SU1404270A1 - Устройство управлени формообразованием в процессе механической обработки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области машиностроени  и может быть использовано в металлорежущих станках. Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки прецизионных деталей за счет учета вли ни  динамических погрешностей, вызванных механи- ческими колебани ми резца. Дл  этого винтова  пара снабжена дополнительной гайкой с микроприводомj вьтолнен- ным в виде магнитостриктора с двум  катушками, соединенного с основной гайкой и датчиком измерени  осевого зазора между дополнительной гайкой и винтом. Датчик измерени  представл ет собой емкостной датчик с мостом разбалансировки и усилителем, выход которого подключен к одной из катушек магнитостриктора. Посто нную времени системы управлени  выбирают из соотношени  t : S i , где t - шаг винтовой пары;. S - величина линейной подачи; врем  реакции системы нейтрализации механических колебаний резца; fj - врем  реакции системы управлени  зазором винтовой пары; fj, - нижн   порогова  частота механических колебаний. Система нейтрализации механических колебаний резца вьшолнена в виде последовательно включенных датчика вибраций и усилител , вьгёод которого подсоединен к: магнитострикционному приводу, а датчик вибраций установлен на резце. 2 ил. g 4ik

Description

tN9

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано в металлорежущих станках.

Целью изобретени   вл етс  повьше ние точности обработки преидизионных деталей.

На фиг.1 представлена схема устройства управлени  формообразованием в процессе прецизионной механической обработки; на фиг.2 - график быстродействи  двух контуров устройства управлени ,

На ходовом винте 1 расположены силова  2 и ведома  3 гайки, которые жёстко св заны между собой штоком магнитостриктора 4о Ведома  гайка 3 несет на себе суппортный узел с резцовым суппортом 5, На резце 6, обрабатывающем деталь 7, установлен дат- чик 8 механических колебаний.

Боковые поверхности витков ведомой гайки образуют датчик зазора кинематической цепи и представл ют со- ббй два изолированных один от другог токопровод щих сло  9 и 10, образую- два плеча емкостного моста 11, соединенного через усилитель 12 сигнлов с катушкой 13 индуктивностиJ наход щейс  на штоке магнитострикто- ра 4,

Датчик вибраций резца через усили тель 14 сигналов соединен с катушкой 15 индуктивности, установленной на штоке магнитостриктора 4.

Дл  сообщени  резцу 6 линейной по дачи в направлении стрелки S привод т во вращение ходовой винт 1, Через силовую гайку 2 и шток магнито- сТриктора 4 линейные перемещени  пе- редают резцовому суппорту 5,

Дл  ликвидации погрешности линейной подачи, св занной с погрешностью шага ходового винта 1, примен ют электростатическую ведомую гайку 3, боковые поверхности витков которой представл ют собой два изолированных один от другого токопровод щих cjfoH 9 и 10, образующих два плеча емкостного мос та 11, Электростатичес кую ведомую гайку 3 изготовл ют с зазором относительно ходового винта 1 ,

В случае нарушени  симметрии расположени  витков ведомой гайки 3 от- но сительно витков ходового винта 1 происходит разбалансировка емкостного моста 11 и по вл ющийс  сигнал подают на усилитель 12 и далее на инду

тивную катушку 3, электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4, восстанавливающего симметрию.

Б процессе резани , осуществл емого вращением детали w , и линейной подачи резца S возникают вибрации, снижающие точность и качество обработки . Вибрации резца фиксируют датчиком 8 механических колебаний, сигнал с которого, усилённьй усилителем

14,подают на индуктивную катушку

15,электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4 в противо- фазе механическим колебани м, который в свою очередь перемещает резцовый суппорт 5 с резцом 6, нейтрализу  тем самым возникающие механические колебани .

На графике переходных функций двух контуров системы управлени  прин ты следующие обозначени : 1 - врем  реакции системы нейтрализации механических колебаний на единичный сигнал, 2 врем  реакции системы управлени  зазором в винтовой паре на единичный сигнал.

Врем  реакции

системы нейтрализации механических колебаний выбирают таким образом, чтобы обеспечить подавление частот механических колебаний f, причем ff fn где fn - верхн   порогова  частота механических колебаний. Это означает, что

Врем  реакции V системы управлени  зазором необходимо выбирать таким , чтобы сохранить баланс моста 11 устанавливаемый за врем  И , составл ющее

,,fn.

Баланс моста установитс  за врем  i i только в случае скорости линейно подачи S, определ емой из неравенства

где t - шаг винтовой пары.

Таким образом, предложенное устройство реализует подналадку при выполнении следующего неравенства

55

-|- с, 5 f, ,

f; .

Система нейтрализации механических колебаний бьша использована на специальном станке алмазной обработки криволинейных асферических поверхностей со значительным повышением точности обрабатываемых деталей

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  формообразованием в процессе механической обработки , содержащее расположенный на ведомой гайке шариковой винтовой пары датчик измерени  зазора кинемати- ческой цепи подачи инструмента, св занный через схему управлени  с первым магнитострикционным приводом, а силова  и ведовые гайки жестко св заны между собой магнитостриктором, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности обработки устройство снабжено схемой компенса-

   где

   ции механических колебаний ннструмен-- та, выполненной в виде расположенного на инструменте датчика вибраций, св за.нного через усилитель с вторым магнитострикционным приводом, при этом посто нна  времени схемы компенсации механических колебаний инструмента св зана соотношением «

   уС С f ,

   шаг винтовой пары;

   линейна  подача;

   врем  реакции схемы управлени  зазором кинематической цепи подачи инструмента; врем  реакции схемы компенсации механических колебаний; верхн   порогова  частота механических колебаний.

   10

   9U9,1

   Фиг. 2