Способ управления режимами зубо-фрезерования по методу обкатки

Союз Советских

Социалистических республик

О П И С А Н И Е 638020

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свил-ву(22)Заявлено 23.11.76 (21) 2421141/25-08 с присоединением заявки н!е —. (23) Приоритет—

3 (51) М. Кл.

В 23 О. l5/00

В 23 F 5/20

Гасударственный комнтет ао делам нзебретеннй н открытий

Опубликовано 07.08.81. Бюллетень Рй 29

Дата опубликования описания 09.08 ° 81 (53) УДК621.9! 4. .! (088.8) (72) Авторы изобретения

С.Б. Фраймович, В,И. Шляхецкий и Ю.А. Лукашев..

Вильнюсский станкостроительный завод имени

40-летия Октября (7I) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИЯ

ПО МЕТОДУ ОБКАТКИ

Изобретение относится к область станкостроения.

Известный способ управления режимами резания при зубофрезеровании по методу обкатки характерей тем, что для изменения действующего значения подачи на оборот заготовки изменяют отношение скоростей подачи и в!афщения заготовки .(1).

На станках со ступенчато-регулиру10 емыми приводами, например с многозвенными коробками подач и скоростей, подача на оборот заготовки может при- нимать лишь дискретные значения в пределах неширокого диапазона, что, вынуждает во многих случаях работать на режимах, отличающихся от оптимальных. Изменение режима в процессе обработки на таких станках не применяется 20

На станках с ресступенчато-регулируемыми приводами можно назначать любое значение оборотной подачи внутри широкого диапазона, а также изменять

2 ее непрерывно в процессе обработки с целью, например, стабилизации нагрузки на участках врезания и выхода.

Однако применение бесступенчато-ре-. гулируемого привода существенно удорожает станок и стоимость зубофреэерования на нем.

Таким образом, известный способ управления режимами зубсфрезерования применительно к станкам со ступенчато-регулируемыми приводами ограничивает технологические возможности, а применительно к станкам с бесступенчато-рerулируетвтми приводами — экономичность.

Целью изобретения является осуществление бесступенчатого регулирования подачи на оборот заготовки на станках со ступенчато-регулируемым приводом подач и сокращения при этом количества ступеней в нем до однойдвухе

Указанная цель достигается. тем, что управление действующим значением

8020 в направлении подачи, и вращательного — вокруг оси заготовки, эта тра10 ектория для случая обработки цилиндрического зубчатого колеса имеет вид винтовой линии (см. фиг. 1).

Шаг этой винтовой линии представляет собой разность координат положения

15 фрезы в данной впадине между зубьями на текущем и предыдущем оборотах заготовки или действующее значение подачи на оборот заготовки. Именно, этот параметр наряду со скоростью ре20 зания определяет усилия, износ фрезы и съем металла, являясь в связи с этим одним из регулируемых параметров.

На установившемся режиме действующее значение подачи на оборот совпадает

25 с отношением скоростей подачи и вращения заготовки, в то время как в переходном процессе изменение действую щего значения отстает от изменения отношения скоростей, геометрически инЗ0 терпретируемого тангенсом угла подъема винтовой траектории полюса зацепления.

Переключение, например, скорости подачи с одного мгновенного постоянного значения на другое графически отобра55 жается ступенчатым изменением угла подъема винтовой траектории, в то время как вызванное этим изменением изменение ее шага происходит медленно и плавно и только по истечении оборота

40 заготовки он переходит на новое установившееся значение (см. фиг. 2), Показанный эффект отражает принципиально важное для управления по подаче свойство процесса зубофрезерования, а именно его инерционность. ,На использовании этого эффекта и ба-. зируется предлагаемый способ.

< ааХ О ОИ.И

Сипак 0ytHyt где „„„ — длительность работы на

45 о и.1и .

На фиг. 1 изображена развертка цилиндра зубчатого колеса с нанесен" ной на ней винтовой траекторией полюса производственного зацепления, 50 полученной при нарезании с постоянным отношением скоростей подачи и врашения заготовки; на фиг. 2— инерционность изменения шага винто" вой траектории, вызванного ступенча" тым изменением угла подьема; на фиг. 3 — развертка ломаной винтовой траектории с постоянным шагом; на фиг ° ч — то же при S< << = О н

3 63 подачи на оборот заготовки осуществляется за счет изменения длительности работы На MBKcHN/ме, например, сКорости подачи, изменяющеися периодически по закону прямоугольного импульса. При этом частоту изменения скорости подачи принимают равной или кратной частоте вращени:: заготовки, а коэффициент заполнения импульса приводят в соответствие с выбранным действующим значением подачи на оборот заготовки и определяют по формуле где S — действующее значение подачи на оборот заготовки, мм/об

S

Т вЂ” период изменения отношения скоростей подачи и вращения заготовки.

Увеличение длительности работы на максимуме влечет за собой соответствующее уменьшение дт%тельности работы на минимуме, вследствие чего результат управления будет тем же, если в соответствии с выбранным действующим значением подачи на оборот заготовки приводят скважность импульса„ определяемую по формуле

tyr,y, So Ox, Sо е yttQ g ОУ ЙИ фиг. 5 — развертка ломаной винтовой траектории, шаг которой изменяется в процессе обработки.

Рассмотрим траекторию полюса зацепления в относительном движении на изделии. Являясь результатом сложения двух движений: поступательногоДействительно, если скорость подачи периодически переключать сначала с максимума на минимум, а затем наоборот, т.е. изменять ее по прямоугольI ному закону, и если эти изменения производить целое число раз за каждый оборот заготовки, то получим ломаную винтовую траекторию полюса зацепления с постоянным шагом (см. фиг. 3). При этом, чем дольше будем работать на максимуме и меньше на минимуме, тем

5 6380 больше получим шаг этой винтовой траектории. Отсюда и следует, что действующее значение подачи на оборот заготовки можно изменять путем изменения длительности работы на максимуме периодически целое число раэ эа каждый оборот заготовки, изменяющейся по прямоугольному закону скорости подачи.

Связь отНошения длительности работы на максимуме к периоду, именуемого коэффициентом заполнения импульса, с действующим значением подачи на оборот отражена з;гвисимостью T. Результат будет таким же, если изменять скважность импульса, т.е. отношение длительности работы на минимуме к периоду, определяемую по формуле (2).

Таким образом, располагая всего двумя постоянными значениями скорости подачи: максимальным и минимальнйм длящ принятого. диапазона, можно получать любое действующее значение подачи иа оборот заготовки внутри этого диапазона. А если совместить минимум с нулегг, обойтись д п с о н 25 значением .скорости подачи — максимальным (см. фиг. 4) Аналогичный результат получается при изменении длительности импульса периодически переключающейся скорости вращения цепи деления или, в более общем случае, отношения скоростей подачи и вращения заготовки.

Предлагаемый способ содержит воэ35 можность изменения длительности импульса и в процессе резания, управляя действующей подачек. например, па программе на участках вреэания и выхода с целью стабилизации нагрузки (см. фиг. 5), Приведенные рассуждения и, следовательно, сам способ распространяются ,Ъ нгг- управление радиальной и тангенциальной подачами.

В качестве примера выполнения предлагаемого способа проводилась обработка цилиндрического прямозубого колеса с модулем 1 мм, числом зубьев 29, шириной венца 18 мм, иэ стали 40Х на эубофрезерном станке мод. 5К301П, привод подач которого содержал асинхронный электродвигатель и 15-ти ступенчатую коробку подач. Обработка производилась в полуавтоматическом режиме в следующей песледовательности . после усКоренного подвода от команды, поданной в заданной точке углового пути шпинделя иэделия, включалась

20 ! осевая подача, настроенная на максимальное для рабочего диапазона значение; отработав расчетную для первого оборота заготовки длительность, по команде, поданной в соответствующей этой длительности точке линейного пути стола, привод подачи выключался; по завершении оборота заготовки в той же точке углового пути шпинделя изделия подача опять включалась, начиная второй период ее изменения, и т.д., причем длительность включения привода подач изменялась от оборота к обороту в соответствии с программой, обеспечивающей стабилизацию нагрузки на участках вреэания и выхода.

Обработка производилась червячной фрезой Дз, = 63 мм иэ быстрорежущей стали на следующих режимах: скорость резания 32 м/мин, скорость подачи, на которую была настроена коробка подач, 47 мм/мин, действующие значения подачи иа оборот заготовки в начальной фазе врезания составляла 7,5 мм/об, на установившемся резании 1,5 мм/об, чта соответствует скорости подачи

8,2 мм/мин.

Применение предлагаемого способа управления режимами резания при зубофрезеровании позволит осуществить бесступенчатое регулирование действующего значения подачи на оборот заготовки как вне рабочего циклаг так и в процессе обработки на станках со ступенчато-регулируемымн нривадамн. Более того, в связи с тем, чта для обеспечения предлагаемого способа достаточно располагать двумя нли даже одним постоянным значением скорости подачи, его реализация.позволит упростИгь структуру приводов подач эубофреэерных станков.

Таким образом, предлагаемый способ распространяет вазможность оптимизации процесса зубафреэерования

I на станки са ступенчато pcz ëÿä емьпж приводами. Реализация способа путем применения простых и легко доступных средств даст повышение производительности зубофрезерования на

30-501 талька за счет стабилизации нагрузки на участках вреза пгя и выхода.

Формула изобретения .Способ управления режимамн зубофрезерования па методу обкатки, эа7 63 ключающийся в целенаправленном изменении отношения величины подачи и скорости вращения заготовки, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью осуществления бесступенчатого регулирования действующего значения подачи на оборот заготовки на станках со ступенчато-регулируемыми приводами, в процессе управления изменяют длительность работы на максимальном значении отношения величины подачи и скорости вращения заготовки периодически, целое число раз за каждый оборот заготовки, по закону прямоугольного импульса, причем длительность импульса выбирают в соответствии с требуемым действующим значением подачи на оборот заготовки, а коэффициент заполнения и скважность импульса определяют соответственно по формулам Щ) О О W1YI

Е=

-Я

ОФа Х ОИИи

4И1И Ъ И ОХ-О

-Б 5

ОФС1Х ОИЯИ где S0 - действующее значение подачи на оборот заготовки, мм/об;

«эм ю1И - эти vl1olx

5 °

ОЩ1И ИЪИ.С Х ОмаХ ИЪ Ф1И

S< -„;; 5и,,„,, — минимальное и максимальное значения скорости подачи, 8020 8 мм мин "Зи,,1и "»с.,и инимальное и максимальное значение скорости вращения заготовки, об/мин; t „„ и ими

t <<> — длительность работы соответсТВеННо Ha S< gg и SQ Ql)(1 Т пе риод изменения отношения скоростей подачи и вращения заготовки.

2. Способ по и. l о т л и ч а ю— шийся тем, что изменяют длитель-.

ip ность работы на максимуме скорости подачи, целое число раз за каждый оборот заготовки, по закону прямоугольного импульса при постоянстве скорости вращения заготовки. д5 3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что изменяют длительность работы на максимуме скорости вращения заготовки, целое число раэ

Я эа каждый оборот заготовки, по закону

20 прямоугольного импульса, при постоянстве скорости подачи.

4. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью сок, ращения необходимого для управления

25 количества команд, период изменения отношения скоростей подачи и вращения заготовки принимают равным периоду оборота заготовки.

5. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью создания возможностей упрощения привода подач, минимальное значение скорости подач принимают равным нулю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании У 1002592, кл. В 2 К, 1973.

2. 2

638020

Соств игель Т, Вдахина и аиШж

Заказ 5831744 Тираж 770 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l13035 Москва Ж-35 Распискам иаб, ц. 4/5

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

Х и