SU1593896A1

SU1593896A1 - Hydraulic drive for metal-cutting machine

Info

Publication number: SU1593896A1
Application number: SU884475426A
Authority: SU
Inventors: Павел Иванович Дривень; Олег Владимирович Жилинский; Григорий Васильевич Тилигузов; Юрий Федорович Володько
Original assignee: Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР
Priority date: 1988-06-13
Filing date: 1988-06-13
Publication date: 1990-09-23

Abstract

Изобретение относитс к станкостроению и может быть использовано в гидроприводах металлорежущих станков, работающих в услови х резкого изменени услови резани . Цель изобретени - увеличение жесткости привода за счет уменьшени величины отклонени скорости перемещени инструментальной каретки от установл ющегос значени при резких изменени х усили резани , благодар повышению жесткости привода. Так при резком изменении нагрузки датчик усили резани выдает сигнал на дифференцирующее звено 18, посредством которого включаетс электромагнит 17 распределител 12, тем самым перекрываетс шунтирующа магистраль 10, а при выравнивании усили резани упом нутый электромагнит 17 отключаетс , что уменьшает колебательность привода. 1 ил.The invention relates to a machine tool industry and can be used in hydraulic drives of machine tools operating under conditions of abrupt changes in cutting conditions. The purpose of the invention is to increase the rigidity of the drive by reducing the amount of deviation of the speed of movement of the tool carriage from the setting value with sharp changes in the cutting force due to an increase in the rigidity of the drive. So, with a sudden load change, the cutting force sensor generates a signal to the differentiating link 18, by means of which the solenoid 17 of the distributor 12 is turned on, thereby closing the shunting line 10, and when leveling the cutting effort, said electromagnet 17 turns off, which reduces the drive oscillation. 1 il.

Description

Обратный ход Рабоча подачаReverse working feed

SS

СОWITH

сwith

елate

со соwith so

0000

со with

Изобретение относитс к станкостроению может быть использовано в гидроприодах металлорежущих станков, работаюих в услови х резкого изменени усии резани (прот жные, фрезерные и т. п. 5The invention relates to a machine tool industry can be used in hydraulic conditions of metal-cutting machines, working in conditions of a sharp change in the cutting usiya (pulling, milling, etc. 5

ТЯНКИ TANKS

Цель изобретени - повышение жесткоси привода за счет уменьшени величины тклонени скорости перемеш,ени инструменальной каретки от установившегос зна- ени при резких изменени х усили резаИ ЯThe purpose of the invention is to increase the actuator stiffness by reducing the value of the tilting speed of the stirring speed, from the instrumental carriage to a steady state with sharp changes in the cutting force.

На чертеже изображена принципиальна хема гидропривода металлорежущего стан Гидропривод металлорежущего станка 15 содержит гидродвигатель 1, перемещающий инструментальную каретку 2 с инструментом 3, взаимодействующим при резании с деталью 4. Напорна 5 и сливна 6 полости гидродвигател 1 сообщены магистра- Q л ми через гидрораспределитель 7 с насосом 8 В ответвлении магистрали, св зывающей сливную полость 6 гидррдвигател 1 с насосом 8, установлен подпорный клапанThe drawing shows the principal of the hydraulic drive of the metal-cutting mill. The hydraulic drive of the metal-cutting machine 15 contains a hydraulic motor 1 that moves the instrumental carriage 2 with the tool 3 interacting with cutting part 4. The pressure head 5 and the drain 6 of the cavity of the hydraulic motor 1 are communicated to the master through a hydraulic distributor 7 to the pump 8 In the branch line connecting the drain cavity 6 of the hydraulic motor 1 to the pump 8, a check valve is installed.

Напорна 5 и. сливна 6 полости гидро- 25 двигател 1 св заны между собой магистралью 10, в которой установлены регулируемый дроссель 11 и двухходовой двух- позиГионный распределитель 12. Последний содержит двухпо сковый золотник 13, поме- щТнн ый в Vpnyc 14 с нормально открь™- 30 ми входным 15 и выходным 16 Золотник 13 распределител 12 содержит механизм управлени его положением, вь1- полненный в виде электромагнита 17 (меха низм управлени положени ем золотника 13 распределительного устройства 12 может -зь иметь различное исполнение). Электрома - нит 17 св зан через дифференцирующее звено 18 с датчиком 19 усили резани , размещенным , например, на инструменте 3 Данный датчик может быть выполнен и в о виде отдельного упругого элемента с наклеен ными на него тензорезисторами. Упругий элемент в этом случае размещаетс между кареткой станка и рабочим инструментом. Дифференцирующее звено 18 выполнено та- КИМ образом, что пропускает переменную и 45 фильтрует посто нную составл ющие сигна ла управлени , вырабатываемого датчиком 19 усили резани . Pressure head 5 and. The drain 6 cavities of the hydraulic engine 25 1 are interconnected by a line 10, in which an adjustable throttle 11 and a two-way two-position valve 12 are installed. The latter contains a two-way spool 13 located in Vpnyc 14 with a normal opening ™ —30 mi the inlet 15 and the outlet 16. The spool 13 of the distributor 12 contains a mechanism for controlling its position, filled in the form of an electromagnet 17 (the mechanism for controlling the position of the spool 13 of the distributing device 12 may be of a different design). Electroma - nit 17 is connected via a differentiating link 18 with a cutting force sensor 19 placed, for example, on tool 3. This sensor can also be made in the form of a separate elastic element with resistance strain gages attached to it. The elastic element in this case is located between the carriage of the machine and the working tool. The differentiating link 18 is executed in such a way that it passes the variable and 45 filters the constant components of the control signal produced by the sensor 19 of the cutting force.

Гидропривод металлорежущего станка работает следующим образом. 50The hydraulic cutting machine works as follows. 50

При включении насоса 8 и установке ьи гидрораспределител . 7 в крайнее левое (по чертежу) положение масло поступает в напорную полость 5 гидродвигател 1, который перемещает каретку 2 с инструментом 3 в направлении рабочей подачи. Из сливной полости 6 гидродвигател 1 масло поступает в насос 8, а излишек масла сливаетс через подпорный клапан 9 в бак гидро системы Определенное количество масла прохо та мы ок ва га гу да н л дWhen you turn on the pump 8 and install thi hydraulic distributors. 7 to the leftmost position (according to the drawing), the oil enters the pressure chamber 5 of the hydraulic engine 1, which moves the carriage 2 with the tool 3 in the direction of the working feed. From the drain cavity 6 of the hydraulic engine 1, the oil enters the pump 8, and the excess oil is discharged through the retaining valve 9 into the tank of the hydro system. A certain amount of oil passes through the valve to the head of the hydraulic system.

гg

о 5 about 5

00

и and

ходит во врем рабочей подачи каретки 2 также по магистрали 10 через регулируемый дроссель 11 и нормально открытые окна 15 и 16 распределительного устройства 12 из напорной полости 5 гидродвигател 1 в сливную полость 6 последнего. Величина рабочей подачи настраиваетс регулировкой производительности насоса 8, давление в сливной полости 6 - подпорным клапаном 9. Расход масла в магистрали 10 настраиваетс дросселем 11, исход из требований эффективного демпфировани колебаний скорости перемещени каретки 2 на собственной частоте системыduring the working feed of the carriage 2, it also goes along the line 10 through the adjustable throttle 11 and the normally open windows 15 and 16 of the distributor 12 from the pressure cavity 5 of the hydraulic engine 1 to the drain cavity 6 of the latter. The amount of working feed is adjusted by adjusting the performance of the pump 8, the pressure in the drain cavity 6 is supported by a retaining valve 9. The oil consumption in line 10 is adjusted by the throttle 11, based on the requirements for effective damping of the oscillations of the speed of movement of the carriage 2 at the natural frequency of the system

нкз nkz

При достижении инструментом 3 детали 4 начинаетс процесс обработки, который, сопровожда сь резкими изменени ми усили резани вследствие входа-выхода зубьев инструмента 3 в деталь 4 и из нее, вызывает колебани скорости перемещени каретки 2. В общем случае картина колебательного процесса скорости перемещени каретки 2 представл ет собой периодическую последовательность переходных процессов , вызываемых периодическими изменени ми усили резани .When the tool 3 reaches the part 4, the machining process starts, which, accompanied by abrupt changes in the cutting force due to the input-output of the teeth of the tool 3 to the part 4 and from it, causes the speed of movement of the carriage 2 to fluctuate. In general, the picture of the oscillatory process of the speed of movement of the carriage 2 is a periodic sequence of transients caused by periodic variations in cutting forces.

Датчик 19, регистриру изменение усили резани ,выдает сигнал управлени на вход дифференцирующего звена 18. Последний преобразует сигнал датчика 19 таким образом что в моменты непосредственного изменени усили резани на выходе звена 18 электрический сигнал по вл етс а в периоды между указанными моментами сигнал на выходе звена 18 отсутствует. Соответствующим образом перемещаетс золотник 13 распределител 12, т. е. в моменты, когда на выходе дифференцирующего звена 18 по вл етс электрический сигнал, электромагнит 1 / сдвигает золотник 13 от его нейтрального положени , тем самым перекрыва окна 15 и 16 в корпусе 14. Гидропривод приводитс в указанные моменты к схеме без перетечки жидкости из полости 5 в полость б по магистрали 10, т. е. к схеме с повышенной жесткостью. Такое повышение жесткости гидропривода способствует снижению величины отклонени скорости перемещени каретки 2 от установившегос значени , вызываемой резкими изменени ми усили резани .A sensor 19, registering a change in the cutting force, outputs a control signal to the input of differentiating link 18. The latter converts the signal from sensor 19 in such a way that at the moments of direct change of cutting force at the output of link 18, the electrical signal appears in the periods between the indicated times the signal at the link output 18 is missing. The spool 13 of the distributor 12 moves accordingly, i.e., at the moments when an electrical signal appears at the output of the differentiating link 18, the electromagnet 1 / shifts the spool 13 from its neutral position, thereby blocking the windows 15 and 16 in the housing 14. The hydraulic actuator at the indicated times, it is brought to the scheme without transfer of fluid from cavity 5 into cavity b via line 10, i.e., to a scheme with increased rigidity. Such an increase in the rigidity of the hydraulic drive contributes to reducing the deviation of the speed of movement of the carriage 2 from the steady-state value caused by abrupt changes in the cutting force.

Когда сигнал на выходе дифференцирующего звена 18 исчезает, золотник 13 возвращаетс в нейтральное положение и гид ропривод работает по схеме с перетечкой жидкости из полости 5 в полость Ь т е по схеме с высокой демпфирующей способностью, и, как следствие, интенсивным затуханием колебаний скорости перемещени каретки 2.п Дл обратного хода каретки 2 распределитель 7 устанавливаетс в крайнее правое (по чертежу) положение, а золотник Y6When the signal at the output of differentiating link 18 disappears, the spool 13 returns to the neutral position and the hydraulic actuator operates according to a scheme with fluid flow from cavity 5 into the cavity of L t e according to a scheme with high damping capacity, and, as a result, by intensive decay of the oscillations of the carriage speed 2. For the reverse stroke of the carriage 2, the valve 7 is set to the extreme right (according to the drawing) position, and the spool valve Y6

перекрывает окна 15 и 16 в корпусе 14 распределительного устройства 12. Команду на перемещенне золотника 13 в данном случае обеспечивает система управлени циклом работы станка (не показана). Масло от насоса 8 поступает в сливную полость 6 гидродвигател I, и каретка 2 с инструментом 3 возвращаетс в исходное положение.overlaps the windows 15 and 16 in the housing 14 of the switchgear 12. The command on the displaced spool 13 in this case is provided by the machine cycle control system (not shown). The oil from the pump 8 enters the drain cavity 6 of the hydraulic engine I, and the carriage 2 with the tool 3 returns to its original position.

Claims

Invention Formula

The hydraulic drive of the metal-cutting machine, which contains the hydraulic motor for moving the tool carriage, the pump connected to the working cavities of the hydraulic motor, an adjustable throttle mounted in the trunk, bypassing the

a hydraulic motor, characterized in that, in order to increase the rigidity of the drive by reducing the value of the coupling; the speed of movement of the carriage from the set value with abrupt changes in the cutting force, the hydraulic actuator is equipped with a cutting force sensor, a two-way two-position valve with electromagnetic control, the return spring of the distributor to the initial position and a differentiating element, while the distributor is connected to the line shunting the hydraulic motor cavity and made normally open, and the cutting force sensor is connected through a differentiating element with a distributor electromagnet.