Dynamic force modelling for a ball-end milling cutter based on the merchant oblique cutting theory | |
JP5334932B2 (ja) | パラメータ設定方法およびパラメータ設定装置 | |
CN112872906A (zh) | 基于机床光栅尺信号的超精密车削刀具磨损实时监测方法 | |
Chen et al. | Error source diagnostics using a turning process simulator | |
KR101714173B1 (ko) | 공작기계의 가공속도 제어시스템 및 제어방법 | |
Wu et al. | Chatter and deformation in machining thin-walled flexible components | |
RU2654120C1 (ru) | Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с ЧПУ | |
JP4568139B2 (ja) | 自動旋盤及びこれによる裏面加工方法 | |
Östling et al. | Real-time compensation of tool deflection using a sensor embedded boring bar with wireless signal feedback to the machine tool controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20100112 |