Способ поднастройки системы спид и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к механической обработке. Цель изобретения - повышение точности и качества обработки. Способ заключается в том, что при обработке деталь закручивают крутящим моментом, контролируют угол закручивания, сравнивают его с заданным и пропорционально полученной разности регулируют величину крутящего момента, причем заданное значение регулируют в зависимости от величины деформаций детали. Устройство для реализации способа содержит привод, позволякщий через диффере нциал и пару зубчатых передач производить скручивание вала, и систему управления приводом , содержащую датчик угла закручивания детали, датчик скорости вращения шпинделя, связанные через блок умножения и блок сравнения с приводом , причем блок сравнения соединен вторым входом с датчиком упругих перемещений детали. 2 с.п. ф-лы. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) S U ((и (594 В 23 В 25 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1д

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИД=ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3874883/25-08 (22) 01.04.85 (46) 07.09.86. Бюл. Ф 33 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) В.А.Тараненко и Е.Т.Шаров (53) 621 ° 91(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 852477, кл. В 23 В 25/06, 1983. (54) СПОСОБ ПОДНАСТРОЙКИ СИСТЕМЫ

СПИД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к механической обработке. Цель изобретения — повышение точности и качества обработки. Способ заключается в том, что при обработке деталь закручивают крутящим моментом, контролируют угол закручивания, сравнивают его с заданным и пропорционально полученной разности регулируют величину крутящего момента, причем заданное значение регулируют в зависимости от величины деформаций детали. Устройство для реализации способа содержит привод,позволяющий через дифференциал и пару зубчатых передач производить скручивание вала, и систему управления приводом, содержащую датчик угла закручивания детали, датчик скорости вращения шпинделя, связанные через блок умножения и блок сравнения с приводом, причем блок сравнения соединен Й вторым входом с датчиком упругих перемещений детали. 2 с.п. ф-лы. 1 ил.

1255284

Изобретение относится к механической обработке и может быть использовано при обработке нежестких деталей типа тел вращения, например валов, осей, труб и т.д., в различных отраслях промышленности с применением систем автоматического управпения.

Цель изобретения — повышение точности и качества обработки путем управления углом закручивания детали

1О по результатам измерения ее упругих деформаций.

На чертеже представлена схема устройства для поднастройки системы

СПИД.

Устройство содержит переднюю бабку 1 станка, в которой расположен шпиндель с зажимным патроном 2. В задней бабке 3 с возможностью вращения установлен зажимной патрон 4. Зажимные патроны 2 и 4 оснащены зубчатыми венцами 5 и 6 соответственно. С зубчатым венцом 5 кинематически связано колесо 7, установленное на составном валу 8. Части составного вала 8 сое25 динены центральными колесами 9 и 10 дифференциала, корпус 11 которого оснащен червячным колесом 12, которое через. червяк 13 соединено с автономным регулируемым приводом l4. КоЗО

- нец вала 8 выполнен шлицевым, на котором с возможностью поступательного перемещения относительно вала 8 и станины установлен вал 15 с зубчатым колесом 16 с фиксирующими наклад- 35 ками 17, и колесо 16 взаимодействует с венцом 6. Это необходимо для настройки устройства на другой типоразмер деталей по длине. В зажимных патронах 2 и 4 устанавливается деталь 18, <0 которая обрабатывается резцом 19, закрепленным в резцедержателе 20. На противоположных концах детали 18 в начале и конце обработки нанесены магнитные метки 21 и 2? соответствен- 45 но ° На специальных кронштейнах передней 1 и задней 3 бабок установлены магнитные головки 23 и 24, предназначенные для записи и считывания магнитных меток 21 и 22. Выходы маг- 50

23 H 24 подключены к блоку 25 измерения временного интервала между импульсами с магнитных головок 23 и 24. Выход блока 25 подключен к блоку 26 умножения, на вто- 55 рой вход которого подсоединен датчик 27 скорости вращения шпинделя.

Выход блока 26 умножения подключен к блоку 28 сравнения угла закручивания детали, задаваемого уставкой, формируемой по сигналу датчика 29 упругих перемещений детали, усилителем-формирователем 30. До середины длины детали уставка имеет монотонно возрастающий характер, а затем монотонно снижается до нуля. Выход блока 28 сравнения через усилитель 31 мощности связан с автономным регулируемым приводом 14 разворота колеса 16 для созда.ния деформавии кручения обрабатываемой детали 18 в процессе обработки.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно в зависимости от длины обрабатываемой дстали 18 заднюю бабку 3 станка устанавливают в требуемое положение на станине станка, при этом шлицевой вал 15 с зубчатым колесом 16 с накладками 17 смещают относительно вала 8, а накладки 17 предотвращают выход из зацепления.колеса 16 с зубчатым венцом 6. Деталь 18 устанавливают и закрепляют в зажимных патронах 2 и 4 соответственно передней 1 и задней 3 бабок. Резец 19, закрепленный в резцедержателе 20, подводят к детали 18 и настраивают на размер. Перед началом обработки магнитную головку 23 устанавливают у конца детали 18, закрепленного в зажимном патроне 2, на расстоянии 0,20,3 мм от поверхности детали. Приводят деталь 18 во вращение и начинают обработку. После того, как ре" åö 19 пройдет расстояние, достаточное для установки магнитной головки 24 у заднего патрона 4, устанавливают магнитную головку 24 у обработанной поверхности на расстоянии 0,2-0,3 мм. После этого синхронно коротким импульсом напряжения, подаваемым в головки 23 и 24, наносят на поверхности противоположных концов детали 18 магнитные метки 21 и 22, т.е. головки 23 и 24 используются для записи.

Достаточно нанести по одной метке.

После этого одновременно включают привод главного движения и автономный регулируемый привод 14, при этом через червячную пару 13 и 12, связанную с корпусом 11 дифференциала, производят суммирование вращательного движения привода 14 с вращательным движением шпинделя через зубчатую пару 5 и 7, вал 8, центральные коле1255284

tO са 9 и 10 дифференциала, что в конечном итоге приводит к нагружению детали 18 дополнительным крутящим моментом,.совпадающим по направлению с моментом шпинделя. Резцу 19 сообщают движение рабочей подачи и продолжают процесс обработки. Магнитные головки 23 и 24 переводят в режим считывания. По сигналам магнитйых голо— вок 23 и 24 в блоке 25 определяют временной интервал h t между моментами прохождения меток 21 и 22 зоны расположения соответственно головки 23 и 24. Этот интервал пропорционален углу закручивания детали 18. 15

Для точного определения угла закручивания детали датчиком 27 измеряют скорость вращения (об/с) шпинделя станка и в блоке 26 производят пересчет временного интервала at (рассо- 20 гласования) между метками 21 и 22 в угол закручивания ср су =де n ° 360, (1) где n — скорость вращения шпинделя.

Сигнал, пропорциональный углу 25 закручивания детали 18, подают на адин из входов блока 28 сравнения.

Одновременно в процессе обработки измеряют упругие перемещения детали 18 датчиком 29 и сигнал подают на з0 усилитель-формирователь 30, который формирует уставку требуемого угла закручивания для сечений детали по длине обработки. Сигналом рассогласования с выхода блока 28 сравнения через усилитель 31 мощности изменяют частоту вращения вала двигателя автономного регулируемого привода 14.

Вращение от привода 14 передают через червячную пару 13 и 12 на корпус 11 дифференциала и осуществляют суммирование этого вращательного движения с вращательным движением шпинделя. Полученным вращательным движе нием через вторую часть вала 8, вал 15, зубчатое колесо 16, зубчатый венец 6 нагружают деталь дополнигельным крутящим моментом, совпадающим по направлению с моментом шпинделя станка:. Величину момента, которым закручивают деталь 18, изменяют по длине обработки и в зависимости от . фактических упругих перемещений детали„. фиксируемых датчиком 29, и регулируют угол закручивания по рассогласо- 55 ванию магнитных меток 21 и 22 ° При этом увеличивается жесткость детали, уменьшаются ее прогибы, устраняются условия возникновения колебаний детали, что способствует повышению точности и качества обработки.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от длины обрабатываемой детали 18 задняя бабка 3 устанав-. ливается в требуемое положение на станине станка, при этом шлицевой вал 15 смещается относительно вала 8, а накладки 17 обеспечивают зацепление зубчатого колеса 16 с зубчатым венцом 6 зажимного патрона 4 задней бабки 3. Деталь 18 устанавливается и закрепляется в патронах 2 и 4 передней 1 и задней 3 бабок станка. Подводится резец 19 и настраивается на размер. Магнитная головка 23 устанавливается у конца детали 18, закрепленного в патроне 2 шпинделя, на расстоянии 0,2-0,3 мм от поверхности детали. Деталь 18 приводится во вращение и производится проточка на расстояние 20-30 мм, достаточное для установки магнитной головки 24 на расстоянии 0,2-0,3 мм от обработанной поверхности детали 18. После этого синхронно коротким импульсом напряжения, подаваемым в головки 23 и 24, наносятся на поверхности противоположных концов детали 18 магнитные метки 21 и 22, т,е. головки 23 и 24 используются как записывающие. После этого включаются привод главного движения и привод 14 и в дифференциале производится суммирование вращательных движений. Суммарным вращательным движением через вторую часть вала 8, вал 15, колесо 16, зубчатый венец 6 нагружается деталь 18 дополнительным крутящим моментом, совпадающим по направлению с моментом шпинделя станка, что приводит к закручиванию детали на требуемый угол и увеличивает жесткость детали. Резцу 19 сообщается движение рабочей подачи и продолжается обработка детали 18. Магнитные головки 23 и 24 переводятся в режим считывания. По сигналам магнитных головок 23 и 24 в блоке 25 определяется временной интервал Ь 1 между моментами прохождения меток 21 и 22 зоны расположения соответственно головки 23 и 24. Для точного определения угла закручивания детали датчиком 27 измеряется скорость вращения шпинделя и в блоке 26 вычисляется угол закручивания по зависимости (1).

В блоке 28 сравнения определяется разность между требуемым углом закручивания по длине обработки, который задается уставкой усилителя-формирователя 30, по сигналам датчика 29 упругих перемещений детали и фактическим углом закручивания, определяемым в блоке 26, Сигналом разности через усилитель мощности регулируется частота вращения привода 14, кото- 1р рая через червячную пару 13 и 12, дифференциал 11, 9, 10, вал 8, вал 15, зубчатое колесо 16, зубчатый венец 6 передается на конец детали 18, зажатый в патроне 4 и приводит к изменению нагруэочного момента на этом конце детали и ее закручиванию в процессе обработки. Закон изменения дополнительного крутящего момента имеет монотонно возрастающий характер до середины длины детали и реализуется усилителем-формирователем 30. После окончания обработки отключается привод 14 и снимается нагрузка с детали 18. 25

Обрабатывают заготовку из стапи 45 (L=400 мм, d=10 мм) на станке

16К20 ° Режимы обработки n=600800 об/мин, t=0,5-1 мм, S=0,0750,3 мм/об. Закручивание детали осуо ществляют в пределах 15 . Продольная погрешность формы в результате обработки с нагружением крутящим моментом сократилась в 1,3-1,4 раза, зафиксировано уменьшение сил резания в сред нем на 13Х, виброустойчивость системы повышается в 2,5 раза.

Формула изобретения

1. Способ годнастройки системы gg

СПИД, при котором осуществляют управление упругими перемещениями детали путем нагружения крутящим моментом ее конца, закрепленного в эажимном патроне задней бабки станка, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и качества обработки, контролируют угол закручивания детали в процессе обработки, сравниваниют его с заданным и пропорционально их разности изменяют величину крутящего момента, причем дополнительно измеряют величину упругих перемещений детали и пропорционально результату измерения изменяют заданную величину угла закручива .ия.

2. Устройство поднастройки системы СПИД, содержащее передний и задний эажимные патроны, снабженные зубчатыми венцами, кинематически связанные между собой с и:мощью зубчатых колес, установленных па валу с приво дом разворота одного из колес, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что вал выполнен состоящим из двух частей, соединенных друг с другом с помощью введенного в устройство дифференциала, корпус которого через червячную передачу связан с введенным в устройство. автономным регулируемым приводом вращения с усилителем мощности, в устройство, кроме того, введены две магнитные головки, установленные у обоих концов детали и соединенные через блок измерения временного интервала и блок умножения с блоком сравнения, второй вход которого соединен через усилитель-формирователь с датчиком упругих перемещений детали, а выход — с усилителем мощности, датчик скорости вращения шпинделя,,выход которого соединен с вторым входом блока умножения, причем зубчатое колесо„ соединенное с зубчатым венцом задней бабки, установлено на валу с возможностью его перемещения и фиксации относительно зубчатого венца задней бабки.

1255284

Составитель А.Семенова

Редактор С.Пекарь Техред И.Верес Корректор А.Обручар

Заказ 4750/11 Тираж 1001 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðaä, ул.Проектная, 4