Способ доводки

(54)(57) СПОСОБ ДОВОДКИ деталей в кассетах (приспособлениях) на станках для односторонней и двусторонней обработки,при котором прикладывают рабочую нагрузку и дополнительную компенсирующую силу нормально к рабочей поверхности инструмента, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества обработки, предварительно определяют комплексные частотные характеристики процесса доводки и упругой структуры станка, время т, обработки за каждый цикл относительного движения обрабатываемой детали по инструменту измеряют "нормальную и тангенциальную составляющие результирующей силы доводки и дополнительную компенсирующую силу У определяют из условияР =А 114 в 1 пЫ+Я)где А - безразмерный коэффициент, определяемый отношением величины максимальной отрицательной действительной части первой резонансной петликомплексной частотной характеристикиупругой структуры станка к величинеперекрытия эпюр комплексных частотных характеристик процесса доводкии упругой системы станка; 0 и Ясоответственно значения амплитудыи частоты дополнительной силы,которые принимают равными значениям тангенциальной составляющей при,ф, Скворцов ющим значениямей при ответ равнь нормальнои соста гд О о 11 и 11 рГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИ Н АВТОРСНОМУ- амплитуды соответственно тангенциальнойи нормальных составляющих силы;- их опорные значения,определяемые экспериментально, исходя изобеспечения требуемого качества обработки;- фазовый сдвиг, равный 135-180Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для одно- и двусторонней доводки свободным абразивом деталей машин и приборов на доводочных станках, 5Цель изобретения - повышение качества обработки ца основании измеренных за каждый цикл относительного движения обрабатываемой заготовки по инструменту сигналов нормальной и 10 тангенциальной составляющих результирующей силы доводки, сравнения этих сигналов с заданными пороговыми значениями ивведения впроцесс обработки - дополнительного силовоговоздействия, -На фиг. 1 представлена для случая односторонней доводки замкнутая силовая цепь доводочный станок - инструмент - абразивная прослойка - обра батываемые заготовки - приспособ 1 ение - доводочный станок,и прикладываемое дополнительное возмущающее силовое воздействие, где М - приведенная масса доводочного станка и ин.25 струмецта со стороны инструмента; К С, - соответственно приведенные коэффициенты жесткости и демпфирования для участка силовой цепи доводочный станок - инструмент - абразивная прослойка - обрабатываемые заго- ЗО товки; М - приведенная масса обрабатываемых заготовок - приспособления; К С 2 - соответственно приве денные коэффициенты жесткости демпфирования для участка силовой цепи З 5 приспособление - доводочный станок;М - приведенная масса доводочцого станка со стороны приспособления.На фиг, 2 представлена АФЧХ замк 40 нутой силовой цепи доводочный станок - инструмент - абразивная прослойка обрабатываемые заготовки - приспособ ление доводочный станок, в комплексной плоскости; 1 - первая петля АФЧХ45 структуры доводочного станка, соответствующая частоте (д, 2 - петля АФЧХ, обусловленная действием дополнительного возмущакщего силового воздействия, подавляющего возмущение в силовой цепи с частотой сд, 3 - характеристика динамики процесса абразивного изнашивания.При механической доводке свободным абразивом прецизионных поверхностей деталей качество обработки определяет характер действующего в технологической системе процесс абразивного изнашивания - станок регецеративцого эф фекта, посредством которого реакция технологической системы проявляется в виде обратной связи с запаздываниемво времени,Характер влияния регенеративной обратной связи на качество обработки зависит как от динамических характеристик процесса абразивного изнашивания, так и упругой структуры станка и может приводить к нестабильности силового режима в этой системе и, как следствие, к снижению производительности и качества обработки.Основной причиной нестабильности ( неустойчивости 1 укаэанной технологической системы при регенеративном возбуждении является различие абразивного изнашивания в начале внедрения абразивныхзерен в материал и их отталкивании действием деформированных слоев материала. повышенной твердости при дальнейшем диспергировании. В этих условиях рассматриваемая технологическая система устойчива лишь в том случае, если не имеет места пересечение полярных эпюр правой и левой частей ее характеристического уРавнения, определяющих соответственно динамику процесса абразивного изнашивания и динамику упругой структуры станка (1 иг. 2).Стремление обеспечитьустойчивость технологической системыи стабилизиро: вать качествообработки за счет увеличения статистическойжесткости станкаоказались безуспешными,таккак необходимая для этогостатистическая жесткость станкГска составляет 41 на каждый миллиметркмкширины следазаготовки поинструменту. Такую высокуюжесткость станков реализова;ь невозможно,Поэтому большой практический интерес представляет использование способа, с помощью которого на основе предварительно определенных динамических характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой струк туры станка можно было бы деформировать полярные эпюры комплексных частотных характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой структуры с ганка так, чтобы не допустить их пересечения. Для этого в соответствии с изобретением в технологическую систему дополнительно включеноактивное звено, с помощью которого к упругой структуре станка, например,237400 Если 1 ОЕсли 1,0 со стороны инструмента в нормальномнаправлении прикладывают дополнительную компенсирующую силу Р 1,Величина и характер изменения во времени этой силы Г определяется по измеренным сигналам нормальной и тангенциальной составляющей результирующей силы доводки и с учетом пороговых значений, ограничивающих величины отклоненийукаэанных составляющих результирующейсилы отих средних значений,определяющихв своюочередь параметрыкачества обработки.Р Айвз.п(Я 1+Я),где А - постоянный безразмерный коэффициент;П, И - соответственно амплитуда ичастота;Ц - фазовый сдвиг дополнительнойвозмущающей силы. Экспериментально установлено, что Фао зовый сдвиг в пределах =135-180 обеспечивает наилучшие условия подавления,возмущающих воздействий, вызванных износом рабочей поверхности инструмента и изменениями величин составляющих результирующей силы доводки на частоте м . При этом для повышения точности макрорельефа параметры дополнительного силового возмущающего воздействия формируются сигналснормальной составляющей результирующей силы доводки, а с целью уменьшения степени шероховатости поверхности параметры дополнительного силового возмущающего воздействия формируются сигналом тангенциальной состав,ляющей результирующейсилы доводки,Величина безразмерного коэффициен- та А определяется отношением величины максимальной отрицательной действительной части первой резонансной петли комплексной частотной характеристики упругой структуры станка к величине Н - перекрытия эпюр комплексных частотных характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой структуры станка.В процессе обработки выбор сигнала измеренной составляющей результирующей силы доводки для формирования дополнительного силового возмущающего воздействия производится исходя из анализа следующих соотношений,то сигнал дополнительного возмущающего силового воздействия Формируется на основе сигнала У- тангенциальной составляющей,то сигнал дополнительного возмущающего силового воздействия формируется5 на основе сигнала У - нормальнойосоставляющей; 3 , Ур, - соответственно опорные пороговые напряжениядля сигналов нормальной и тангенциальной составляющих результирующей20 силы доводки (определяются заданнымипараметрами качества обработки - точностью формы , степенью шероховатости поверхности и устанавливаются для конкретного доводочного25,станка и условий . доводки экспериментально).П р и м е р, Производилась односторонняя доводка деталей из сталиУ 8 А НВС 53-57 на модернизированномЗО станке типа С5 Х-ной алмазнойпастой АСМ 5 на чугунном притире, раксбочее давление 0,4 в ,- частота вращения изделия и =192 об/мин, частотавращения инструмента 60 об/мин, Производили непрерывную обработку в течение 9 ч. В начальный период обработки отклонения от плоскости рабочейповерхности инструмента 1-3 мкм, Заготовки деталей имели диаметр 40 мм,40 высота 10 мм, исходное отклонение отплоскости 0,3 мкм В =0,040 мкм, алмазная паста обновлялась после 6 миннепрерывной работы исходя из потериработоспособности алмазных зерен пос.45 ле 6-7 мин работы с одной навесткой.Рабочая жидкость керосин,Результаты обработки приведеныв табл. 1 и 2.Применение изобретения позволяет50практически исключить принудительнуюправку инструмента, повысить выходгодных деталей после обработки на 18227 по качеству обработанной поверхности. При тех же условиях обработки была получена зависимость погрешности обработки от величины фазового55сдвига.237400 Таблица Погрешность геометрической формы деталей и инструмента (неплоскостность) параметры шероховатости детали, мкм Обычная доводка ИнструДеталь Инструмент Деталь,083 4 0,3 а б л и Велич талеи метры шерох Деталь неплоскост-ность ероховатост 120 0 0,082 6 О,025 6 50 О,030 8 3 0,020 6 2, град Погрешность инструмента Инструмент(неплоскостность) Доводка. по предложенному спо- собу неплоскостность еометрическои формынеплоскостность), патости детали, мкм1237400 оставитель А. Се ехред О.Гортвай ова Коррект Черни Редактор В, Ковту Тираж 740 Подписи НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4