Способ управления фрезерным станком

)4 В 23 Я 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ТОРСКОМ ВИДЕТЕЛЬСТВУ ного Знамеый завод станками./ Машино 60 х Т К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ордена Трудового КраВильнюсский станкостроительЖальги рис(54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ФРЕЗЕРНЫМ СТАНКОМ, на котором при обработке осуществляют подвод фрезы к заготовке на ускоренной подаче, врезание в заготовку с заданной подачей врезания, фрезерование с рабочей подачей на участке установившегося резания с заданной нормальной к обрабатываемой поверхности силой резания, величину которой измеряют в процессе обработки и стабилизируют путем управления режимами обработки при заданной погрешности формы детали, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения,ЯО 1224134 точности обработки, предварительно экспериментальным путем определяют зависимость погрешности формы детали от нормальной силы резания, действующей при врезании фрезы в заготовку, для заданной погрешности формы детали определяют величину нормальной силы резания для этапа врезания и определяют ее отношение к силе резания, действующей на участке установившегося резания, и пропорционально полученному отношению определяют значение мгновенной ширины фрезерования и величины х; перемещения заготовки относительно фрезы, экспериментальным путем определяют быстродействие Тсистемы управления станка и коэффициент Кучитывающий изменение силы резания из-за биения зубьев фрезы, который определяют через отношение силы резания, измеренной при заданных режимах обработки и биении фрезы, к силе резания измеренной, при тех же режимах, и эталонной величине биения фрезы, а подачу на врезание 5. устанавливают из соотно- шенияИзобретение относится к обработке резанием и может быть использовано при фрезеровании на станках с регулируемыми приводами подач.Целью изобретения является упрощение и повышение точности обработки,На фиг. 1 показана схема врезания фрезы в заготовку; на фиг. 2 - график изменения подачи; на фиг. 3 - блок-схема системы управления станком.Схема врезания (фиг. 1) фрезы 1 в заготовку 2 и блок-схема (фиг. 3), реализующая способ, состоит из револьвера 3, установленного непосредственно на ходовом винте стола станка (не показаны). Револьвер 3 электрически связан со схемой преобразоватеЛя 4, которая в свою очередь связана с блоком 5 цифровой индикации, блоком 6 программируемой координаты и схемой 7 сравнения. Блок 5 цифровой индикации связывают с блоком электроавтоматики 8, а схему сравнения 7 - с блоком 9 управления приводом 10 подач. На блок 9 управления приводом 10 подают сигнал 11 от задатчика 11 стабилизации, сигнал 11 з от задатчика 12 ускоренного хода и сигнал (1 з от задатчика 13 подачи на врезание. Информацию о процессе резания 14 контролируют датчиком 15 и подают в блок 16 стабилизации, например, мощности на резание,Способ реализуется следующим образом.Определяют величину динамической составляющей силы резания Ро из предварительно экспериментально полученной для принятого станка или группы станков математически обработанной корреляционной связи между величиной погрешности формы Л и силой Ро. Как правило, вследствие наличия зазоров в подвижных соединениях, сил трения и др. эта зависимость нелинейна и может быть представлена, например, для станков 6 Т 10, 6 Т 80 Ш, 6 Т 12 и СТ 12 Ш в виде параболы Л = Ьо + ХЪ Ро + ХЬ 2 Ро. Следовательно, оперируя значением погрешности формы Л, из этого выражения, подставив значение Л, находят величину динамической составляющей Ро.Значение силы Ро р, действующей на участке установившегося резания, в направлении, нормальном к обработанной поверхности, рассчитывают по формулам теории резанияр р, С 1" 5",В".Х К,ОР д" р. пфРдля номинальных значений элементов режима резания; 1 - глубины резания; Я - подачи на зуб; В - ширины фрезерования;г - числа зубьев фрезы; 0 - диаметрафрезы; и - частоты вращения фрезы; С,хр Ур (-р, Кр, Юр, Кр и К - справочныепостоянные,Далее определяют безразмерный коэффициент (1), равный отношению составляю 51 О щей силы резания Ро к величине : ы резания Ро.Р (1= Ро/Ро.р), Находят мгновенное значение ширины фрезерования В; = = В,1, т. е. величину, которую используют для определения перемещения х; заготовки с учетом формы заготовки под зубом фрезы (фиг. 1). Затем по величине х; с учетом биения зубьев фрезы К , и быстродействия Т системы регулирования находят подачу на врезание Я.р, которую определяют по за- висимости 60 х;Тп КсБыстродействие Тучитывается по тойпричине, что с момента касания фрезы с заготовкой до момента отработки возмущающего воздействия стол должен перемещаться на определенной подаче 5.р, величина которой (при принятой глубине) не должна вызывать (определять) действующую силу Ро, большую чем сила Ро, определяющая допустимую .чертежом погрешность обработки.Такая сила Ро при перемещении заготовки х, под зубом фрезы достигается в точке, соответствующей значению ширины фрезерования В;, которая с высокой степенью до стоверности может быть отработана автоматической системой управления только после окончания переходного процесса, т. е.за время Т. Следовательно, в силу запаздывания в отработке возмущающего воздействия неучет значений Т, не позволит опре- О делить неизвестную переменную (подачуна врезание Я.р), так как величны х;, Т и Яр связаны зависимостью: за время Т заготовка может перемещаться только на величину х;, которая определяет значение В;, а следовательно, и силу Ро; за минуту (60 с) - на величину минутной подачи.Способ определения коэффициента Кучитывающего изменение составляющей силы Ро при врезании от биения зубьев фрезы, заключается в следующем.4 о При помощи, например, динамометрического стола для измерений составляющих силы резания, подключенного к записывающему прибору (например, самопишущему прибору марки Н 327-3) и установленного на столе станка, выполняют фрезерование 45 и оценку величины составляющей Ро приврезании на одной из ступеней подач и постоянных прочих значениях элементов режимов резания, обрабатывая установленную на динамометрическом столе заготовку фрезами, имеющими биение режущих зубьев, находящихся, например, в интервале е;= = 30 - 70 мкм. Интервал биения режущих зубьев принимают из условий класса точности станка (погрешности изготовления конусного отверстия шпинделя), погрешнос 55 ти оправки, на которой установлена фреза,и непосредственно величины допускаемого поля допуска на биение режущих зубьев фрезы, что в сумме составляет величину е;.1224134 впуск. Затем устанавливают следующее значение подачи на врезание и вновь обрабатывают заготовку теми же фрезами, оценивая составляющую силу Ро. После обработки на 10 - 12 ступенях подач врезания и десятикратном повторении опытов для быстроты определения.К, строят зависимость коэффициента Ке -Р (пои в ) 30 мкм)- от биенияРо (при в, = 30 мкм)зубьев фрезы в; для принятых значений подач врезания, скорости резания, типа фрезы и обрабатываемого материала. При этом за эталонное значение силы Ро, принимают такое значение, которое получается при врезании на принятой подаче и скорости резания для принятой фрезы, имеющей биение зубьев, не превышающее 30 мкм, т. е, Ро (при в; = = 30 мкм), а за ожидаемое - такое значение Ро, которое получается при фрезеровании на тех же условиях фрезой с биением зубьев в 1 = 40, 50, 60 или 70 мкм, т. е. Ро (при в 1) 30 мкм), Изменяют скорость резания, оставляя постоянными остальные параметры элементов режима резания, и вновь тем же способом определяют зависимость коэффициента К, от биения зубьев е;. Затем последовательно изменяют обрабатываемый материал и тип фрезы, оставляя постоянными остальные параметры элементов режима резания и определяют зависимости коэффициента К, от биения в; зубьев фрезы при принятых условиях. Значения коэффициентов К, при обработке стали 45 ГОСТ 1050-74 фрезой 2214-0001-601 - Т 5 К 10 ГОСТ 8529- 69 на станках, имеющих жесткость 1 = 2,5 - З,З кг/мкм, находятся в интервале 1 - 1,65 при изменении биения зубьев фрезы 0,03 - 0,11 мм. При обработке деталь (фиг. 1) устанавливают на столе станка (не показан) на некотором расстоянии, равном о + 1 от фрезы. Величину расстояния о используют в качестве программируемой координаты и задают при помощи блока 6 (фиг, 3) в виде значения Мо. Значение (5 р) используют в качестве уставки с уровнем напряжения (Щ и задают задатчиком 13 подачи на врезание. Величину ускоренной подачи (Яс), на которой испол 10 15 20 25 30 35 40 нительный орган (стол станка) проходит расстояние 1 о, задают задатчиком 12 в виде уровня напряжения Б, а значение скорости рабочей подачи (Ьр.в) - задатчиком 17 в виде уровня напряжения рассчитанной (рабочей подачи) при номинальных значениях элементов режима резания. При пуске станка блок электроавтоматики включает привод главного движения (не пЬказан) и привод подач, который перемещает стол станка и установленную на нем деталь на ускоренной подаче 5 р.При движении детали к фрезе текущую информацию о координате перемещения М; контролируют резольвером 3, связанным с валом привода 1 О. Сигнал Х; текущей информации с резольвера 3 подают на схему преобразователя 4 для усиления и преобразования и далее на блок 5 цифровой индикации и схему сравнения 7 с уровнем Мо сигнала программируемой координаты в блоке 6. При достижении сигналом Я; уровня сигнала Хо столом станка пройдено на ускоренной подаче Ярасстояние 5, воздействуют на блок 9 управления приводом 10 сигналом ЛБь поступающим со схемы сравнения 7, отключают задатчик 12 ускоренного хода, отменяя уровень напряжения 11, и разрешают прохождение уровня напряжения 1.13 с задатчика 13 подачи на вреза ние (Ь Р) на блок 9 управления приводом, обеспечивая при этом изменение частоты Лв привода 10 при подаче на него управляющего напряжения Л 1) и перемещения детали на величину Г,При врезании фрезы в деталь (деталь проходит под фрезой расстояние х;) отключают при помощи блока 9 управления приводом 10 задатчик 13 подачи на врезание, включают задатчик 17 стабилизации и подают на блок 16 стабилизации мощности резания уровень сигнала 1./р о мощности процесса резания 14, которую измеряют датчиком 15 и сравнивают с уровнем сигналапоступающим с задатчика стабилизации 17. При изменении уровня сигнала Ц, происходит соответствующее изменение величины рабочей подачи (Ярм) в процессе резания путем подачи на привод управляющего уровня напряжения.Составитель В. Алексеенко Редактор А. Гулько Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи Заказ 1873/15 Тираж 826 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4