Способ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11770754Опубликовано 15.10.80. Бюллетень 38Дата опубликования описания 25,10.80 по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Ю. К. Новоселов и Е. Ю. Татаркин Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова(54) СПОСОБ КРУГЛОГО ШЛИФОВАНИЯ С АДАПТИВНЪМ УПРАВЛЕНИЕМ ТОЧНОСТЬЮ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ ДЕТАЛИИзобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке круглых деталей методом шлифования.Известен способ шлифования с автоматическим регулированием поперечной подачи по задаваемым программам изменения скорости съема припуска 11, Этот способ требует применения сложного оборудования и вследствие сложной кинематики формообразования и инерционности элементов системы автоматического регулирования не обеспечивает высокой точности формы поперечного сечения детали. Известен также способ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали, согласно которому контролируют эксцентриситет обрабатываемой заготовки и по текущей информации осуществляют управление параметрами обработки 12. Этот способ дает возможность повышения точности формы поперечного сечения детали в процессе обработки. Однако вследствие влияния инерционных сил при изменении параметров режима шлифования точность обработки деталей недостаточно высока.Целью изобретения является повышение точности, а также производительности обработки деталей. Эта цель достигается тем, что перед началом шлифования создают дополнительный эксцентриситет между осью вращения и центром заготовки, осуществляют шлифо 1 о вание заготовки до момента, когда величина смещения оси наружной поверхности обрабатываемой заготовки достигает значения, равного начальному дополнительному эксцентриситету, после чего производят смещение заготовки в исходное положение и производят обработку до получения номинального размера детали. На фиг. 1 показана схема, поясняющаяпредложенный способ шлифования; на 20 фиг. 2 - графики, иллюстрирующие возможность исправления формы детали по предложенному способу; на фиг. 3 - блоксхема устройства для реализации предложенного способа.770754 1 о И 29 И зо зю 4 о Я юо 11 редложенный способ базируется наизвестной зависимости исправления исходных погрешностей в процессе обработки:Ь = Ьо (1 - Е),где Ь - остаточная погрешность детали;Ь - исходная погрешность заготовки;- жесткость системы;К - коэффициент, зависящий от режима и условий шлифования;тп. -число проходов.На фиг. 1 и 2 иллюстрируют два случаяобработки детали типа кольцо.В первом случае центр заготовки точкаО,, т, е. центр внутреннего отверстия кольца (на фиг. 1 контур детали показан сплошной линией) совпадает с осью вращенияшпинделя станка (точка 0).Зависимость исправления исходного эксцентриситета заготовки ., т. е. смещенияоси наружной поверхности заготовки (точка О, относительно оси вращения шпинделя станка (точка 0) имеет вид:аа=я (х-ц,где Еб - допустимый эксцентриситет детали;-- исходный эксцентриситет заготовки;п - необходимое число проходов,Зависимость исправления исходногоэксцентриситета в этом случае представленана графике кривой 1 (см. фиг. 2). Из графика видно, что для изготовления деталис Е 8: О необходимо бесконечно большое число проходов т,.Во втором случае обработка ведется сосмещенным центром заготовки (точка 0,)относительно оси вращения шпинделя станка (точка 0) . Величина смещения Ьс. Ф О.Новое положение центра заготовки - точка 0йВеличина смещения оси наружной поверхности детали (точка 0 ) относительнооси вращения шпинделя станка (точка 0)для второго случая равнаг = Ег+ЬЯгде - исходный эксцентриситет заготовки(отрезок 0 0 на фиг. 1),Зависимость исправления исходногоэксцентриситета для второго случая имеетвид:.=(а. ЬФ-Е)- Данная зависимость представлена на фиг. 2 кривой 2.Вследствие того, что в начале обработки заготовки был создан искусственно дополнительный эксцентриситет, шлифование необходимо производить до того момента,когда величина остаточного эксцентриситета Е одостигает значения, равного величине дополнительно созданного ЬЕ , т. е.Еос=ь,4Момент достижения остаточным эксцентриситетом величины Ь Е соответствует полному исправлению исходного эксцентриситета заготовки г (точка А на кривой 2 фиг, 2),Из анализа графика (см. фиг. 2) видно, что для исправления исходного эксцентриситета заготовки 6при обработке со смещением (ОО) требуется меньшее число проходов, а следовательно, и время, чем при обработке с совмещенными осями ( ЬЕ = 0). Необходимый дополнительный эксцентриситет определяется по зависимостиЕтк (1- Е)1-(4-Е)Устранение исходного эксцентриситетапроисходит за счет различного съема материала с поверхностей заготовки. Больший съем металла происходит на участках большего радиус - вектора, вследствие увеличения натяга в системе СПИД (станок - приспособление - инструмент - детель) и сил резания,Данный способ может быть реализован на универсальном круглошлифовальном станке с адаптивной системой управления (см. фиг. 3), В состав системы должны входить следующие элементы: датчик 1 активного контроля размеров заготовки, датчик 2 угла поворота заготовки, блок формирования эксцентриситета .3, устройство 4 задания дополнительного эксцентриситета, командоаппарат 5 отключения. Управление производят следующим образом: с датчика 1 активного контроля и датчика 2 угла поворота соответственно поступают данные о значениях величин максимального (К,г) и минимального (К; ) радиус-векторов заготовки и фазового угла расположения эксцентриситета Ек. В блоке 3 формирования эксцентриситета производят определение значения величины и направления задания дополнительного эксцентриситета ЬЕ., Создание эксцентриситета ЬЕ осуществляют с помощью устройства 4 задания эксцентриситета, встроенного в патрон станка. По мере достижения суммарным эксцентриситетом г(г=8 ФьЕ)в процессе обработки значения Ьс. (момент полного исправления исходного эксцентриситета Е) с командоаппарата отключения 5 подается сигнал в устройство 4 задания эксцентриситета и производится совмещение центра заготовки и оси вращения шпинделя станка. В том случае, если с заготовки не снят полностью припуск, производится дальнейшая обработка по обычному циклу (Ьс. =0) до момента достижения деталью требуемого размера. Сигнал на отключение подачи поступает с датчика 1 активного контроля.Использование предлагаемого способа шлифования с адаптивным управлением точностью поперечного сечения при круг 77 лом шлифовании по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества:- возможность получения высокой точности формы поперечного сечения деталей при простой кинематике формообразования;- снижение количества проходов, необходимых для исправления исходного эксцентриситета, что позволяет повысить производительность процесса шлифования.Формула изобретенияСпособ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали, согласно которому контролируют эксцентриситет обрабатываемой заготовки и по текущей информации осуществляют управление параметрами процесса обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, перед началом шлифования создают дополнительный эксцентриситет Ь 6. между осью вращения и центром 0754 заготовки, величину которого определяютпо зависимости:ЯО-Е)ф"1-О-Е)ф"где Я и - исходный эксцентриситет заготовки;фт - число проходов,осуществляют шлифование в таком положении заготовки до того момента, когда величина смещения оси наружной поверхности1 е обрабатываемой заготовки достигает значения, равного начальному дополнительному эксцентриситету, после чего смещают заготовку в исходное положение и производятобработку до получения номинального размера детали.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Михелькевич В. И. Щукин Б. Д. Системы автоматического регулирования технологических процессов шлифования, Куй 2 ю бышев, 1969, с. 112,2. Авторское свидетельство СССРМо 347738, кл. 6 05 В 13/00, 1972.Н. Еуфрич Составитель Техред К. Ш Тираж 943 ПИ Государственно о делам изобретенМосква, Ж - 35, Р П Патент, г. У Редактор Н. Аристов Заказ 7355/1 бковаКорректор М. ПожоПодлисноета СССРрытийнаб., д. 4/5Проектная, 4 го ком итий и от аушскаяжгород, у