SU1220731A1 - Способ автоматического управлени процессом обработки нежестких деталей - Google Patents

Description

. отгос ;:;. i i:;.iнкостроению, в частности- , токарныл с1анкам, и может найти iipii voneHne на автоматизированных с г;п ках и на с .анках, оснащенных адаптин- HiiiMM системами.

Делыо нзобр.  ь;1 стс  повышение точност:; и n|yjii3iio;iiiTC, bfiocTH обработки нежестких дета.ю;; станон/имшых с осевой фикс;1;ггн| i i:;;i/()iib;x оиорах И ноддер- жииаемых лЬ пиами, путем создани  равно- жесткой лет;;. 1,1 и ироцессе резани  и размыкани  силового потока системы СПИД в направлении иодачи по продольной оси обрабатываемой детали, а также последова- одени  управл емых опор и демпферов , обеспечивающих виброуетойчивость.

На чертеже изображена блок-схема устройства , иллюстрирующего способ.

В процессе обработки снимают информацию о текущем размере диаметра обрабатываемой детали и уровне вибрации при резании, что позвол ет наиболее эффек- тивпо встроить в систем-у СПИД систему автоматического управлени  процессом обработки , котора  состоит из двух основных кон гуров управлени .

Первый контур управлени  положением резца включает в себ  датчик 1 контрол  диаметра и вибраций в процессе резани , закрепленный на резце 2, блок измерени  диаметра 3, задатчик 4 диаметра, блок управлени  5 положением вершины резца, задатчик 6 положени  вершины резца и электрогидропривод 7.

Второй контур управлени  демпфированием и равножесткостью обрабатываемой детали по длине включает в себ  датчик 1 контрол  диаметра и вибраций в процессе резани , блок 8 сравнени  и управлени  уровнем вибраций, задатчик 9 уровн  вибраций , датчик 10 продольного перемещени , блок 11 управлени  равножееткостью, коммутатор 12, поочередно переключающий люнеты из режима демпфировани  в режим равножесткости, управл емые гидролюнеты жесткости 13, блок 14 формировани  сигнала управлени  режимом демпфировани , управ- л емые гидролюнеты демпфировани  15 и опоры 16.

В процессе обработки снимакт информацию о точностных параметрах обрабатываемой детали в продольном и поперечном направлени х и об уровне вибраций при резании с помощью датчиков 1 и 10. При этом, использу  совокупность одновременной работы двух контуров управлени , исключают отрицательное вли ние динамической податливости нежесткой детали в процессе ее обработки. Дл  этого в процессе резани  регистрируют выходной сигнал датчика 1, жестко закрепленного на резце 2 и работающего на ультразвуковом принципе и выдающего информацию о текущем значении диаметра детали в плоскости , проход щей через вершину резца по

5

нормали к обработанной поверхности детали на блок измерени  диаметра 3, где текуц ее значение диаметра сравнивают с задающим от задатчика 4 диаметра дета- ли, а сигнал рассогласовани  подают на вход блока управлени  5 положением резца дл  компенсации обработки, где происходит сравнение сигналов задатчика 6 положени  резца и блока измерени  диаметра 3 и вырабатываетс  сигнал управлени  О на электрогидропривод 7. С помощью последнего управл ют положением резцедержател , на котором закреплен резец 2. В случае изменени  величины диаметров в плюс или минус от наперед заданного значени  за- датчиком положени  верщины резца также управл ют по оси У с учетом знака рассогласовани  сигнала управлени .

Изменение диаметра обрабатываемой детали непрерывно измер ют в процессе резани  и управл ют положением вершины

Q резца в функции сформированного сигнала блоком 8 с учетом знака рассогласовани , что позвол ет стабилизировать поперечный размер детали. С целью минимизации уровн  вибраций и стабилизации оси детали на блок 8 управлени  второго 1юнтура

5 управлени  демпфированием подают выходной сигнал с датчика 1 и задатчика 9 и определ ют величину уровн  вибраций детали, сравнивают ее с допустимой величиной с помощью блока 8. Затем формируют сигнал управлени  демпфирование.м с

0 помощью блока 14. который через коммутатор 12 управл ет люнетами демпфировани  15. Одновременно с учетом величины сигнала датчика 10, указывающего о месте нахождени  резца вдоль детали, формируют сигнал блоком 11 управлени  равножесткостьгс , который через ко.ммутатор 12 управл ет гидролюнетом жесткости 13. Количество люнетов расстанавливают по длине обработки из услови  равножесткости в функции соотношений длин и диаметров детали (1/d 5) или устанавливают люнеты в зонах пучностей распределени  высших основных форм колебаний детали. Гидролюнеты жесткости 13 устанавливают после зоны обработки относительно обработанной поверхности, которые работают как равно5 жесткие . При этом давление, подводимое к силовым цилиндрам гидролюнетов 13, обеспечивающих зажим детали, подают максимальное из услови  предельного пластического деформировани  поверхностного сло  обрабатываемой детали, а на управ0 л емых гидролюнетах 15, устанавливаемых относительно необработанной на данном проходе поверхности и работающих в режиме демпфера, создают давление, обеспечивающее гашение (демпфирование) вибраций . По ходу передвижени  резца вдоль

5 детали переключение гидролюнетов демпфировани  15, работающих & режиме демпферов , на режим равножестких опор гидролюнетов (люнетов 13) производ т с помощью

0

коммутатора 12 в функции пути, пройденного резцом 2, регистрируемого датчиком 10. В исходном состо нии перед процессом резани  все гидролюнеты 13 и 15 работают в режиме демпферов, кроме крайних (работающих в режиме равножесткости), установленных у передней и задней бабок. Это условие выполн ют с целью центрировани  оси детали относительно оси центров станка, а опорные поверхности детали в местах установки крайних люнетов предварительно протачивают. При этом торцы обрабатываемой детали выполн ют плоскими , без центровочных отверстий, что позвол ет установленную деталь в люнетах не поджимать задним центром (у задней бабки ) по оси детали, а также зажимать в патроне или устанавливать в жесткий центр у передней бабки. Традиционный способ креплени  детали приводит к искривлению оси последней и возникновению остаточных напр жений в материале, которое усиливаетс  под действием сил пластического деформировани  во врем  обработки материала. К торцам детали подвод т опоры 16 дл  предотвращени  перемещени  детали вдоль оси. Рабочий орган последних выполн ют шарообразным с целью исключени  радиального микроперемещени  детали и создани  неопределенного направлени  реакции в шаровых опорах. Опоры 16

контактируют с обработанными торцами детали без предварительных осевых сил сжати , что позвол ет разомкнуть силовой контур системы СПИД по оси детали и в то же врем  создать ограниче- ни  перемещению детали в осевом направлении .

Это позвол ет базировать деталь по образующей поверхности детали, котора  совпадает с измер емой поверхностью, что

приводит к увеличению TOMHOCTII обработки и исключению технологической наследственности от условий креплени .

Рациональное место расположени  жестких опор и опор-демпферов приводит к распределению добротности взаимосв занных

механических контуров, а следовательно, к улучшению диссипативных свойств контакта инструмент-деталь в зоне резани , последнее уменьшает циклическую нагружен- ность режущего клина, вызванную быстрыми и медленными движени ми, улучшает качество формообразовани  обрабатываемых поверхностей. Таким образом, использование способа позвол ет нар ду с повышением точностных показателей обработки повысить эксплуатационные характеристики

обрабатываемой детали, снизить напр жение в готовых детал х, повысить динамическую устойчивость протекани  технологического процесса в целом.

Claims (1)

1. СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ, заключающийся в измерении положения оси детали и вершины резца в направлении действия отжимающей составляющей силы резания 1¾ , отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки нежестких деталей, установленных с осевой фиксацией в шаровых опорах и поддерживаемых люнетами, люнеты располагают в зонах распределения пучностей основных форм колебаний обрабатываемых деталей, крайние люнеты включают в режиме жестких опор, а остальные — в режиме демпфирования с изменением параметров режима демпфирования, измеряют амплитуду относительных колебаний одного из элементов упругой системы и изменяют параметры режима демпфирования в функции амплитуды и переключают люнеты из режима демпфирования в режим жестких опор по мере прохождения их инструментом.