Устройство для адаптивного управления точностью механической обработки

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

925 А 2 (511 4 В 23 О. l5/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (6 l) 963807 (2 1) 387 088 5/ 25-08 (22) l 2. 03. 85 (46) 15.09.86. Бюл. ((- 34 (72) В.Н. Абдулов, А.Ф. Красильников, А.В. Лесков и С.Л. Мурашкин (53) 621 . 2/1 . О l (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 963807, кл. В 23 0 15/12, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОГО

УПРАВЛЕНИЯ ТОЧНОСТЬЮ МЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ по авт.св. ((- 963807, о т15 личающееся тем,что,с целью расширения технологических возможностей и повьппения точности и производительности, оно снабжено управляемым демпфирующим механизмом, установленным в передней панели и выполненным в виде двух цилиндров с поршнями, жестко закрепленнымимежду собой, причем участки внутренних поверхностей цилиндров выполнены коническими и разделены между собой решетками, установленными с возможностью регулирования.

12569

Изобретение относится к машиностроению, а именно к техническим средствам, обеспечивающим повышение точности механической обработки на металлорежущих станках. S

Цель изобретения — расширение гехнологических возможностей устройства, повышение точности и производительности обработки нежестких деталей за счет регулирования виброустойчивости. 1р

На фиг. 1 представлена конструкция устройства (в том числе демпфирующего механизма и механизма коррекции); на фиг. 2 — сечение А-А на фиг. 1; на фиг.3 — блок-схема устрой- 15 ства.

Механизм коррекции (фиг.1) состоит из передней панели 1 и задней жесткой опоры 2. На панели 1 с передней стороны расположен Т-обра.зный ур паз, необходимый для крепления резца

3, с задней стороны расположены выступы 4 для установки оси 5 опоры 6 качения и выступ 7, служащий для фиксации начального положения передней 25 панели относительно задней опоры. Резец 3, оснащенный механически закрепленной минералокерамической пластинкой 8, крепится в Т-образном пазу на передней панели с возможностью gp перемещения для настройки на необходимую высоту центров при помощи винтов 9 и сухарей 10. Опора 2 в нижней части имеет площадку с пазами для крепления на месте резцедержателя токарного станка, в средней ее части расположен клин 11, закрепленный с возможностью изменения угла при помощи накладки 12 винтами 13. В верхней части опоры 2 закреплена планка

14, служащая для расположения в ней упорного винта 15 и пластинчатых пружин 16. Планка 14 крепится к опоре 2 с возможностью изменения расстояния между опорой и панелью, необходимого для изменения длины активной части пластинчатых пружин, что происходит за счет изменения толщины прокладки 17. Упорный винт 15 стопорится винтом 18. В верхней части опора и панель соединяются двумя пластинчатыми пружинами 16 с изменяющейся длиной активной части. Пружины 16 служат для удержания опоры и передней панели в состоянии контакта и используется как упругий элемент. В средней части опора и передняя панель контактируют через опору

6 качения и клин 11, причем за счет

25 2 конструктивного исполнения опора б качения имеет возможность перемещеыия по клину только в направлении

Lи 9, исключая перемещения по оси Х.

В нижней части опора и передняя панель соединены винтовой пружиной

19, закрепленной одним концом в опоре при помощи пальца 20, другим концом — в передней панели с возможностью регулировки натяжения винтом

21. Винтовая пружина необходима для выборки зазоров в контактных звеньях мехачизма. Демпфирующий механизм (фиг.1) вмонтирован в переднюю панель 1 и состоит из подвижной и неподвижной частей. Подвижная часть состоит из поршней 22 и 23, неподвижная — из цилиндров 24 и 25 и решеток 26 и 27. В нижней части панели механизм закрыт крышкой 28, в верхней — винтом 29, имеющими отверстия для доступа воздуха в нерабочие полости. Поршень 22 изготовлен за одно целое со штоком, выполнякщим функцию направляющего элемента подвижной части. Шток жестко соединен с поршнем 23. Поршни снабжены уплотнительными кольцами, служащими для предотвращения утечки демпфирующей жидкости иэ рабочей полофти. Они поджаты пружинами 30, служащими для симметричной ориентации подвижной части в механизме.

Цилиндры 24 и 25 во внутренней своей части имеют как цигиндрический, так и конический участок, служащий соответственно для линейного и нелинейного гашения колебаний за счет постоянного и переменного зазоров между поршнями и цилиндрами. Цилиндры в средней части демпфирующего механизма соединены с решетками 26, снабженными уплотнительными прокладками, предотвращающими утечку жидкости в стыках механизма. Между неподвижными решетками 26 находится подвижная решетка 27, которая имеет воэможность перемещения параллельно оси подачи (фиг.2) . Все решетки имеют сквозные отверстия, не перекрывающиеся при установке решетки 27 в исходном крайнем левом положении.

Центральные отверстия решеток являются местом установки штока поршня

22. Решетка 27 установлена в исходном положении посредством пружины 31 и поджимной. гайки 32, снабженной уплотнительными элементами. Подвиж25 4

В процессе обработки изменение параметров резания, например, припуска из твердости заготовки, вызывает изменение, например, увеличение усилий резания. Передняя панель 1 с демпфирующим механизмом и режущим элементом перемещаются по оси вниз на Величину, пропорциональную изменению усилия резания. Перемещаясь вниз по оси, панель 1 набегает на клин 11, Ю перемещается вперед по оси, компенсируя упругие перемещения технологической системы. При перемещении передней панели 1 по оси вниз, подвижная часть демпфирующего механизма остается на месте, т.е. относительно подвижной панели, получает противоположное ей движение вверх, перепуская при этом демпфирующую жидкость через предварительно настроенные отверстия между решеткам

26 и 27, демпфируя этим движением переднюю панель и режущий инструмент относительно двойной амплитуды биения нежесткого вала. Перемещение подвижной панели 1 с режущим элементом на относительно большую величину вниз или вверх, вызванную одномоментным случайным увеличением или уменьшением параметров резания, например ,припуска, вызывает перемещение подвижной части демпфирующего механизма в конический участок цилиндро1

24 или 25, где за счет изменения зазоров между поршнями 22 и 23 и цилиндрами 24 и 25 происходит дополнительное нелинейное демпфирование, резко гасящее вынужденные колебания панели с резцом.

Таким образом, в случае идеального подбора параметров демпфирующего и корректирующего механизмов, адаптивная система будет устойчива в широком диапазоне режимов резания с одновременным повьппением точности и качества обрабатываемой поверхности, что значительно расширяет технологические возможности устройства, в

25 частности, позволяет применять его при обработке нежестких валов. Надежность и быстродействие устройства обеспечивается исключением пере-. ходных блоков и использованием электроусипительной аппаратуры до качапа механической обработки.

Простота конструкции, надежность и быстродействие позволяют применять предлагаемое устройство как в лабо3 12569 ная решетка жестко соединена с тягой

33, взаимодействующей с электромагнитом 34, укрепленном на жестком кронштейне с правой стороны опоры 2 и включенном в электрическую цепь

5 (фиг. 3) . Электрическая цепь состоит из токовихревого датчика 35, служащего для контроля амплитуды колебаний и смонтированного на стойке 36, укрепленной на станине токарного станка, детектора 37, усилителя 38 их низкой частоты, генератора 39 синусоидальных сигналов, фильтра 40 высокой частоты, усилетеля 41 постоянного тока, блока 42 управления электромагнитом, блока 43 выпрямления сигнала и электромагнита 34.

Устройство работает следующим образом.

При вращении у нежесткого вала появляются биения в радиальном направлении, периодически изменяющие зазор между контролируемой деталью и датчиком 35, находящимся в непосредственной от него близости. Это приводит к расстройке высокочастотного резонанса колебательного конту- ра, задающегося генератором 39 синусоидальных сигналов. Сигнал, пройдя через фильтр 40 высокой частоты, попадает на вход детектора 37, выделя-. ющего низкочастотную составляющую сигнала, усиливающуюся в усилителе

38 низкой частоты.

Полученный сигнал поступает на вход блока 43 выпрямления, где осу35 ществляется выпрямление величины тока, соответствующей двойной амплитуде биения вала. Усилившись в усилителе 41 постоянного тока, сигнал поступает на вход блока 42 управления

40 электромагнитом, который пропорционально этому сигналу изменяет ток в обмотке электромагнита 34 и соответ.— ственно напряженность его магнитного поля, что приводит к перемещению к

45 электромагниту пластины.

Пластина тянет за собой подвижную решетку 27, выдвигая ее из исходного положения, и тем самым частично или полностью перекрывает отверстия в

50 решетках 26 (фиг. 2, крайнее правое положение подвижной решетки показано пунктирной линией), изменяя площадь .

:жидкостного контакта двух половин

55 рабочей полости демпфирующего механизма. Настройка положения подвижной решетки 27 производится до начала обработки материала.

Фи.7.3

Составитель В. Жиганов

Техред И.Попович

Корректор А. Обручар

Редактор И. Касарда

Тираж 826 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 4868/12

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул,. Проектная, 4

5 1 раторных, так и в производственных условиях. Производственные испытания показывают высокую работоспособность устройства, расширение облас256Ч25 Ь ти устойчивого резания при обработке нежестких деталей без снижения показателей точности и шероховатости обработанной поверхности.