Устройство управления формообразованием в процессе механической обработки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 191 (1 П 270 А В 23 Я 15/00 Н л . ДЕТЕЛЬСТВ У ВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗО(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ чОРМООБРАЗОВАНИЕМ В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОЙОБРАБОТКИ(57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках.Целью изобретения является повышениеточности обработки прецизионных деталей за счет учета влияния динамических погрешностей, вызванных механи"ческими колебаниями резца, Для этоговинтовая пара снабжена дополнителье ной гайкой с микроприводом, выполнен. ным в виде магнитостриктора с двумя катушками, соединенного с основной гайкой и датчиком измерения осевого зазора между дополнительной гайкой и винтом, Датчик измерения представ.ляет собой емкостной датчик с мостом разбалансировки и усилителем, выход которого подключен к одной из катушек магнитостриктора. Постоянную времени системы управления выбирают из соотношения С . Я ) 7)Г, где 1- шаг винтовой пары;. Я - величина линейной подачи; Г, - время реакции системы нейтрализации механических колебаний резца; 7 - время реакции системы управления зазором винтовой пары; Г - нижняя пороговая частота механических колебаний. Система нейтрализации механических колебаний резца выполнена в виде последовательно включенных датчика вибраций и усилителя, выход которого подсоединен к магнитострикционному приводу, а дат" чик вибраций установлен на резце.2 ил.Изобретение относится к машино"строению и может быть использовано вметаллорежущих станках.Целью изобретения является повыше 5ние точности обработки прецизионныхдеталей,На фиг.1 представлена схема устройства управления формообразованиемв процессе прецизионной механической 10обработки; на фиг,2 - график быстро"действия двух контуров устройствауправления,На ходовом винте 1 расположенысиловая 2 и ведомая 3 гайки, которые 15жестко связаны между собой штокоммагнитостриктора 4. Ведомая гайка 3несет на себе суппортный узел с резцовым суппортом 5На резце 6, обрабатывающем деталь 7, установлен датчик 8 механических колебаний,Боковые поверхности витков ведомой гайки образуют датчик зазора кииематической цепи и представляют собой два изолированных оцин от другого 25токопроводящих слоя 9 и 1 О, образующие два плеча емкостного моста 11,соединенного через усилитель 12 сигналов с катушкой 13 индуктивности, находящейся на штоке магнитостриктора 4Датчик вибраций резца через усилитель 14 сигналов соединен с катушкой15 индуктивности, установленной наштоке магнитостриктора 4.Для сообщения резцу 6 линейной подачи в направлении стрелки Б приводят во вращение ходовой винт 1, Через силовую гайку 2 и шток магнито"стриктора 4 линейные перемещения передают реэцовому суппорту 5.Для ликвидации погрешности линейной подачи, связанной с погрешностьюшага ходового винта 1, применяютэлектростатическую ведомую гайку 3,абоковые поверхности витков которойпредставляют собой два изолированных один от другого токопроводящихслоя 9 и 10, образующих два плечаемкостного моста 11. Электростатичес-,)кую ведомую гайку 3 изготовляют сзазором относительно ходового винта 1,В случае нарушения симметрии расположения витков ведомой гайки 3 относительно витков ходового винта 1происходит разбалансировка емкостного моста 11 и появляющийся сигнал подают на усилитель 12 и далее на индуктивную катушку 13, электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4, восстанавливающего симметрию .В процессе резания, осуществляемого вращением детали ы, и линейной подачи резца Б возникают вибрации, снижающие точность и качество обработки, Вибрации резца фиксируют дат" чиком 8 механических колебаний, сигнал с которого, усиленный усилителем, 14, подают на индуктивную катушку 15, электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4 в противофазе механическим колебаниям, который в свою очередь перемещает резцовый суппорт 5 с резцом 6, нейтрали" эуя тем самым возникающие механические колебания.На графике переходных функций двух контуров системы управления при. няты следующие обозначения: 71 т время реакции системы нейтрализации механических колебаний на единичный сигнал, 7 - время реакции системы управления зазором в винтовой паре на единичный сигнал.Время реакции 71 системы нейтрализации механических колебаний выбирают таким образом, чтобы обеспечить подавление частот механических колебаний Гм, причем гмгп) где п верхняя пороговая частота механических колебаний, Это означает, что/111 Ъ ПВремя реакции ь системы управления зазором необходимо выбирать таким чтобы сохранить баланс моста 11, устанавливаемый за время) составляющеем) ГБаланс моста установится за время 0 только в случае скорости линейной подачи Б, определяемой иэ неравенствагде 1 - шаг винтовой пары,Таким образом, предложенное устройство реализует подналадку при выполнении следующего неравенства-1) ), ) ГоСистема нейтрализации механических колебаний была использована на специальном станке алмазной обработ з 14042 ки криволинейных асферических поверхностей со значительным повышением точности обрабатываемых деталей.формула изобретения5 Устройство управления формообразованием в процессе механической обработки, содержащее расположенный на 10 ведомой гайке шариковой винтовой пары датчик измерения зазора кинематической цепи подачи инструмента, связанный через схему управления с первым магнитострикционным приводом, а 15 силовая и ведовые гайки жестко связаны между собой магнитостриктором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, устройство снабжено схемой компенса 70ции механических колебаний инструмен- -. та, выполненной в виде расположенного на инструменте датчика вибраций, связанного через усилитель с вторым магнитострикционным приводом, при этом постоянная времени схемы компенсации механических колебаний инструмента связана соотношением ю С/8 ) ь ) "1о фгде 1 - шаг винтовой пары;Б - линейная подача;л- время реакции схемы управления зазором кинематическойцепи подачи инструмента;л., - время реакции схемы компенсации механических колебаний;Г - верхняя пороговая частотамеханических колебаний.1404270 Составитель В,ЖигановТехред Н,Сердюкова Корректор Л,Пилипенко Редакто н аказ 3033Тираж 9 исн СССР ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 3035, Москва, Ж, Раушская наб