Способ управления процессом врезного круглого шлифования и устройство для его осуществления

(/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ец,нь ро ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Куйбышевский политехнический институт им. В. В. Куйбышева(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВРЕЗ НОГО КРУГЛОГО ШЛИФОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕ НИЯ(57) Изобретение относится к станкостроению, в частности к автоматизации управления технологическим процессом шлифования. Цель изобретения - повышение качества путем снижения волнистости обрабатываемых деталей и повышение производительности станков за счет управления скоростью круговой подачи на этапах черновой и чистовой обработки. Черновая обработка ведется с постоянной, а чистовая - с экспоненциально затухающей скоростью поперечной подачи. Скорость круговой подачи на этапах черновой и чистовой обработки непрерывно увеличивают по закону экспоненты, начальное и конечное значение которой, а также постоянную времени выбирают из условия сдвига фазы каждой волны на детали на половину длины волны относительно первоначального положения. На этапе чистовой обработки скорость круговой подачи дополнительно изменяют по синусоидальному закону, числене значения частоты и амплитуды котого выбирают исходя из условия сдвига,ЯО 1382636 фазы каждой волны на три четверти длины волны относительно ее начального положения. Устройство, осуществляющее управление скоростью вращения детали, снабжено регулируемыми приводными электродвигателями поперечной и круговой подачи, соединенными с соответствующими управляемыми преобразователями мощности, входы которых подсоединены к выходам соответствующих пропорционально-интегрально- дифференциальных регуляторов, залатчиками скоростей поперечной подачи на этапах черновой и чистовой обработки, задатчиком скорости быстрого отвода поперечного суппорта шлифовального круга, датчиком текущего припуска и двумя нуль-органами. Первый нуль-орган формирует дискретные команды на переключение скоростей поперечной и круговой подачи в момент перехода с этапа черновой на чистовую обработку, а второй - на окончание процесса шлифования при нулевом текущем припуске, устройство содержит также три задатчика скоростей круговой подачи, выходы которых подсоединены к входу пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора скорости, причем выходы первого залатчика начальной скорости и второго задатчика максимального значения экспонен. циально нарастающей дополнительной скорости круговой подачи подключены только через один исполнительный контакт второго нуль-органа, а выход третьего задатчика дополнительной синусоидально изменяющейся круговой подачи -- через исполнительный замыкающий контакт первого и исполнительный размыкающий контакт второго нуль-органа 2 с. п. ф-лы, 2 ил.= ЛРСДч+ )К 11Поэтому для Ого, ггобы к концу Об, абоки детали изм)и ние скорости по зк( по.ненциальному законупривел(; к сдви 1)а).каждой волны, нозникак.щей )а поЬЕРХШИтн ДЕтаЛИ, На 1 ГСЛОНИНУ ДЛИНЫ ВОЛНЫ относительно ее пс рвс)цачальцого положен, 10 должно выполняться равенство Тмд( е гф )с)(л Рили Тч 4-Т1сс)лГ Решение этого трансцсдентно(О уннения дает приближенное значение показа.атели степени экспоненты Тк:Т(л(,2 л.Для то(о, чтобы к концу чистовой обрабо(ки фаза каждой волны, возникаюцсй р на (онерхцости детали (кроме сднцга наполонину длины волны, 1 остигаемой:а счет изменения скорсктги по экспоненцизль.ному закону), сдвигалась еще ца четверть длины волны относительно ее перноначаль- НСЦО (ОЛОжЕНиЯ, вводг дОПОЛН( т д(ц ОЕ и.( 1. МЕНСНИЕ ИСХОдНОй К рх)С"1 Кру ОНГлй цодаЧИДнтсГИ, 1 ОДЧИЦ 5 К) с СЦ "1 СОс. сг 1,О 1, зак(гц с (2): тГде Т -(:са -л К (Одса Т(Ол ) . Изобретение относится к нтс)мз изации технологических процессов шлифования и может быть использовано н станкостроительнойй и ма(циностроительны х Отраслях пром ь; шленности.Цель изобретения - повышение ка честна обрабатываемых деталей путем Снижения волнистости их поверхностей ( по вышение производительности за счет хзравления скоростью круговой подачи на эта пах черновой и чистовой обработки.На фиг.показаны графики изменения режимов обработки; на фиг. 2блоксхема устройства для реализации цредла (немого способа.Количество волн основной гармоники на поверхности детали после ооработки равно отношению скорости вращения шлифональцого кРуга к скоРости нРащеццЯ детали. Процесс волнообразования определяе 1 ся н основном дисбалансом ц(лиОнальногг) круга, Способ позволяет уменьшить амплитуду оснонной гармонической составлян)щей за счет того, чго за время черновой обработки фаза волны сдвигается относительно ее начальной фазы на половину длины волны и вершины волн этой гармоники срезаются Дальнейшее снижение волнистости на этапе чистовой обработки обеспечивается сдвигом фазы волны на поверхности детали на три четверти относительно ее положс:(ип в начале чистовой Обрабоки.= 10 - - : 9,963 = 9,962. 83,72Таким обрядом, фаза каж,сой воы сдвигается на половицу длины волны от носитечьно ее первоначального цолокси Аналогично для синусоидального закснз. Причем скорость поеречной подачи суппорта шлифовалного круга по этому способу на эдне черновой обработки постоянна Н = сопв(, я на этапе чистовой об- работки Н,= Н , ( 1 ТТ )е - 4,Послелсвательность и закономерности измененияи Н на обоих этапах обработки деталей показаны на фиг. 1. Переход с этапа черновой обработки на этап чистовой обработки и прекращение шлифования производится по командам с датчика активного контроля текущего припуска.Устройство для реализации способа содержит регулируемый электропривод 1 шпинделя вращения летали, состоящий из приводного малоинерционного электродвигателя 2 постоянного тока, управляемого преобразователя 3 мощности, регулятора 4 пропорционально-интегрально-дифференциального типа и регулируемый электропривод 5 поперечной подачи шлифовального круга, сосояий из механизма 6 полаци суппорга, в состав котовоо вхоЛит .холовая пара винт - - гайк. и понижающий редуктор, приводного малоицерционного электродвигателя постоянноо ,ка, управляемого преобразователя 8 моц ности, в состав которого входит пропорционально-интегрально-дифференциальныйый регулятор.Текуссий припуск обрабатываеь и детали измс.ряется с помощью индуктивного датчика 9, выходное напряжение которого подается ня вхочы двух нуль-индикаторов 10 и 11. Нуль-индикатор 10 связан с задатчиком 12 рипускд. Г 1 рвый нуль-индикатор 10 с.чужит лля формирования трех дискретных команд прц текущем припускев мсмет времени по фиг. 1) и содержит се( три исполнительных контакта 13 - 15, об.цечивдющих переключение напряжений с .отвтствующих залатчиков 16 и 17 скоростей Н, и Н., поперечной подачи и зачдгчик 18 скорости круговой ползчи :,( + ;па. Уровень припуска при котором гсу,ествляется переход от этапа с цовсй к эапу чистовой обработки, задаст н .дддтчиком 2. Второй нуль-орган 11 служит лля формирования трех дискретных к мднл пр, олность.о нятом припускз ., - ( .м нг рмени ( по фиг. 1) и имсс, ри исп цитльных контакта 19- 21, ри срзоатыяци этго уль.органа раз 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мыкяюший контзкт 19 снимает с хола )и рзвляемо(о преобразователя 8 моцности ндпряжение с задатцика 17 скоро:ти, д замыкзкщий контакт 20 полает нд этт хол сигнал напряжения отрицательного знака зилацика 22 скорости бьстр о отлд поперечного супор 1 з, в результат ц ри волнои электролвигатель 7 и суппорт и перечной подачи производят реверс и начинают быстрый отвод шлифовального круд от обработанной детали В то же время размыкающий контакт 21 отключдет вход управляемого преобразователя 3 мощности от заддтчиков 18, 23 и 24 скорости круговой подачи, в результате чего приводной электролвигатель 2 вращения летали затормаживается. Устройство содержит также залатчик 25 припуска.С помощью задатчиков 23 и 24 задаются соответственно величиной м. и максиимальнои дополнительнй ь (1- е т, ) экс понецциально нарастдюшй во времени скорости круговой подачи, а с помоцью задатчика 18скорость дополнительной синусоидальцо изхсняюшейся круговой по,ичи. Причем с.налы с выходов залатчиков 23 и 24 цолзю 1 я на вход уцрявгмого преобразоватечя 3 электр,приода круговой подачи только чс ре олин размыкающий исполнительный контакт 21 второго нуль-с рднз, в то время кдк с гнал с выхода задятцикя 18 цолдстсн ня вхол того л пробразовдтеля 3 цсрсз исполнительные контакть 15 и 21 нрвого 10 и второго 11 нуль-органов соотвствц но.Уср:йство в прделах цикла обр,.ботки одного изделия р;ботает в следующей последвятельности. В начальный момнт шлифования (при 1=О) имеет мсто наибольшее (начальное) значение припускаобрябятывдмой детали 1. 11 ри этом сигнал ня выходе датчика 9 также большой и обз нуль-органа 1 О ц 11 находятся в исходном положении, д их . понт;,ье контакты 13 -15 ц 19- "1 в со 1 оя. цказанном нд фц 2.11 ри этом ца вход электропрцвола цоерецной одачи через и зслцительныс контакты 13 и 19 оддется сял дддтчика 16 скорости, в рзуды;т чего суппорт премещается с цстояной зя,инной скоростью с, ь На вхсл элс троприводз круговой цолзци церез цсшлнцт.ьныц контакт 21 одновременно гцлякгсн сигналы с задятциков 23 и 24, в ре,ультат чего скс- рость вращения лгали о времени нпр- рывц возрастает по экспонциальцому здкоцу. Когда в процессе цлифования текуций припуск достига значения 8, срабятываст первый нуль. орган 10. Е го рззмькзк- шии ктакт 13 снимает с входа х прд- .яемого преобр;, цателн 8 сигнал с датчика 16, з .дмыкдюший контяк 1 4 пол:с 1 нд этот вход сигнд.с зялятцц 3826365ка 17, в результате чего скорость поперечной подачи шлифовального круга начинает снижаться по экспоненциальному закону. Одновременно через замыкающий контакт 15 на вход управляемого преобразователя 3 мощности подаются дополнительный сигнал с задатчика 18 скорости круговой подачи, в результате чего на экспоненциально возрастающую скорость вращения детали накладывается дополнительная синусоидально изменяющаяся скорость. Когда в процессе обработки весь начальный припуск с детали снят (5 р= О в момент времени 1), срабатывает второй нуль-орган 11. Его исполнительные контакты 19 и 20 производят соответственно переключение сигналов задатчиков 17 и 22, в результате чего суппорт 6 поперечной подачи начинает реверсировать, а размыкающий контакт 21 отключает вход управ. ляемого преобразователя 3 мощности от задатчиков 18, 23 и 24 скорости круговой подачи, в результате цего электро- привод вращения детали тормозится. После этого обработанная деталь устанавливается и закрепляется в магнитном патроне.Формула изобретения1. Способ управления процессом врезного круглого шлифования, включающий этап цернсвой обработки с постоянной скоростью поперечной подачи и чистовой обрабогки с экспоненциально затухающей скоростью поперечной подачи при непрерывно изменяющейся скорости круговой подачи, отличающийся тем, что, с целью повышения качества путем снижения волнистости поверхностей обрабатываемых деталей и повыш; - пия производительности, ско. рость кругвой подачи на этапах черновойчистовой обработки непрерывно увеличивают по закону экспоненты, начальное и конечное значения которой, а также постоянную времени выбирают исходя из ус.овий сдвига фазы каждой волны на пов ерхности детали на половину длины волнытносительно се первоначального положе 6ния, а на этапе чистовой обработки скооость круговой подачи дополнительно изменяют по синосоидальному закону, причем численные значения частоты и амплитуды дополнительной синусоидально изме няюшейся скорости круговой подачи выбирают исходя из условия сдвига фазы каждой волны на три четверти длины волны относительно ее положения в нацальный момент времени.102. Устройство для управления процессомврезного круглого шлифования, содержащее регулируемый электропривод поперечной подачи и регулируемый приводной электродвигатель круговой подачи, который соеди нен с управляемым преобразователем мощности, вход которого подсоединен к выходу регулятора, задатчики скоростей поперечной подачи на этапах черновой и чистовой обработки, задатцик скорости быстрого отвода поперечного суппорта шлифовального 2 О круга, датчик текущего припуска и двануль-органа, первый из которых предназначен для формирования дискретных коианд на переключение скоростей поперечной и круговой подачи в момент перехо да с этапа черновой на чистовую обработку, а второй - на окончание процесса шлифования при нулевом текущем 1 рипуске, отличающееся тем, цто, с целью повышения качества путем снижения волистости поверхностей обрабатываемых .е О талей и повышения производительности,в него дсполнительно введены три задатика скоростей круговой подачи, первыи чз которых является задатчиком нацальной :корости, второй задатциком максимального значения экспоненциа, но нарастающей 35 :корости, а третий - задатциком синусоидально изменяющейся скорости, причем выходы первого и второго задатчиков це.рез размыкающий контакт второго нуль- органа, а третьего задатчика через 4 О тот же контакт второго .,уль-органа и последовательно соединенный с ним замыкающий контакт первого нуль-органа подключены к входу регулятогда.и .1( ис( и скзи ии ислУ и( гГг,д рпа 7чернаар обрабогпки