Способ автоматического управления процессом обработки нежестких деталей

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (584 В 23 15 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ И "К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ад,,... (21) 3743143/25-08 (22) 23.05.84 (46) 30.03.86. Бюл. № 12 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) О. И. Драчев, Г. Г. Палагнюк, О. И. Иванов и М. Г. Дорошенко (53) 621.941(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1039693, кл. В 23 Q 15/00, 1982. (54) (57) СПОСОб АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ОБРАБОТКИ НЕЖЕСТКИХ ДЕТАЛЕЙ, заключающийся в измерении положения оси детали и вершины резца в направлении действия отжимающей составляющей силы резания Р, отличающийся тем, что, с целью

„„SU„„1220731 A 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.! 220731

Изо(>. ":.: o."(!!. -: .: (, »3костроениf(), f3 частно.-! : !. токарны. с1анкам, и может найти пин .=нение на автоматизированных (I н!ках и II2 с анках, оснащенных адаптивн:„::«системами.

ЦО1ь(О Iiзобрггс.!!!,к .-;.л I@Iñÿ повышение точност.:, и ((р;!I3!»х.(!;с,1bffocTH обработки нежес них дета !(:, . I;!If(ii» I:lf f(с осе. вой фикса. » ; . Ов :;:. (! (Орах и поддерikfII>if(мых ..:!li. !,.:и, п3 (е создания равножi."." !;О(! дс(;!.!.I !3 процессе резания и размыкания с; IOI3()!, потока системы СПИД в направлении II0jd IH ffo продольной оси обрабатываемой дет ли, а также последовательного дения управляемых опор и демпферов, обеспечивающих виброустойчивость.

На чертеже изображена блок-схема устройства, илл3острирующего способ.

В процессе обработки си им а ют информацию о текущем размере диаметра обрабатываемой детали и уровне вибрации при резании, что позволяет наиболее эффективно встроить в систему СПИД систему автоматического управления процессом обработки, которая состоит из двух основных контуров управления.

Первый контур упраьления положением вершины резца включает в себя датчик контроля диаметра и вибраций в процессе резания, закрепленный на резце 2, блок измерения диаметра 3, задатчик 4 диаметра, блок управления 5 положением вершины резца, задатчик 6 положения вершины р(зца и электрогидропривод 7.

Второй контур управления демпфированием и равножесткостью обрабатываемой детали по длине включает в себя датчик

1 контроля диаметра и вибраций в процессе резания, блок 8 сравнения и управления уровнем вибраций, задатчик 9 уровня вибраций, датчик 10 продольного перемещения, блок 11 управления равножесткостыо, коммутатор 12, поочередно переключающий лю»еты из режима демпфирования в режим равножесткости, управляемые гидролюнеты жесткости 13, блок 14 формирования сигнала управления режимом демпфирования, управляемые гидролюнеты демпфирования 15 и опоры !6.

В процессе обработки снимак т информацию о точностных параметрах обрабатываемой детали в продольном и поперечном направлениях и об уровне вибраций пр3! резании с помощью датчиков 1 и 10.

При этом, используя совокупность одновременной работы двух контуров управления, исключают отрицательное влияние динамической податливости нежесткой детали в процессе ее обработки. Для этого в процессе резания регистрируют выходной сигнал датчика 1, жестко закрепленного на резце 2 и работающего на ульхразвуковом принципе и выдающего информацию о текущем значении диаметра детали в плоскости, проходящей через вершину резца по! и !

25 зо

55 нормали к обработанной поверхности де. тали на блок измерения диаметра 3, где текущее значение диаметра сравнивают с задающим от задатчика 4 диаметра детали, а сигнал рассогласования подают на вход блока управления 5 положением резца длг компенсации обработки, где происходит ср .внение сигналов задатчика 6 положе-! (ия резца и блока измерения диаметра

3 и вырабатывается сигнал управления на электрогидропривод 7. С помощью последнего управляют положением резцедержателя, на котором закреплен резец 2. В случае изменения величины диаметров в плюс или минус от наперед заданного значения задатчиком положения вершины резца также управляют по оси У с учетом знака рассогласования сигнала управления.

Изменение диаметра обрабатываемой детали непрерывно измеряют в процессе резания и управляют положением вершины резца в функции сформированного сигнала блоком 8 с учетом знака рассогласования, что позволяет стабилизировать поперечный размер детали. С целью минимизации уровня вибраций и стабилизации оси детали на блок 8 управления второго !Оонтура управления демпфированием подают выходной сигнал с датчика 1 и задатчика 9 и определяют величину уровня вибраций детали, сравнивают ее с допустимой величиной с помощью блока 8. Затем формируют сигнал управления демпфированием с помощью блока 14, который через коммутатор !2 управляет люнетами демпфирования 15. Одновременно с учетом величины сигнала датчика 10, указывающего о месте нахождения резца вдоль детали, формируют сигнал блоком 1 управления равножесткостью, который через коммутатор 12 управляет гидролюнетом жесткости 13. Количество люнетов расстанавливают по длине обработки из условия равножесткости в функции соотношений длин и диаметров детали (1/d (5) или устанавливают люнеты в зонах пучностей распределения высших основных форм колебаний детали. Гидролюнсты жесткости 13 устанавливают после зоны обработки относительно обработанной поверхности, которые работают как равноiv(с1 кис Опоры. При э! Ом давление, подводимое к силовым цилиндрам гидролюнетов

13, обес(!ечива!ощих зажим детали, подают

;::ак има lf>lf(3(. (з условия предельного пластического дсформирования поверхностного слоя обрабатываемой детали, а на управляемых гидролюнетах 15, устанавливаемых относительно необработанной на данном проход< поверхности и работающих в режиме демпфера, создают давление, обеспечива(ощее гашение !демпфирование) вибра. ций. По ходу передвижения резца вдоль детали переключение гидролюнетов демпфирования 15, работаю(цих ь режиме демпферов, на режим равножестких опор гидролюнетов (люнетов 13) прои. .водят с помощью

1220731

Составитель А. Семенова

Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Тираж 826 Подписное

ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Н. Горват

Заказ 1513/8 коммутатора 12 в функции пути, пройденного резцом 2, регистрируемого датчиком 10.

В исходном состоянии перед процессом резания все гидролюнеты 13 и 15 работают в режиме демпферов, кроме крайних (работающих в режиме равножесткости), установленных у передней и задней бабок. Это условие выполняют с целью центрирования оси детали относительно оси центров станка, а опорные поверхности детали в местах установки крайних люнетов предварительно протачивают. При этом торцы обрабатываемой детали выполняют плоскими, без центровочных отверстий, что позволяет 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 крепления детали приводит к искривлению оси последней и возникновению остаточных напряжений в материале, которое усиливается под действием сил пластического деформирования во время обработки материала. К торцам детали подводят опоры 16 для предотвращения перемещения детали вдоль оси. Рабочий орган последних выполняют шарообразным с целью исключения радиального микроперемещения детали и создания неопределенного направления реакции в шаровых опорах. Опоры 16 контактируют с обработанными торцами детали без предварительных осевых сил сжатия, что позволяет разомкнуть силовой контур системы СПИД по оси детали и в то же время создать ограниче5 ния перемещению детали в осевом направлении.

Это позволяет базировать деталь по образующей поверхности детали, которая совпадает с измеряемой поверхнос гью, что приводит к увеличению точности обработки и исключению технологической наследственности от условий крепления.

Рациональное место расположения жестких опор и опор-демпферов приводит к распределению добротности взаимосвязанных

15 механических контуров, а следовательно, к улучшению диссипативных свойств контакта инструмент — деталь в зоне резания, последнее уменьшает циклическую нагруженность режущего клина, вызванную быстрыми и медленными движениями, улучшает качество формообразования обрабатываемых поверхностей. Таким образом, использование способа позволяет наряду с повышением точностных показателей обработки повысить эксплуатационные характеристики обрабатываемой детали, снизить напряжение в готовых деталях, повысить динамическую устойчивость протекания технологического процесса в целом.