Устройство для адаптивного управления точностью механической обработки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 0 4 В 23 О 15/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ЗОБРЕТЕНИЯТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 963807, кл. В 23 0 15/12, 1981.(54) 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГОУПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ МЕХАНИЧЕСКОЙОБРАБОТКИ по авт.св, Ф 963807, о тл и ч ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД е е с я тем, что, с целью расширения технологическихвозможностей и повьппения точности ипроизводительности, оно снабжено управляемым демпФирующим механизмом,установленным в передней панели ивыполненным в виде двух цилиндров споршнями, жестко закрепленнымимеждусобой, причем участки внутренних поверхностей цилиндров выполнены коническими и разделены между собой решетками, установленными с возможностью регулирования.125691Изобретение относится к машиностроению, а именно к техническим средствам, обеспечивающим повышение точности механической обработки на металлорежущих станках. 5Цель изобретения - расширение технологических возможностей устройства, повышение точности и производитель.- ности обработки нежестких деталей за счет регулирования виброустойчивости. 10На фиг, 1 представлена конструкция устройства (в том числе демпфирующего механизма и механизма коррекции); на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 - блок-схема устрой ства.Механизм коррекции (фиг,1) состоит из передней панели 1 и задней жесткой опоры 2. На панели 1 с передней стороны расположен Т-обра.зный 20 паз, необходимый для крепления резца 3, с задней стороны расположены выступы 4 для установки оси 5 опоры 6 качения и выступ 7, служащий для фиксации начального положения передней 25 панели относительно задней опоры, Резец 3, оснащенный механически закрепленной минералокерамической пластинкой 8, крепится в Т-образном пазу на передней панели с возможностью перемещения для настройки на необходимую высоту центров при помощи винтов 9 и сухарей 10, Опора 2 в нижней части имеет площадку с пазами для крепления на месте резцедержателя токарного станка, в средней ее части расположен клин 11, закрепленный с возможностью изменения угла при помощи накладки 12 винтами 13. В верхней части опоры 2 закреплена планка 14, служащая для расположения в ней упорного винта 15 и пластинчатых пружин 16. Планка 14 крепится к опоре 2 с возможностью изменения расстояния между опорой и панелью, необходимого для изменения длины активной части пластинчатых пружин, что происходит за счет изменения толщины прокладки 17. Упорный винт 15 стопорится винтом 18. В верхней части опора и панель соединяются двумя пластинчатыми пружинами 16 с изменяющейся длиной активной части. Пружины 16 служат для удержания опоры и передней панели в состоянии контакта и используется как упругий элемент. В средней части опора и передняя панель контактируют через опору 6 качения и клин 11, причем за счет 25 2конструктивного исполнения опора б качения имеет возможность перемещеыия по клину только в направлении Хи 1, исключая перемещения по оси Х.В нижней части опора и передняя панель соединены винтовой пружиной 19, закрепленной одним концом в опоре при помощи пальца 20, другим концом - в передней панели с возможностью регулировки натяжения винтом 21. Винтовая пружина необходима для выборки зазоров в контактных звеньях мехачизма. Демпфирующий механизм (фиг.1) вмонтирован в переднюю панель 1 и состоит из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть состоит из поршней 22 и 23, неподвижная - из цилиндров 24 и 25 и решеток 26 и 27, В нижней части панели механизм закрыт крышкой 28, в верхней - винтом 29, имеющими отверстия для доступа воздуха в нерабочие полости. Поршень 22 изготовлен за одно целое со штоком, выполнякщим функцию направляющего элемента подвижной части. Шток жестко соединен с поршнем 23. Поршни снабжены уплотнительными кольцами, служащими для предотвращения утечки демпфирующей жидкости иэ рабочей полости. Они поджаты пружинами 30, служащими для симметричной ориентации подвижной части в механизме.Цилиндры 24 и 25 во внутренней своей части имеют как цигиндрический, так и конический участок, служащий соответственно для линейного и нелинейного гашения колебаний за счет постоянного и переменного зазоров между поршнями и цилиндрами. Цилиндры в средней части демпфирующего механизма соединены с решетками 26, снабженными уплотнительными прокладками, предотвращающими утечку жидкости в стыках механизма. Между неподвижными решетками 26 находится подвижная решетка 27, которая имеет воэможность перемещения параллельно оси подачи (фиг.2), Все решетки имеют сквозные отверстия, не перекрывающиеся при установке решетки 27 в исходном крайнем левом положении, Центральные отверстия решеток являются местом установки штока поршня 22. Решетка 27 установлена в исходном положении посредством пружины 31 и поджимной, гайки 32, снабженной уплотнительными элементами. Подвиж15 25 3 12569ная решетка жестко соединена с тягой33, взаимодействующей с электромагнитом 34,укрепленном на жесткомкронштейне с правой стороны опоры 2и включенном в электрическую цепь5фиг.3). Электрическая цепь состоитиз токовихревого датчика 35, служащего для контроля амплитуды колебаний и смонтированного на стойке 36,укрепленной на станине токарногостанка, детектора 37, усилителя 38их низкой частоты, генератора 39синусоидальных сигналов, фильтра 40высокой частоты, усилетеля 41 постоянного тока, блока 42 управленияэлектромагнитом, блока 43 выпрямления сигнала и электромагнита 34.Устройство работает следующим образом.При вращении у нежесткого валапоявляются биения в радиальном направлении, периодически изменяющиезазор между контролируемой детальюи датчиком 35, находящимся в непосредственной от него близости. Этоприводит к расстройке высокочастотного резонанса колебательного конту-ра, задающегося генератором 39 синусоидальных сигналов. Сигнал, пройдячерез фильтр 40 высокой частоты, попадает на вход детектора 37, выделя-,ющего низкочастотную составляющуюсигнала, усиливающуюся в усилителе38 низкой частоты.Полученный сигнал поступает навход блока 43 выпрямления, где осу 35ществляется выпрямление величины тока, соответствующей двойной амплитуде биения вала. Усилившись в усилителе 41 постоянного тока, сигнал поступает на вход блока 42 управления40электромагнитом, который пропорционально этому сигналу изменяет ток вобмотке электромагнита 34 исоответ. -ственно напряженность его магнитногополя, что приводит к перемещению к45электромагниту пластины.Пластина тянет за собой подвижнуюрешетку 27, выдвигая ее из исходногоположения, и тем самым частично илиполностью перекрывает отверстия в50решетках 26 (фиг. 2, крайнее правоеположение подвижной решетки показанопунктирной линией), изменяя площадь ..жидкостного контакта двух половин55рабочей полости демпфирующего механизма. Настройка положения подвижнойрешетки 27 производится до начала обработки материала,25 4В процессе обработки изменение параметров резания, например, припуска из твердости заготовки, вызывает изменение, например, увеличение усилий резания. Передняя панель 1 с демпфирующим механизмом и режущим элементом перемещаются по оси вниз на Величину, пропорциональную изменению усилия резания. Перемещаясь вниз по оси, панель 1 набегает на клин 11, перемещается вперед по оси, компенсируя упругие перемещения технологической системы. При перемещении передней панели 1 по оси вниз, подвижная часть демпфирующего механизма остается на месте, т.е. относительно подвижной панели, получает противоположное ей движение вверх, перепуская при этом демпфирующую жидкость через предварительно настроенные отверстия между решеткам26 и 27, демпфируя этим движением переднюю панель и режущий инструмент относительно двойной амплитуды биения нежесткого вала. Перемещение подвижной панели 1 с режущим элементом на относительно большую величину вниз или вверх, вызванную одномоментным случайным увеличением или уменьшением параметров резания, например ,припуска, вызывает перемещение подвижной части демпфирующего механизма в конический участок цилиндро 1 24 или 25, где за счет изменения зазоров между поршнями 22 и 23 и цилиндрами 24 и 25 происходит дополнительное нелинейное демпфирование, резко гасящее вынужденные колебания панели с резцом.Таким образом, в случае идеального подбора параметров демпфирующего и корректирующего механизмов, адаптивная система будет устойчива в широком диапазоне режимов резания с одновременным повьппением точности и качества обрабатываемой поверхности, что значительно расширяет техно" логические возможности устройства, в частности, позволяет применять его при обработке нежестких валов. Надежность и быстродействие устройст" ва обеспечивается исключением пере-, ходных блоков и использованием электроусипительной аппаратуры до качапа механической обработки,Простота конструкции, надежность и быстродействие позволяют применять предлагаемое устройство как в лабо256925 Ь ти устойчивого резания при обработке нежестких деталей без снижения показателей точности и шероховатости обработанной поверхности. Составитель В, Жиганов Техред И.Попович ктор А. Обручар Редактор асарда Подписи каз 4868/1 Тираж 826ударственного комитеизобретений и открысква, Ж, Раушская 1 ИИПИ Г ела9 изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Проектная,3 1 раториых, так и в производственных условиях. Производственные испытания показывают высокую работоспособность устройства, расширение обласа СССийнаб