Устройство для обработки деталей
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ, содержащее резец, закрепленный на резцедержателе, датчики контроля колебаний детали и резца, контуры управления, сервопривод радиального перемещения резца и привод шпинделя, отличающееся тем, что, с целью повышения точносги и к 1чества оораротки, датчики установлены на суппорте станка, а устройство снабжено сервоприводами поднастройки амплитуд, фзз и частот колебаний резца 11 системой управления этими приводами от датчиков, при этом сервопривод синфазной частоты жестко закреплен на резцедержателе параллельно оси щп}1нделя и э/1ектрически связан с нрпводом шпинделя, а на сервопривода закреплены планшайбы , первая - жестко, а вторая с возможностью вращения относительно вала, причем сервопривод поднастройки амплитуд и фаз жестко закреплены на второй п.1анп1айбе, и сервопривод фаз соединен с первой плани1а11бой посредством зубчатой передачи. (Л О5 О 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(5D В э3 !о 1>
ЕНИЯ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3514125/25-08 (22) 25. 11.82 (46) 30.08.84. Бюл. № 32 (72) О. И. Драчев и М. Г. Дорошенко (71) Тольяттинское производственное объединение «Азотреммаш» и Тольяттински и политехнический институт (53) 621.941 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 921683, кл. В 23 В 1/00, 1980. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕИ, содержащее резец, закрепленный на резцедержателе, датчики контроля колебаний детали и резца, контуры управления, сервопривод радиального перемещения резца и привод шпинделя, отличаюи(ееся тем. что, с целью повышения
„„Я0„„1110604 А то lносГн и к 11!0604 Изобретение относится к станкостроению, в частности к токарным станкам, и может на йти применение на автоматизированных станках и на станках, оснащенных адаптивными системами, Известно устройство для обработки деталей путем автоматического управления синфазным вращением обрабатываемых деталей !1) . Известное устройство не позволяет управлять процессом резания с учетом гармонических составляющих основной частоты колебаний детали. Целью изобретения является повышение точности и качества обработки деталей. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее резец, закрепленный на резцедержателе, датчики контроля колебаний детали и резца, контуры управления, сервопривод радиального перемещения резца, снабжено сервоприводыми поднастройки амплитуд, фаз и частот колебаний резца и системой управления этими приводами от датчиков, при этом сервопривод синфазной частоты жестко закреплен на резцедержателе параллельно оси шпинделя и электрически связан приводом шпинделя станка, а на валу сервопривода закреплены планшайбы, первая — жестко, а вторая — с возможностью вращения относительно вала, причем сервоприводы подстройки амплитуд и фаз жестко закреплены на второй планшайбе, сервопривод фаз соединен с первой планшайбой посредством зубчатой передачи, а датчики колебаний установлены на суппорте станка. На фиг. 1 приведена блок-схема автоматической системы управления положением вершины резца в процессе обработки: HB фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; Il i фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг. 4 вариант использования синфазного управления. Устройство включает в себя главный привод станка 1, обрабатываему10 деталь 2, сервопривод 3, электрически связанный с главным при>3одом 1, резцедержатель 4, на котором крепится сервопривод 3, резец 5, планшайбу 6, которая закреплена на валу сервопривода 3 жестко, планшайбу 7, закрепленную на планшайбе 6 с помощью подшипника, датчики 8 и 9 регистраций колебаний детали 2 и резца 5, фазовый дискриминатор 10, блок управления 11, сервоприводы 12 и 13 управления амплитудами и фазами колебаний резца 5, массу 14, приводимую в движение от сервопривода 12 (например, винтовой парой на фиг. l показано условно), зубчатую пару 15 и (6, связывающую зацеплением планшайбы 6 и 7, сервоприводы 17 и 18, дополнительные массы 19 и 20, связанные с сервоприводами 17 и 18 винтовыми парами. Устройство работает следукицим образом. Перед процессом резания вкл<очается главный привод станка 1, котс>рый вращает обрабатываемук? деты.1ь 2, сдновременно включается и сервопривод 3, элек1рически соединенный с г,1ы13н<<м приво <ом 1, но CKOp0CTb I3pH lllCII H51 с го протH BOIIO. 1ОЖНы скорости вры>цеиия привода 1 (IIO фазе сме1О щена kid 80 ). Сер>зоиривод,> жестко закреплен Iid рсзцедержателе 4, последний вы полнеll Hd учl ру< ом ос нован ии пружины а и <3, что по 3в<>.l>lol рсзцедержателю 4 колебаться в горизон.гальiloH плоскости вместе с резцом 5. 11<1 вылу сервопривода 3 жестко з II )>el<,и»;»гланшайоы 6, на которой заире<<а< н;> вто,:>цсllllH отно HTcll>Ho планшайбы 6 и оси осрв<и<ривода 3. Г1ланшайбы 6 и 7 Hp
3 (противофазе) синфазно относительно 20 <>брыбы ii!II с.»ой> детали 2. В ироцс ссс резания амплитуды колебаilIlH детали и резца могут быть неравны по вс.i>I>ll:I>< зы счет. прогиба детали, а по фазе 25 I, еть р;>Ос<»ласовыние. не равное 180 . С «с.>ью и Ip;III:<ивыпия амплитуд и синфазI:<><.òH ф:;, »к,llo«deT<.5< в работу контур управ, I 0 IIH B ам г>л итуд и фаз колебаний резца. 3,ытчики 8 и 9 регистрируют колебания детали и резцедержателя, причем датчики закреплены на суппорте станка, 8 - относительно необработанной поверх,1<. TH,I>i с «ротивоположной CTOpOHbl ilpoI есс I рез;IIIH51 а 9 — относительно корпусы и рез це.коржа тел я по оси, проходящей и рсз I>apl>1 ииу резца. Электрические сиги;лы с дытчиков 8 и 9, пропорциональные механическим колебаниям детали и резца, поступают Ild вход фазового дискриминатора 10, в котором определяется сигнал рассогласования по фазе и поступает на блок управления 1, последний сра внивает величины амплитуд входных сигналов, усиливает и с учетом фаз подает на вход сервоприводов 12 и 13. Сервопривод 12 управляет амплитудой колебаний резца путем перемещения массы 14 относительно оси вращения планшайбы 7 за счет кинематической пары винт — гайка (не показан) . Перемещение массы 14 производится по радиусу планшайбы 7, что изменяет амплитуду колебаний резцедержате..я 4, следо50 вательно, и резца 5. Управление положением массы 14 происходит до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю, т. е. амплитуда колебаний детали и резца сравняется по величине. В процессе резания амплитуда от неурывнове<ценности заготовки изменяется IIO всей длине обработки и, следовательно, иеобхэдима автоматическая коррекция положсния массы 14 относительно оси. первого сервог<ривода с! 0604 luz.. 2 19 1 Ра>3 Составитель В. Жиганов Реда к тор Т. Весело в а Техред И. Верес Корректор Г. Решетннк 3a каз 5924/11 Тираж 766 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП <Патент>, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 11 учетом знака, так как фаза амплитуды колебаний, вызванной неуравновешенностью заготовки, также изменяется (по всей длине) в течение всего процесса обработки. При управлении по фазе включается в работу третий сервопривод 13, на вход которого поступает сигнал управления от блока 11. Сервопринод 13, закрепленный на планшайбе 7, поворачивается на угол, равный углу рассогласования, относительно планшайбы 6 с помошью зубчатой пары 15 и 16. Шестерня 15 закреплена на валу сервопривода 13, а колесо 16 закреплено на планшайбе 6. В случае появления колебаний детали с частотами вторых, третьих и т. д. гармоник на планшайбе устанавливаются дополнительные сервоприводы 17 и 18 и массы 19 и 20 с частотами врагцени, равными 5 удвоенным, утроенным и т. д. частотам колебаний детали. Внедрение предлагаемого устройства повышает точность обработки вала в попе10 речном и продольном сечениях в 3 — 4 раза, а качество обрабатываемых поверхностей возрастает в 4 — 5 раз в зависимости от технического состояния резца.
