Устройство для обработки деталей на оборудовании с чпу при фрезеровании

Изобретение относится к области обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, а в частности к системам контролирования вспомогательных операций удаления стружки и пыли из зоны резания при фрезеровании. Технической задачей изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширение функциональных возможностей устройства, а так же уменьшение энергетических затрат при работе устройства. Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее деталь, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер, компьютер и устройство удаления пыли, вводятся фреза и держатель. Использование устройства в промышленности позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширить функциональные возможности устройства, а так же уменьшить энергетические затраты. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.

Изобретение относится к области обработки деталей на оборудовании с ЧПУ, а в частности к системам контролирования вспомогательных операций удаления стружки и пыли из зоны резания при фрезеровании.

Известно устройство для удаления пыли и стружки, содержащее пылестружкосъемник, воздуховоды, циклон и механизм выгрузки стружки в виде цилиндра с плунжером. К недостаткам этого устройства относится сложность конструкции [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство удаления пыли и стружки, содержащее деталь, резец, резцедержатель, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер и компьютер [2].

Недостаток заключается в том, что данное устройство может применяться только для токарных операций, так как вычисляется эталонное значение силы резания Рэ для токарной операции.

Технической задачей изобретения является повышение качества обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширение функциональных возможностей устройства, а так же уменьшение энергетических затрат при работе устройства.

Поставленная задача решается тем, что в устройство, содержащее деталь, датчик силы резания, операционный усилитель, резистор, коммутатор, контроллер, компьютер, позволяющий определять значение силы резания для операции фрезеровании на оборудовании с ЧПУ и устройство удаления пыли, вводятся фреза и держатель. Фреза устанавливается в держателе, на котором крепиться датчик силы резания, выход которого соединен с первым входом операционного усилителя, второй вход операционного усилителя с резистором, вход которого подключен к выходу контроллера. Вход контроллера соединен с выходом компьютера. Выход операционного усилителя подключен к входу коммутатора соединенного с устройством удаления пыли и стружки. Использование этих связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, улучшить эксплуатационные характеристики, а так же уменьшить энергетические затраты.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг.1 приведена схема устройства для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании.

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании содержит: деталь 1, фрезу 2, держатель 3, датчик силы резания 4, операционный усилитель 5, резистор 6, коммутатор 7, контроллер 8, компьютер 9 и устройство удаления пыли и стружки 10.

Связи в устройстве обработке деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании расположены в следующем порядке: фреза 2 устанавливается в держатель 3, на котором размещается датчик силы резания 4, выход которого соединен с первым входом операционного усилителя 5. Второй вход операционного усилителя 5 соединен с резистором 6, вход которого подключен к выходу контроллера 8. Вход контроллера 8 совмещен с выходом компьютера 9. Выход операционного усилителя 5 подключен к входу коммутатора 7 соединенного с системой удаления пыли и стружки 10. Использование этих связей в устройстве позволит повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, улучшить эксплуатационные характеристики, а так же уменьшить энергетические затраты.

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании работает следующим образом. При прохождении фрезы 2, установленной в держателе 3, по поверхности детали 1, через некоторый интервал времени появляется пыль и стружка, которую необходимо удалять из зоны фрезерования, иначе это может привести к ухудшению качества обработанных поверхностей деталей. При появлении стружки значение силы резания резко увеличивается. Датчик силы резания 4, установленный на держателе 3, постоянно фиксирует это значение. Импульсы выходного сигнала переменного напряжения от датчика силы резания 4 поступают на операционный усилитель 5, который одновременно сравнивает полученный сигналы с эталонным значением напряжения на резисторе 6. Эталонное значение напряжения на резисторе 6 определяется для операции фрезерования на оборудовании с ЧПУ при помощи компьютера 9. По формуле вычисляется эталонное значение силы резания Р_э для операции фрезерования

где С_р - общий коэффициент, зависящий от рода обрабатываемого материала, от вида обработки инструментального материала; t - глубина фрезерования; Z - число зубьев фрезы; D -диаметр фрезы; S_z - подача на зуб; n - частота вращения фрезы; В - ширина фрезерования; n, у, х, q, w -показатели степени при параметрах режимов резания.

Полученное значение преобразуется в электрический сигнал эталонного напряжения и с помощью контроллера 8 передается на резистор 6. Операционный усилитель 5 настраивается таким образом, чтобы генерировать импульсы на выходе, только тогда, когда сигнал выходного напряжения поступившего от датчика силы резания 4 больше величины эталонного значения напряжения на резисторе 6, определенного по формуле.

Когда операционный усилитель начинает генерировать выходные импульсы, коммутатор 7 включает подачу напряжения на систему удаления пыли и стружки 10 из зоны резания. Происходит отсос стружки из зоны резания. Как только значение силы резания, определяемое датчиком силы резания 4, становится равным эталонному значению напряжения на резисторе 6, коммутатор прекращает подачу напряжения на систему удаления пыли и стружки 10. С помощью предложенного устройства осуществляется включение/выключение системы удаления пыли и стружки 10 из зоны резания на оборудовании с ЧПУ, что позволяет снизить энергетические затраты, а также повысить качество обработанных поверхностей детали.

Таким образом, предлагаемое устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании позволяет повысить качество обрабатываемых поверхностей на оборудовании с ЧПУ, расширить функциональные возможности устройства, а так же уменьшить энергетические затраты.

Литература:

1. Патент РФ 2139180, кл. B23Q 11/02,1999 (аналог).

2. Патент РФ 2309034, кл. B23Q 11/02, 2006 (прототип).

Устройство для обработки деталей на оборудовании с ЧПУ при фрезеровании, содержащее фрезу с держателем, устройство удаления пыли и стружки и компьютер, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленным на держателе датчиком силы резания, операционным усилителем, резистором, коммутатором и контроллером, причем выход датчика силы резания соединен с первым входом операционного усилителя, второй вход операционного усилителя - с резистором, вход которого подключен к выходу контроллера, вход контроллера соединен с выходом компьютера, а выход операционного усилителя подключен к входу коммутатора, соединенного с устройством удаления пыли и стружки, при этом с помощью компьютера определяется значение силы резания для операции фрезерования.