Способ управления процессом ультразвукового резания

СОЮЗ СОВЕТСНИХМ 4%МИПИРЕСПУБЛИК П 9) в 1/о 4 // в 2 з В з 7/оо НЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОБРЕТЕНЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВПО ДЕЛАМ ПИСАНИЕ СКОМУ Саид К Р 33А. Ерна ЛеневолюцСерго а а Рдж(71) Московский ордордена Октябрьскойционный институт имиикидэе(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМУЛЬТРАЗВУКОВОГО РЕЗАНИЯ по авт.св. М 975338, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениятехнологических воэможностей и повышения точности обработки, частоту иа-. генератора изменяют обратно.пропоро- . ционально силе прижима в пределах от1 р адо 12 1 репах ф где тр а Резонансная частота колебательйой сис- СССРтеьы с заготовкой при максимальнойсиле прижима.35 Изобретение относится к машиностроению и может быть использованопри ультразвуковом резании лезвийными абраэивно-алмазным инструментами.По оановному авт. св. Р 975338известен способ управления процессом 5ультразвукового резания лезвийными абразивным инструментами при изменении усилий резания, при которомопределяют наибольшее значение радиальной силы прижима эа один оборот 10заготовки, имеющей отклонения гео-.метрической формы, или за двойной.ход инструмента, определяют или рассчитывают соответствующую этой ра,-,диальной силе резонансную частоту 5колебательной системы с обрабатывае-мой заготовкой 1 и устанавливаютрабочую частоту гайератора 1 г равнойг Рвах ПДанный способ хотя и обеспечивает получение. точности геометрической форьы детали, но при снятиималых припусков погрешность формыостается значительной.Целью изобретения является снижение погрещности геометрической формы детали, особенно при малых припусках,Цель достигается тем, что согласно способу управления процессомультразвукового резания частоту 30генератора изМеняют обратно пропорционально силе прижима заготовки впределах от 1 р до 1,2 1 охгде 1 рп,с,х - резонансная частота колебательйой системы с заготовкойпри максимальной силе прижима.На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 - амплитудночастотные характеристики ультраэвуко вой колебательной системы (АЧХ) при.различных значениях радиальной силы Ру , кривая о соответствует силеР = О; кривая б -Рч= Ру в;о, кривая ъ - Ру = Рм щахОбрабатываемая заготовка 1 вращается и поворачивается к режущему инструменту 2, например алмазнымбрускам, переменным радиусом РкоторыЯ определяется погрешностямигеометрической формы заготовки, на 50колебательную систему 3 воздействует переменная радиальная сила резания Р , принимающая максимальноезначение Рув момент расположения под инструментом 2 наибольшегорадиуса заготовки Р щс, . При повороте заготовки 1 к инструменту 2минимальным радиусом 8 , сила резания принимает минимальйое значение Рущ, . Колебательная система3 закреплена фланцем 4 на пружинах5, при этоЬ жесткость крепления равна Сп . Датчик силы резания б установлен с зазором 7 по отношению ксланцу 4. Индуктивный датчик б является частью резонансного колебатель 65 ного контура 8 ультразвукового генератора 9.При изменении радиуса заготовки меняется сила прижима и если установи Рушах фто из-за конечной величины жесткости крепления колебательной системы С при повороте заготовки система сместится вправо и зазор 7 уменьшится.Уменьшение зазора 7. увеличивает индуктивность резонансного контураи частота напряжения генератора 9 понижается. При уменьшении радиуса заготовки под инструментом до й, уменьшается сила Ру до Ру увеличивается зазор 7, снижается ийдуктивностьдатчика б и 1 повышается. Таким образом частота напряжения генератора регулируется обратно пропорционально силе резания, зависящей от погрешности геометрической формы заготовки 1Резонансная частота ультразвукового преобразователя увеличивается с ростом приложенной к нему силы прижима, равной по величине радиаль ной силе резания РуПри увеличении радиальной силы резания отРу,доРу АЧХ смещает-. ся вправо (фиг. 2) с кривой 6 на кривую Ь , При этом резонансная частота преобразователя увеличива-. ется от 1; до хр. Для обеспечения регулировки амплитуды колебаний инструмента в зависимости от погрешности геометрической формы заготовки регулировка хг осуществлястся в пределах Ьг = (1 - 1,2)т.е, .минимальная частота генератора 1 гравняется 1 р. Тогда при нахождении под инструментом максимального припуска амплитуда колебаний инструмента будет наибольшей -хх . При подходе под инструмент минимального припуска АЧХ преобразователя смещается влево в положение У , а 1 г - вправо до значения 1 гхх . Амплитуда колебаний инструмента при этом уменьшится дощ,Изменение частОты напряжения ультразвукового генератора в ука" занных пределах, обратно пропорциональное силе резания, регулирует величину амплитуды колебаний инструмента пропорционально погрешности геометрической формы заготовкиДля управления процессом ультразвукового резания по предложенному способу необходимо произвести следующую на стройку ультразвукового генератора.Измерить или рассчитать максимальное значение радиальной силы резания в процессе работы Ру,пхх. Например, при наружном хонинговании или суперфинишировании;кСд Сц ьйР =Р +ушхх= п. (С,) еСосзавитль Л.СМ,дылын техред И".- ТеперююЮФ97/13 Тираж 795,ВНИИПИ Государственногопо делам изобретений113035, Москва, Ж-ЗЬ, Ращ т вЕиайаюю ющфилиал ППП фПатентфф, г геена едактор ктор Г,Ога Заказ Подписноеомитета СССРоткрытийушская наб., д. 4/5 ул. Проектная,Ужго гДе РП- заДаннаЯ ДлЯ обРабатываемой заготовки статическая сила прижимаСп - жесткость крепления колебательной систеьвй; Сц - жесткость центров . станка; ЬЙ - погрешность геометрическо 6 формы заготовки, равная раз-:. нице наибольшего и наименьшего радиу . сов заготовки ( Ь К = фФцв с ФЙ)К = 1,0 - 1,3 -, коэффициент, учиты- вающий повьвиние Рщдиз-за инерционности детали и преобразователя,10Прижать преобразователь к заготовке с силой, равной Р п, при этом , зазор 7 (фиг. Ц принимает свое ми.- нимальное значение. Определить резонансную частоту колебательной сис.- 15 темы с заготовкой н установить час" тоту генератора 1 , равной 1 р, . В дальнейшем в процессе работы зазор 7 фиг. 1) только увеличивается нрегулируется на превышение от 1 РРФР%Предложенный способ управления, процессом ультразвукового резания позволяетполучать детали высокой точности при съеме минимального припуска. Для регулировки амплитуды колебаний инструмента требуются минимальные затраты мощности. Это особенно важно при работе На тиристорных генераторах, так как выходные каскады их работают в ключевом режиме и любой другой способ управления процессом резания потребовал бы мощности аппарата управления, равной мощности источника питания выходного каскада.