Способ управления режимами зубо-фрезерования по методу обкатки

(51)М, Кл.В 23 О. 15/00В 23 Г 5/20 Гасударственный котантет во делам изебретеннй н открытий(72) Авторы изобретения С.Б. Фраймович, В,И. Шляхецкий и Ю.А. Лукашев." Вильнюсский станкостроительный завод имени 40-летия Октября(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ ЗУБОфРЕЗЕРОВАНИЯ ПО МЕТОДУ ОБКАТКИ Изобретение относится к областьстанкостроения,Известный способ управления режимами резания при зубофрезерованиипо методу обкатки характерей тем,что для изменения действующего значе"ния подачи на оборот заготовки изменяют отношение скоростей подачи ив 1 афщения заготовки .(11.На станках со ступенчато-регулиру 10емыми приводами, например с многозвенными коробками подач и скоростей,подача на оборот заготовки может при-фнимать лишь дискретные значения впределах неширокого диапазона, что,вынуждает во многих случаях работатьна режимах, отличающихся от оптимальных. Изменение режима в процессе обработки на таких станках не применяется 20На станках с ресступенчато-регулируемыми приводами можно назначать любое значение оборотной подачи внутриширокого диапазона, а также изменять 2ее непрерывно в процессе обработки с целью, например, стабилизации нагрузки на участках врезания и выхода. Однако применение бесступенчато-ре-. гулируемого привода существенно удо" рожает станок и стоимость зубофрезерования на нем.Таким образом, известный способ управления режимами зубсфрезерования пртйенительно к станкам со ступенчато-регулируемдмн приводами ограничивает технологические возможности, а применительно к станкам с бесступенчато-регулируетвлми приводами - экономичность.Целью изобретения является осуществление бесступенчатого регулирования подачи на оборот заготовки на станках со ступенчато-регулируемым приводом подач и сокращения при этом количества ступеней в нем до однойдвухеУказанная цель достигается. тем, что управление действующим значением8020 в направлении подачи, и вращательного - вокруг оси заготовки, эта тра ектория для случая обработки цилиндрического зубчатого колеса имеетвид винтовой линии (см. фиг. 1).Шаг этой винтовой линии представляетсобой разность координат положения 15 фрезы в данной впадине между зубьямина текущем и предыдущем оборотахзаготовки или действующее значениеподачи на оборот заготовки. Именно ,этот параметр наряду со скоростью ре зания определяет усилия, износ фрезыи съем металла, являясь в связи сэтим одним из регулируемых параметров.На установившемся режиме действующеезначение подачи на оборот совпадает 25 с отношением скоростей подачи и вращения заготовки, в то время как в переходном процессе изменение действую щего значения отстает от измененияотношения скоростей, геометрически ин терпретируемого тангенсом угла подъемавинтовой траектории полюса зацепления,Переключение, например, скорости подачи с одного мгновенного постоянногозначения на другое графически отобра жается ступенчатым изменением углаподъема винтовой траектории, в то время как вызванное этим изменением изменение ее шага происходит медленно иплавно и только по истечении оборота 40 заготовки он переходит на новоеустановившееся значение (см, фиг. 2),Показанный эффект отражает принципиально важное для управления по подаче свойство процесса зубофрезерования, а именно его инерционность., На использовании этого эффекта и ба-.зируется предлагаемый способ.4 Мщу СО 1 ОЙИ ОФОК ОИЯИгде 1 И - длительность работы на45ощ 1 иНа фиг. 1 изображена развертка цилиндра зубчатого колеса с нанесен" ной на ней винтовой траекторией полюса производственного зацепления,50 полученной при нарезании с постоянным отношением скоростей подачи и вращения заготовки; на фиг. 2 - инерционность изменения шага винто" вой траектории, вызванного ступенча" тым изменением угла подьема; на фиг, 3 - развертка ломаной винтовой траектории с постоянным шагом; на фиг4 - то же при Б и = О н 3 63 подачи на оборот заготовки осуществляется за счет изменения длительности работы ка максимуме, например, скорости подачи, изменяющеися периоди" чески по закону прямоугольного импульса. При этом частоту изменения скорости подачи принимают равной или кратной частоте вращени заготовки, а коэффициент заполнения импульса приводят в соответствие с выбранным действующим значением подачи на оборот заготовки и определяют по формуле где Бо - действующее значение подачи на оборот заготовки, мм/об 5 , , ИКц 11" минимум и максимум подачи на оборот заготовки ям/мин; и, п- минимум и максимум скорости вращения заготовки, об/мин , - длительность работы на 5 Т - период изменения отношения скоростей подачи и вращения заготовки.Увеличение длительности работы на максимуме влечет за собой соответствующее уменьшение дтйтельности работы на минимуме, вследствие чегорезультат управления будет тем же, если в соответствии с выбранным действующим значением подачи на оборот заготовки приводят скважность импульса определяемую по формуле ИИ О ОХ о(2)еСУИООЖИ фиг. 5 - развертка ломаной винтовойтраектории, шаг которой изменяется в процессе обработки.Рассмотрим траекторию полюса зацепления в относительном движении на изделии. Являясь результатом сложения двух движений: поступательногоДействительно, если скорость подачи периодически переключать сначала с максимума на минимум, а затем наоборот, т.е, изменять ее по прямоугольному закону, и если эти изменения производить целое число раз за каждый оборот заготовки, то получим ломаную винтовую траекторию полюса зацепления с постоянным шагом (см, фиг. 3). При этом, чем дольше будем работать на максимуме и меньше на минимуме, тем5 б 380 больше получим шаг этой винтовой траектории, Отсюда и следует, что действующее значение подачи на оборот заготовки можно изменять путем изменения длительности работы на максимуме периодически целое число раэ за каждый оборот заготовки, изменяющейся по прямоугольному закону скорости подачи, Связь отНошения длительности работы на максимуме к периоду, именуемого 10 коэффициентом заполнения импульса, с действующим значением подачи на оборот отражена з:1 висимостью 1. Результат будет таким же, если изменять скважность импульса, т,е. отношение длительности работы на минимуме к периоду, определяемую по формуле (2).Таким образом, располагая всего двумя постоянными значениями скорости подачи: максимальным и минимальнйм для 20 принятого. диапазона, можно получать любое действующее значение подачи иа оборот заготовки внутри этого диапазона, А если совместить минимум с нулем, то можно обойтись одним постоянным 25 значением. скорости подачи - максимальным (см. Фиг, ч) Аналогичный результат получаетсяпри изменении длительности импульсапериодически переключающейся скоростивращения цепи деления или, в болееобщем случае, отношения скоростейподачи и вращения заготовки,Предлагаемый способ содержит воэФ 35можность изменения длительностиимпульса и в процессе резания, управляя действующей подачек. Например, попрограмме на участках вреэания и выхода. с целью стабилизации нагрузки(см. Фиг. 5),Приведенные рассуждения и, следовательно, сам способ распространяются,Ънй управление радиальной и тангенциальной подачами,45В качестве примера выполнения предлагаемого способа проводилась обработка цилиндрического прямозубого колесас модулем 1 мм, числом зубьев 29, шириной венца 18 мм, иэ стали 40 Х на эубофрезерном станке мод. 5 КЗОП, привод подач которого содержал асинхронный электродвигатель и 15-ти ступенчатую коробку подач. Обработка производилась в полуавтоматическом режиме в следующей песледовательности 1после усКоренного подвода от команды,поданной в заданной точке угловогопути шпинделя иэделия, включалась 20осевая подача, настроенная на максимальное для рабочего диапазона значение; отработав расчетную для первого оборота заготовки длительность, па команде, поданной в соответствующей этой длительности точке линейного пути стола, привод подачи выключался; по завершении оборота заготовки в той же точке углового пути шпинделя изделия подача опять включалась, начиная второй период ее изменения, и т.д., причем длительность включения привода подач изменялась от оборота к обороту в соответствии с программой, обеспечивающей стабилизацию нагрузки на участках вреэания и выхода.Обработка производилась червячной фрезой Дф = бЗ мм из быстро- режущей стали на следующих режимах: скорость резания 32 м/мин, скорость подачи, на которую была настроена коробка подач, ч 7 мм/мин, действующие значения подачи на оборот заготовки в начальной фазе вреэания составляла 7,5 мм/об, на установившемся резании 1,5 мм/об, чта соответствует скорости подачи 8,2 им/минеПрименение предлагаемого способа управления режимами резания при зубофрезеровании позволит осуществить бесступенчатое регулирование действующего значения подачи на оборот заготовки как вне рабочего цикла, так и в процессе обработки на станках со ступенчато-регулируемымн нривадамн. Более того, в связи с тем, чта для обеспечения предлагаемого способа достаточно располагать двумя или даже одним постоянным значением скорости подачи, егореализация позволит упростИгь структуру праводов подач зубоФрезерных станков.Таким образом, предлагаемый способ распространяет возможность оптимизации процесса зубафреэерованияна станки со ступенчато регулиру емьпж приводами, Реализация способа путем применения простых и легко доступных средств даст повышение производительности зубофрезерования на 30-501 только за счет стабилизации нагрузки на участках врезапня и выходаФормула изобретения .Способ управления режимами зубофуезерования по методу обкатки, эа7 63 ключающийся в целенаправленном изме. ненни отношения величины подачи и скорости вращения заготовки, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью осуществления бесступенчатого регулирования действующего значения подачи на оборот заготовки на станках со ступенчато-регулируемыми приводами, в процессе управления изменяют длительность работы на максимальном значении отношения величины подачи и скорости вращения заготовки периодически, целое число раз за каждый оборот заготовки, по закону прямоугольного импульса, причем длительность импульса выбирают в соответствии с требуемым действующим значением подачи на оборот заготовки, а коэффициент заполнения и скважность импульса определяют соответственно по формулам-Я 01 ИС 1 Х ОИИИ СИИ .ЪИах О Т Б -5 ОФС 1 Х ОИИИ где ЬО - действующее значение подачи на оборот заготовки, мм/об;5 М ю 1 и эи Мах51ОФЕНИ И, Х ОМОВ5 ИиИи , 5 и,сХ- минимальное и максимальное значения скорости подачи, 8020 8мммин 1 "ЗИ,1 и " ЭИ,с,и и"ими максимальное значение скоростивращения заготовки, об/мин; 1иимий С,Х - длительность работы соответственно на тощ,И и 5(рисмх 1 Т период изменения отношения скоростейподачи и вращения заготовки.О2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что изменяют длитель-.10 ность работы на максимуме скоростиподачи, целое число раз за каждыйоборот заготовки, по закону прямоугольного импульса при постоянстве скоростивращения заготовки,д 3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что изменяют длительность работы на максимуме скоростивращения заготовки, целое число раэЯэа каждый оборот заготовки, по закону 20 прямоугольного импульса, при постоянстве скорости подачи.4. Способ по и. 1, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью сок, ращения необходимого для управления 25 количества команд, период измененияотношения скоростей подачи и вращения заготовки принимают равным периоду оборота заготовки.5, Способ по пп. 1 и 2, о т л и- ЗО ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюсоздания возможностей упрощения привода подач, минимальное значение скорости подач принимают равным нулю.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Великобритании У 1002592,кл. В 2 К, 1973,ктор Т.4 ал ППППатент , г. Ужгород, ул, Проектная,аказ 5831ВНИИПИпо д113035 Соств Ягель ТЮда орозова Тех ед Т. Наточкахина2 р Пру.,ДЩТираж 770 Подписноесударственного комитета СССРам изобретений и открытийосква ЖРаспискам иаб ц. 4/5