Способ автоматического регулирования точности обработки цилиндрических поверхностей

н 1724321 О ЛИОА"Н -И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союа Советских Социалистических Республик2) Заявлено 04.11.74 г 00 с и р и сосд н н е и н е: ( 23) Приоритет (43) Опубликовано 30 (45) Дата опубликова Государственный комитет 80. Бюллетень Уе 12 3.088) 53) УДК 6 а делам изобретений н открытий(71) Заявит ОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВЧИОСТИ ОБРАБОТКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИГ 1 О В ЕРХ КОСТЕЙ 2 круглости; на фнгэлементов прн осуСогласно пзобриспользуют зависческой формой поным биением. Привенные показаниядиального биениястью измеряемойес эксцептриситетоными колебаниямвая 4) и могут бы х=Д дс х - мгновенны Дг - некруглост е - эксцентрис р - колебания Если пекруглость ить в видееталл. иг. 1 и 2 пред основание мет онкретнои авлено математичеа исправления некое К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ополпительиое к авт. свпд-ву -Изобретение относится к области станкостроения и касается непосредственно методов прецизионной обработки цилиндрических поверхностей.Известен способ и устройство автоматического регулирования точности геометрической формы тел вращения при пх обработке с применением двух диаметрально противоположных датчиков и принудительных колебаний инструмента 1.Известный способ и устройство, реализующее его, не предусматривают возможности плавного и непрерывного регулирования точности формы не только поперечного, но и продольного сечения деталей.Цель изобретения - достижение возможности регулирования точности, обработки не только в радиальном, но и в продольном сечении.Сущность предлагаемого способа состоит в том, что в нем величину подналадочного спгнала колебаний инструмента задают пропорциональной сумме мгновенных импульсов двух датчиков, которые располагают в основной плоскости инструмента и перемещают совместно с инструментом вдоль д 3 - схема расположения цтествлении способа. тению в основе способа имость между геометриверхности и ее радиальвращении детали мгнодатчика (кривая 1) раопределяются некругло- поверхности (кривая 2), м (кривая 3) и переноси оси вращения (криь выраженыа переносные колебания оси вращениявыразить в форме р = Ь з 1 п(2 пщ+ ),где Ь - амплитуда колебаний;а - любое целое число;р - начальная фаза колебаний;то мгновенное показание датчика радиаль.ного биения будет представлено суммойх, = а з 1 п(2 йщ)+ Ьяп(2 пщ+ у) ++еяп(щ 1+ ),где е - эксцентриситет поверхности;ф - начальная фаза эксцентриситета.При изменении фазы установки датчикана некоторый угол а изменятся на величину а начальные фазы второго и третьегослагаемых, вследствие этого при ц = л второе и третье слагаемые меняют знакх= а з 1 п(2 йщ 1) - Ьяп(2 пщ 1+ с) -- е з 1 п(щ 1+ ).Отсюда следует, что сумма мгновенныхпоказаний двух датчиков, установленныхдиаметрально противоположно друг другу,в любой момент времени будет равнах, + х - 2 а яп(2 гщ 1),т. е, будет определяться удвоенной величиной некруглости при данной угловой координате. Вследствие этого сумма показаний двух диаметрально противоположных датчиков радиального биения может быть использована в качестве программоносителя подналадочных импульсов компенсации некруглости.Если оба диаметрально противоположных датчика разместить на фиксированном расстоянии, т. е. общем основании, то при перемещении датчиков вдоль оси детали сумма их показаний будет изменяться в соответствии с погрешностью формы детали в осевом сечении.Возможность постепенного удаления припуска за несколько проходов с применением предлагаемого способа объясняется следующим образом.Для обеспечения требующейся круглости поверхности отклонения ее профиля от средней идеальной окружности выражаетсяв видег = а з 1 п (2 Ы),при каждой угловой координате о 1 необходимо удалить припускх. = а 1+ з 1 п(2 йщ 1)1где ЛХ - припуск;а - максимальная некруглость,поделенная на два;Й - целое число.Выражение, аналогичное приведенному, можно получить, если рассмотреть показания хц (фиг, 2, кривая 5) датчика и показания Х датчика, диаметрально противо.положного первому (кривая 6) и прибавить к сумме показаний двух диаметрально противоположных датчиков (Х,+Х ) некото 5 рую гостоянную величину 2 а, равную максимальной исходной некруглости детали (это практически можно осуществить спомощью потенциометра). При этом получим выражение10 х, + х + 2 а . 2 а + 2 а з 1 п (2 йщ) ==. 2 а 1+ яп(21 н 1) 2 Ьхщ 1,где ЛХ, - припуск;а - постоянная величина;15 Й - целое число.1Если за один проход будет удалена -тчасть погрешности формы (т - число проходов при равномерном съеме), то размах 20 колебаний каждого из 2-х датчиков радиального биения уменьшится на величину 2 а- соответственно на эту же величину туменьшится некруглость обрабатываемой поверхности, а сумма Х,+Х уменьшится на удвоенную величину снятого припуска 4 а- Таким образом, при втором проходе твеличина управляющего импульса будет меньше, чем при первом проходе, вследствие чего процесс исправления некрупности будет происходить с замедлением по экспоненциальному закону.После г проходов обрабатываемая деталь будет иметь искруглость;28=- 2 а егде 26 - иекруглость;е 2,72г - число проходов;гп - число проходов при равномерномсъеме, тогда как исходная не круглость была равна 2 а.При достаточном числе проходов г, когдаостаточная погрешность 6 будет близка к нулю, сумма показаний датчиков Х,+Х станет величиной практически постоянной 50 и равной нулю. Процесс исправления некруглости автоматически прекратится и будет иметь место только равномерное удаление припуска по всей длине окружности детали.55 Способ осуществляют с помощью датчиков 7 (фиг, 3) и 8, которые располагают на фиксированном расстоянии друг от друга на общем основании 9, исполнительного механизма 10, контактирующего с абразив ным инструментом 11, снабженным вибратором 12, и электрической схемы, Последнюю набирают из электронного суммирующего устройства 13, смещающего потенциометра 14, индикатора 15 и полупроводнико ваго усилителя 16.Исполнительный механизм 10 устанав ливают таким образом, чтобы он создавал прижатие инструмента 11 (например, суперфинишной головки) к детали. Устанавливают датчик 7 и создают натяг его штока при контакте с деталью, С противоположнои стороны детали таким же образом устанавливают датчик 8, оба датчика закрепляют на основании 9, Медленно поворачивая деталь, следят за суммарным 10 отклонением стрелки индикатора 15.При вращении детали оба датчика 7 и 8 дают на выходе электрические импульсы, пропорциональные радиальному биению поверхности детали. Суммарный импульс 1 б двух датчиков, полученный в суммирующем устройстве 13; - смещают потенциометром 14 так, чтобы общий импульс на шкале индикатора 15 был пульсирующим от нулевого (или небольшого положительного зна-;О чения) до максимального положительного значения. Этот пульсирующий импульс, усиленный полупроводниковым усилителем б, управляет скоростью удаления припуска инструментом 11 с помощью исполни- Ы тельного механизма 10.При осциллирующих колебаниях инструмента 11 от вибратора 12 происходит удаление припуска, причем скорость съема припуска пропорциональна суммарному ЗО мгновенному показанию двух датчиков 7 и 8.При одновременном вращении детали и перемещении датчиков 7 и 8 совместно с исполнительным механизмом 10 вдоль оси детали (т. е. при наличии круговой и осе. вой подач) происходит исправление геометрической формы цилиндрической поверхности как в продольном, так и в поперечном сечениях с высокой точностью, соизмеримой с порогом чувствительности датчиков (примерно 0,1 - 0,2 мкм), При этом размерная точность и качество поверхностп достигаются автоматически за счет применения суперфинишированпя пли хонпнгования. Формула изобретенияСпособ автоматического регулирования точности обработки цилиндрических поверхностей с применением двух диаметрально противоположных датчиков и принудительных колебаний инструмента, о тличающийся тем, что, с целью обеспечения точности формы в продольном и поперечном сечениях, общую ось двух датчиков располагают в основной плоскости инструмента и перемещают совместно с инструментом вдоль детали, а величину подналадочного сигнала колебаний инструмента задают пропорциональной сумме мгновенных импульсов двух датчиков,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент СШЛ3898440, кл. 235 - 151.13, 1975.724321 ряе оставите едактор В. Левятов Текред В. Серякова Корректор В. Петров Типография, пр. Сапунова аказ 354/13НПО Поиск Изд. М 215осударственного ком 113035, Москва, Ж Тираж 1160 Подписноета СССР по делам изобретений и открытий 35, Раушская наб., д. 4/5