Способ автоматического управления процессом обработки нежестких деталей

.801220 15 00 94 В ОПИСАНИ БРЕТЕ СВИДЕТЕЛЬСТВ А ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тольяттинский политехнический институт(54) (57) СПОСОб АВТОМАТИЧЕСКОГОУПРАВЛЕНИЯ 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 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. йЮИЗОЕН "ОТ)СЕ" ".. ,1 Н КОСТЕ)ОЕНИЮр Р частне), : 1. токарным С 1 анкам, и может найти пин сиен);е на автоматизированных с 11 ках 11 на с"анках, ОснаеценнеЕХ ядаптив - ны,еи системами.Цель Езобрстее к е:ьлястся повышение точност,; н е.)Ег:еоде;слье)ости обработки нежес е к)1, деталсаИВ, и".1:ых с осе Вой фи 1 е,.: " 1 1,. еВх О:Еор х и поддерживас 1 ых и1,а ми, 11 ОЕ создания рав но)кс",-; к)1,с);1, . н процессе резания и размыкапия с:.оеиго потока системы СПИД в направлении Одачи по продольной оси обрабатываемой дет ли, а также последовательного дения управляемых опор и демпферов, обеспечивающих Виброустойчивость.На чертеже изображена блок-схема устройства, иллеострирующего способ.В процессе обработки снимают информацию о текущем размере диаметра обрабатываемой детали и уровне вибрации при резании, что позволяет наиболее эффектпвн 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 датчикконтроля 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 ре:Ееа 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 люнеты 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 пр 1 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 ульЕразвуковом принципе и выдающего информацию о текущем значении диаметра детали в плоскости, проходящей через вершину резца ПО гО 5 20 5 30 35 40 45 50 55 нормали к обработанной поверхности де тали на блок измерения диаметра 3, где теку)1 ее значение диаметра сравнивают с задающим от задатчика 4 диаметра детали, а сигнал рассогласования подают на вход блока управления 5 положением резца для компенсации обработки, где происходит ср .внение сигналов задатчика 6 положения 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 Ееонтура 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 11 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 11/г (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 равноксстк 1 е ОНОЕ)ы. При эОм даВление, пОдВО- димое к силовым цилиндрам гидролюнетов 13, обселечива)ощихзажим детали, подают хе аси )В ь 1 ое )Ез у слОВия пределънОГО плястического дсформирования поверхностного слоя обрабатываемой детали, а на управляемых гидролюнетах 15, устанавливаемых относительно необработанной на данном проходе 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, па режим равножестких опор гидролюнетов 1 люнетов 3) проиводят с помощью122073 Составитель А. Семенова Техред И. Верес Корректор Е. Рошко Тираж 826 Подписное ВНИИ ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1 3035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор Н. ГорватЗаказ 153/8 коммутатора 12 в функции пути, пройденного резцом 2, регистрируемого датчиком 1 О. 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 ограничения перемещению детали в осевом направлении.Это позволяет базировать деталь пообразующей поверхности детали, которая совпадает с измеряемой поверхносью, что 15 приводит к увеличению точности обработкии исключению технологической наследственности от условий крепления.Рациональное место расположения жестких опор и опор-демпферов приводит к распределению добротности взаимосвязанных 15 механических контуров, а следовательно, кулучшению диссипативных свойств контакта инструмент - деталь в зоне резания, последнее уменьшает циклическую нагружен- ность режущего клина, вызванную быстрыми и медленными движениями, улучшаеткачество 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.