Способ управления процессом ультразвукового резания

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО РЕЗАНИЯ ПО авт. св. 9753-38, отлйчающийс я тем, что, с целью расширения технологических возможностей и повышения точности обработки, частоту генератора изменяют обр атночпропорционально силе прижима в пределах от Ртац ДО l.2ip,Y,ax «« Pmoix Резонансная частота колебательной систел«л с заготовкой при максимальной силе прижима.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СРМВЮ

РЕСПУБЛИК

«9) ® <<<< А

24 B 1/04 // B 23 В 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

УЛЬТРАЗВУКОВОГО РЕЗАНИЯ по авт. св. 9 975338, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения технологических воэможностей и повышения точности обработки, частоту генератора изменяют обратно <пропор1 ционально силе прижима в пределах от Р пак до 1,2 1Р пак i где1р - реt1lCN к зонансная частота колебательной системы с заготовкой при максимальной силе прижима. (61) 975338 (21) .3292566/25-08 (22) 29.05.81 (46) 07.09.83 ° Бюл. 9 33 (72) A.È. Марков и П.A. Ермак (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиа-. ционный институт им. Серго Орджоникидзе (53). 621.9.048.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР:

9.,975338, кл. В 24 В 1/04 //

//В 23 В 37/00, 1981.

1 ..

1039695

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ультразвуковом резании лезвийным и абраэивно-алмазным инструментами.

По ооновному авт. св. Р 975338 известен способ управления процессом ультразвукового резания лезвийным и абразивным инструментами при изменении усилий резания, при котором определяют наибольшее значение радиальной силы прижима эа один оборот 10 заготовки, имеющей отклонения гео-метрической- формы, или за двойной. ход инструмента, определяют или рассчитывают соответствующую этой ра, диальной силе резонансную частоту колебательной системы с обрабатывае- мой эаготовкой1 „и устанавливают рабочую частоту г1 йератора f.> равной г = Реах И

Данный способ хотя и обеспечивает получение, точности геометрической форьы детали, но при снятии малых припусков погрешность формы остается значительной.

Целью изобретения является снижение погрещности геометрической формы детали, особенно при малых припусках.

Цель достигается тем, что согласно способу управления процессом ультразвукового резания частоту 30 генератора изМеняют обратно пропорционально силе прижима заготовки в пределах от f Р „до 1,2 f P где f pп,ах — резонансная частота колебательйой системы с заготовкой З5 при максимальной силе прижима.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для реализации способа, на фиг. 2 — амплитудночастотные характеристики ультраэ вухо-40 вой колебательной системы (АЧХ) при . различных значениях радиальной силы P1 . Кривая а соответствует силе

° Р = О; кРивая б -Р = Рч,, кРивая Ъ вЂ” Ру = "у пах

Обрабатываемая заготовка 1 вра- 45 щается и поворачивается к режущему инструменту 2, например алмазным брускам, переменным радиусом Р которыЯ определяется погрешностями геометрической формы заготовки, на колебательную систему 3 воздействует переменная радиальная сила резания Р, принимающая максимальное значение Ру „в момент расположения под инструментом 2 наибольшего радиуса заготовки Р щц» . При повороте заготовки 1 к инструменту 2 минимальным радиусом 0 „„ сила резания принимает минимальйое значение Ру m« . Колебательная система

3 закреплена фланцем 4 на пружинах

5, при этом жесткость крепления равна C> . Датчик силы резания б установлен сзазор,ом 7 по отношению к фланцу 4. Индуктивный датчик б является частью резонансного колебатель- 65 ного контура 8 ультразвукового генератора 9.

1 с

При изменении радиуса заготовки меняется сила прижима и если установить Ру = Ру „ To из за конеч ной величины жесткости крепления колебательной системы С> при повороте заготовки система сместится вправо и зазор 7 уменьшится.

Уменьшение зазора 7. увеличивает индуктивность резонансного контура и частота напряжения генератора 9 понижается. При уменьшении радиуса заготовки под инструментом до и m<> уменьшается сила Р> до Ру,„,„, увеличивается зазор 7, снижается ййдуктивность L» датчика б и ft повышается. Таким образом частота напряжения генератора регулируется обратно пропорционально силе резания, зависящей от погрешности геометрической формы заготовки 1..

Резонансная частота ультразвукового преобразователя увеличивается с ростом приложенной к нему силы прижима, равной по величине радиаль» ной силе резания Ру

При увеличении радиальной силы резания отP>,„äî гу „АЧХ смещает- . ся вправо (фиг. 2) с кривой 6 на кривую Ь . При этом резонансная частота преобразователя увеличива-. ется от х ;„до fP „. Для обеспечения регулировки амплитуды колебаний инструмента в зависимости от погрешности геометрической формы заготовки -регулировка f „осуществляс.-.ñÿ в пределах Ь|г = (1 - 1,2)

1pmax, т.е, .минимальная частота генератора г ъ и Равняетс f Р п ах

Тогда при нахождении под инструментом максимального припуска-амплитуда колебаний инструмента будет наибольшей — х . При подходе под инструмент минимального припуска

АЧХ преобразователя смещается влево в положение 7, à 1 г — вправо до значения 1г,„ах . Амплитуда колебаний инструмента при этом уменьшится до щ„д

Изменение частОты напряжения ультразвукового генератора в указанных пределах, обратно пропорциональное силе резания, регулирует величину амплитуды колебаний инструмента пропорционально погрешности геометрической формы заготовки.

Для управления процессом ультразвукового резания по предложенному способу необходимо произвести следующую на» стройку ультразвукового генератора.

Измерить или рассчитать максимальное значение радиальной силы резания в процессе работы Ру ах. Например, при наружном хонинговании или суперфинишировании:

X Cp ° Сц aR

Р =Р +

У шах о.ь g (Сп, С

1039695

fi рдр.. °

Сосзавит ль Л.Сергеева

Редактор M,Äûëûí Техред И".=- Тепер Корректор Г.0rap

Ю Ю ЮО

Заказ 6797/13 Тираж 795, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Ю ЬЮЮ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гДе РП - заДаннаЯ ДлЯ обРабатываемой заготовки статическая сила прижима

Сп - жесткость крепления колебательной систеий; Сц - жесткость центров . станка; hR — погрешность геометрическо3 формы заготовки, равная раз-. нице наибольшего и наименьшего радиу . сов заготовки (Ь К = шц„- <.min), К = 1,0 - 1,3 -, коэффициент, учиты- вающий повыаение Р щд„из-за инерцион= ности детали и преобразователя. - 10

Прижать преобразователь к заготовке с силой, равной Р и, при этом... зазор 7 (фиг. 1) принимает свое ми.нимальное значение. Определить резонансную частоту колебательной сис.- 15 темы с заготовкой н установить частоту генератора ft, равной fp

В дальнейшем в процессе работы зазор

7 (фиг. 1) только увеличивается н

f „ регулируется на превышение ото

Р ФР 4

Предложенный способ управления, процессом ультразвукового резания позволяет получать детали высокой точности при съеме минимального припуска. Для регулировки амплитуды колебаний инструмента требуются минимальные затраты мощности. Это особенно важно при работе На тиристорных генераторах, так как выходные каскады их работают в ключевом режиме и любой другой способ управления процессом резания потребовал бы мощности аппарата управления, равной мощности источника питания выходного каскада.