Устройство для управления процессом глубокого сверления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ с подачей СОЖ через центргшьное отверстие инструмента, содержащее датчик переменных составляющих сил резания. действующих на инструмент, связанный с блоком управления скоростью главного движения и блоком управления скоростью подачи, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности обработки деталей, устройство снабжено датчиком переменной составяяющей давления СОЖ, к выходу которого подключены полосовые фильтры, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего синхронного детектора, вторые входы кото{рых через ангшогичные полосовые фильтры связаны с датчиком переменных составляющих сил резания, а выходы синхронных детекторов через дешифратор связаны с блоками управлеу ния скоростью главного движения и (Л скоростью подачи. 00 о со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1)), )(5)) В 23 В 49/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (211 3444226/25-08 (22) 28.05 ° 82 (461 23.03.84 Бюл. Р 11 (72) В.А.Остафьев, В.Л.Заковоротный, Т.P.Êëî÷êî, Э.Л,Эберг и С,В.Загоров (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 621.9.62.52(088.8! (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 524612, .кл. В 23 В 47/24, 1976 (прототип . (541(57} УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ГЛУБОКОГО СВЕРЛЕНИЯ с подачей СОЖ через центральное отверстие инструмента, содержащее датчик переменных составляющих сил резания., действующих на инструмент, связанный с блоком управления скоростью главного движения и блоком управления скоростью подачи, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью повышения точности обработки деталей, устройство снабжено датчиком переменной состав))яющей давления СОЖ, к выходу которого подключены полосовые фильтры, выход каждого из которых подключен к первому входу соответствующего синхронного детектора, вторые входы которых через аналогичные полосовые фильтры связаны с датчиком переменных составляющих сил резания, а выходы синхронных детекторов через дешифратор связаны с блоками управле- Я ния скоростью главного движения и скоростью подачи.

1080933

Изобретение относится к управлению процессом металлообработки и может использоваться для управления процессом. сверления глубоких отверстий ружейным сверлом.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления . процессом глубокого сверления, содержащее контур управления вибрациями инструмента, воздействующий на привод главного движения и связанный в единую систему через тахогенератор двигателя главного движения, и блок суммирования с контуром управления крутящим моментом, воздействующим на привод подачи. Причем контур управления вибрациями включает датчик вибраций, последовательно соединенный с блоком управления скоростью главного движения, а блок суммирования содержит магнитный усилитель, одна иэ обмоток которого включена в цепь двигателя главного движения, а другая через пороговое устройство и резистор соединена с тахогенератором двигателя главного движения.

На выходе магнитного усилителя уста- 25 новлены два стабилитрона и выпрямитель, причем стабилитроны включены встречно-параллельно по отношению к последнему (для уменьшения увода сверла) (1). 30

Недостатками известного устройства являются сложность и малая помехозащищенность сигнала с циклической составляющей сил резания при сверлении, вследствие чего снижает- 35 ся точность обработки деталей.

Цель изобретения — повышение точности обработки деталей в процессе глубокого сверления.

Поставленная цель достигается тем, g0 д что устройство для управления процессом глубокого сверления с подачей

СОЖ через центральное отверстие инструмента, содержащее датчик переменных составляющих сил резания дейст- 45 вующих на инструмент, связанный с блоком управления скоростью главного движения.и блоком управления скоростью подачи, снабжено датчиком переменной составляющей давления СОЖ, к выходу которого подключены полосовые фильтры, выход каждого иэ которых подключен к первому входу соответствующего синхронного детект4 а, вторые входы которых через аналогичные полосовые фильтры связаны с дат- 55 чиком переменных составляющих сил резания, а выходы синхронных детекторов через дешифратор связаны с бло хами управления скоростью главного движения и скоростью подачи. 60

На чертеже представлена. схема устройства для управления процессом глубокого сверления.

Устройство содержит датчик 1 переменных составляющих сил резания„ действующих на режущий инструмент 2..

Выход датчика 1 подключен к входам полосовых фильтров 3.1; 3,2; °

3.N а выход каждого фильтра 3..1;

3.2;...; З.N соединен с первым входом синхронных детекторов 4.1; 4.2;

4.N соответственно.

Для повышения эффективности управления процессом глубокого сверления желательно в качестве информативного сигнала ис%ользовать сведения непосредственно о стабильности вывода стружки струей СОЖ, подводимой через центральное отверстие режущего инструмента. Носителем этой информации может быть гидравлическое сопротивление в зоне стружкообразования, изменение которого вызывает модуляцию давления в области подвода СОЖ.

Выход датчика 5 переменной составляющей давления СОЖ (например, пьезоэлектрический преобразователь ) соединен с входами полосовых фильтров.

6,1; 6.2; ...; 6.N Выход каждого из этих фильтров подключен к второму входу соответствующих. синхронных детекторов 4.1 — 4.N. Выход каждого детектора 4.1 — 4.Б подсоединен к многовходовому дешифратору 7. Выходы дешифратора 7 включены в блок 8 управления скоростью подачи и в блок

9 управления скоростью главного движения.

Устройство работает следующим образом. сигнал переменных составляющих сил резания, действующих на режущий инструмент 2 в процессе глубокого сверления, регистрируют датчиком 1.

Через центральное отверстие режущего инструмента 2 в зону резания подается СОЖ, переменные составляющие давления которой регистрируют датчиком 5. Изменение давления в широком частотном диапазоне позволяет в незащищенном виде рассмотреть элементы нестабильности процесса, в том числе приводящие к образованию циклических составляющих сил резания.

Выходной сигнал датчика 1, представляющий собой спектральные характеристики сил, действующих на сверло, подается на входы группы полосовых фильтров 3.1,- 3.N. Совокупность ана логичных полосовых фильтров 6.%;—

6.N преобразует сигнал датчика 5, несущий-информацию о спектральных характеристиках давления СОЖ с учетом всех технологических факторов процесса сверления, Процесс резания ружейным сверлом является источником колебаний, представляющим совокупность осцилляторов.

Наиболее информативным из них является осциллятор периодического образования элементов стружки, действие которого отображает синхронные составляющие динамических характеристик

1080933

Составитель А.Печкова

Редактор Н.Бобкова Техред:.О.Неце Корректор,А. Тяско

Заказ 1425/9 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 резания — давления и сил. Другие динамические процессы характеризуются различным влиянием на силовое воздействие и переменную составляющую давления. Таким образом, полосовые фильтры дают возможность выделять тот 5 участок спектральных характеристик, который несет информацию о текущем процессе резания, т.е. выявить изменение частоты рассматриваемого осциллятора, 1Ц

На первый вход синхронного детрктора 4.1 подают сигнал с полосового фильтра 3.1, а на второй вход — выходной сигнал полосового фильтра 6.1, и т.д., в зависимости от регистри- 15 руемой полосы частотного спектра.

Дешифратор 7 принимает информацию о частоте осциллятора от каждого иэ синхронных детекторов 4 ° 1 — 4.N u преобразует ее в сигнал постоянного напряжения, пропорционального изменению частоты. Изменение частоты осциллятора определяется текущим значением толщины срезаемого слоя, вариациями геометрических характеристик режущего инструмента, износом сверла фйзико-механическими характерис, тиками обрабатываемого материала.

Кроме того, периодичность изменения частоты непосредственно связана с глубиной деформированного слоя. Поэтому для обеспечения неизменности характеристик обработанной поверхности необходимо стабилизировать частоту осциллятора путем варьирования скорости подачи и частоты вращения шпинделя. Для этого выходные сигналы от дешифратора 7 подают на блок 8 управления скоростью подачи и блок 9 управления скоростью главного движения.

Устройство позволяет повысить точность обработки деталей в процес се глубокого сверления ружейными сверлами на 383. Это достигается за счет устранения деформации сверла, уменьшения деформации слоя обраба" тываемой поверхности в процессе обработки путем определения и контроля той суперпоэиции частотного спектра динамических характеристик процесса резания, которая несет информацию об изменении частоты периодического образования элемента стружки. Кроме того, при предлагаемом способе сверления понижен расход энергии :(в 1 2 раза по сравнению с известным) на превращение металла в стружку.