Способ поднастройки системы спид

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ф(, 3 - У .:я 1 ! А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- соответственно частота вращения чашечного резца в начапьный пе-.. риод обработки и после поднастройки. депоип

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3674857/25-08 .(22) 20.12.83 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) Г. ф. Шатуров (71) Могилевское отделение физикотехнического института АН БССР (53) 621.941.1(088.8 ) (56) Соломенцев Ю. М. и др. Адаптивное управление технологическими процессами. М.: Машиностроение, 1980, с. 132-140. (,54)(57 ) 1. СПОСОБ ПОДНАСТРОЙКИ СИСТЕМЫ СПИД, согласно которому детали сообщают вращение, а за счет изменения подачи инструмента в процессе обработки управляют упругими обжатиями звеньев системы, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, в процессе обработки по мере износа инструмента увеличивают частоту вращения детали, выдерживая соотношение

Т. Т. о а 8. о — i const оо "C1

„„Я0„„1163999 A

4(5!) В 23 В 1/00 //В 23 В 25/06

1 .--. -.- . ь ":. где $о и Т » соответственно продольная подача и температу» ра резца s начальный период обработки;

S. и Т - соответственно продоль1 \ ная подача и температура резца после поднастройки1 и и и . — соответственно частота ф вращения детали в начальный период обработ ки и после поднастройки.

2, Способ по п. 1, о т л и ч"а ю» шийся тем, что при.обработке чашечным резцом, обработку производят при поддержании соотношения

3 и п. о 1

S — S — ж const и 1 и t п„пС, 1163999

35

Изобретение относится к станкостроению и находит применение при обработке магериалов с адаптивным управлением процессом.

Цель изобретения — повы.шение точности поднастройки системы

CHHg и точности обработки путем уче- та .температурной нагрузки резца, а при обработке ротационным инструментом - и частоты его вращения.

По результатам экспериментов и производственных испытаний установле" но, что при износе резца увеличиваются силы резания и увеличивается число оборотов резца. Если определить зависимость изменения сил резания P в процессе износа лезвия резца от изменения его числа оборотов

nð, то придем к зависимости

Р С и (1) где С вЂ” постоянная величина, 1

При изменении продольной подачи

S резца силы тоже меняются: при увеличении подачи они увеличиваются, при уменьшении - уменьшаются. Зависимость изменения сил резания от подачи имеет вид

Р=С S (2) где С - постоянная величина, При увеличении скорости вращения детали (числа оборотов детали) силы резания уменьшаются. Зависимость изменения сил резания от числа оборотов детали имеет вид

Р =С .n (3) Установлено также, что показатели степени равны p = ., oL = (-у ), т.е. прирост сил в период нормального износа резца происходит так же, как при изменении подачи, а уменьшение сил за счет увеличения числа оборотов детали происходит в такой же степени, как при изменении подачи. и числа оборотов резца.

Тогда можно записать с S ° nl.п с S. ° n ° n"

eL - о

Р1 1 ) т,е. при о д (-у) для того, чтобы сила резания не изменялась, необходимо, чтобы произведение . п

Р 01 S S const (4)

n< "n

50 . 55 было одним и тем же, что и предусматривает предлагаемый способ. Тогда при износе резца скорость его вращения и увеличивается, что увеличивает силы резания. По прототипу компенсацию увеличения сил производят за счет увеличения подачи, что умень- шает производительность обработки.

По изобретению для компенсации увеличения сил увеличивают скорость резания илн скорость вращения детали, что способствует уменьшению сил резанаия при одновременном повьппении производительности обработки. При этом прирост сил за счет увеличения числа оборотов резца в период его нормального износа происходит в такой же степени, как и уменьшение этих сил за счет увеличения скорости вращения детали. Уменьшение сил можно осуществить также одновременным изменением числа оборотов детали и подачи. Варьируя изменением подачи и числом оборотов детали, можно тонко и в широких пределах регулировать жесткость системы СПИД, выдерживая при этом постоянным произведение ь, S„— „ . ° Несмотря на то, что силы реза1П ния в процессе обработки увеличива ются за счет износа резца и повьппения числа его оборотов, тонкая регулировка беспечивает уменьшение сил за счет изменения числа оборотов детали и подачи, что стабилизирует жесткость системы СПИД и повышает точность обработки.

Пример l. Производится механическая обработка ротора электродвигателя на универсальном токарном станке 1К62. В качестве режущего инструмента используется чашечный самовращающийся резец. Режимы, обработки: число оборотов детали

n© = 800 об/мин; начальная подача резца S 0,28 мм/об; глубина резания t = 0,6 мм.

В начальный период процесса обработки число оборотов резца равно и, 190 об/мин. Фактический диаметр обработанной поверхности 1п 99,97 мм.

Через 125 обработанных деталей фактический диаметр обработанной поверхности равен ф 100,03 мм. Число оборотов резца равно n „= 250 об/мин.

Производится поднастройка системы

СПИД путем увеличения числа оборотов

1163999

0,28 190 0,28 250

800 n 1

Подставив значения

28 190 250

800 "1000

190 250

800 " n (6) детали. Подачу резца оставляем 6es изменения, т.е. $ = S

1 и и о и

Фо 41

Откуда и <„= 100 об/мин.

l0

После поднастройки обработка производится с. S „= 0,28 мм/об; n„

= 250 об/мин; и <, 1000 об/мин.

Фактический диаметр детали после поднастройки равен 9 = 99,97 мм.

Пример 2. Производим более тонкую регулировку способа примера 1.

Для этого определяем новую подачу резца из выражения и и, о 1

$ = $; = const фо получим S = 0,266 мм/об. По станку 30 принимаем 8„ 0,26 мм/об, Полсе поднастройки детали в начальных размерах, обработку производим с S = 0,26 мм/об ° и„ 250 об/мин; и « = 1000 o6/ìèí.

Пример 3. Можно также настройку произвести за счет одновре-. менного увеличения подачи и числа оборотов резца получим S 0,3 мм/об, и „

1125 об/мин.

Производительность обработки возросла

Р : с П = $ и 0,28-800=224 мм/мин; до П., S„n„ 0,28 1000 280мм/мин;

П = Я„и„0,26-1000= 260 мм/мин;

П = S„n„= 0,3 .1125=337,5ыа/мнн.

В результате поднастройки резцедержа- тель переместился на величину, необходимую для восстановления точности об работки деталей.

Фактический диаметр обработанной детали после поднастройки системы

СПИЦ равен 6 = 99,97 мм.

Через определенный промежуток вре мени поднастройку системы повторяют.

По результатам экспериментов и производственных испытаний установлено, что при работе резца увеличиваются силы резания вследствие увеличения фаски износа резца, что увеличивает количество теплоты, поступающей в резец, и его температуру. Если определить зависимость изменения силы резания P в процессе износа лезвия от увеличения фаски его износа и увели- . чения его температуры, то получим

P = С+и = С5(Тo to), (5)

Ы1 где Т вЂ” температура резца; — начальная температура резца, в дальнейшем принимаем

Температуру .резца в процессе обработки измеряют термопарой или другим известным методом в любом его месте, но лучшие результаты получаются при измерении температуры в точке резца, отстоящей от лезвия не более чем на 5-10 мм. В этом случае получается малоинерцнонная система.

Показатели степени в уравнениях (2), (3) и (4) равны eL dz =(-у} 1 т.е. прирост температуры в период нормального износа резца происходят так же, как рост сил при изменении подачи и в такой же степени, как происходит уменьшение сил при увеличении числа оборотов детали.

Тогда можно записать

cSn с S„n Т

О - «Р4 о(-7 Ы т.е. npu d. с 1 (-2 J для того, чтобы сила резания не изменялась, необходимо, чтобы произведение

Х Т.

S — S; const » быпо одним и тем же.

Пример 4. В условиях примера 1 производится механическая обра-: ботка ротора круглым невращающимся резцом, n, 630 об/мин; S 0,28мм/об.

Термопара установлена под опорную часть пластинки. Температура резца перед настройкой Т 30 С, диаметр детали 9 99,97 мм. Через 40 дета-.. лей Т1 35 С. Диаметр детали равен

9 100,00 мм. Составим уравнение поднастройки системы СПИД.

1163999 ят БТ о

0,28 - 30

630

Составитель В. Семенов

Редактор Н. Горват Техред Ж.Кастелевич Корректор Л. Пилипенко

Заказ 4132/10 Тираж 1086 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

S 35 5

" 1.

Произведем поднастройку системы

СПИД посредством одновременного изменения подачи и числа оборотов. 10

Тогда находим S 0,3 мм/об; и<„

800 об/мин. Фактический размер детали после поднастройки Р = 99,97 мм.

После поднастройки обработку производят с Б, 0,3 мм/об, п „=800об/мин. 15

В результате изменения режимов резания уменьшается результирующая сила резания. Резцедержатель перемещается в радиальном направлении на величину, необходимую для восстановления точности обработки деталей.

Фактический диаметр обработанной детали после поднастройки системы

СПИД равен 9 =, 99,97 мм. Через определенный (заданный) промежуток времени поднастройку системы повторяют.

Способ поднастройки системы СПИД прост в осуществлении и может быть внедрен при обработке деталей на универсальном оборудовании и автоматической линии.

Изобретение позволяет повысить точность поднастройки системы СПИД.