Способ управления процессом запрессовки на механическом прессе

 

Изобретение относится к машиностроению , в частности к процессам обработки давлением для соединения и сборки изделий. Цель - повьшение качества запрессовки путем обеспечения заданного закона приращения усилия запрессовки на всем рабочем ходе и точного определения моментов окончания отдельных этапов запрессовки и процесса в целом. Осуществляется непрерьшный контроль усилия запрессовки во время перемещения рабочего органа пресса с одновременным вычислением производной усилия запрессовки по перемещению, сравнением текущего значения производной с заданным и определением мест скачкообразного изменения этой производной как показателя перехода границы этапов обработки. Этот сигнал исполь зуется для коррекции сигналов управления скоростью электропривода рабочего органа пресса, а также для остановки процесса в конце и на границах этапов обработки, если значение производной выйдет з.а пределы заданных дойусков. Этим обеспечивается повьшение качества готовых изделий и исключение получения брако- .ванных соединений. 3 ил S сл

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

119) (111 (51) 4 В 23 Р 19/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к втогскомю саидн кльствм

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4100887/31-27 (22) 01.08.86 (46) 30.10.88. Бюл. Ф 40 (71) Куйбьппевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) E.Å. Жидков, С.Н. Лысов, A.Â. Стариков и В.А. Николаев (53) 621.757 (088.8) (56) Выложенная Заявка Японии

Р 59-7531, кл. В 23 Р 19/04, опублик.

1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ 3АПРЕССОВКИ НА МЕХАНИЧЕСКОМ ПРЕССЕ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к процессам обработки давлением для соединения и сборки изделий. Цель — повышение качества запрессовки путем обеспечения заданного закона приращения усилия запрессовки на всем рабочем ходе и точного определения моментов окончания отдельных этапов запрессовки и процесса в целом. Осуществляется непрерывный контроль усилия запрессовки во время перемещения рабочего органа пресса с одновременным вычислением производной усилия запрессовки по перемещению, сравнением текущего значения производной с заданным и определением мест скачкообразного изменения этой производной как показателя перехода границы этапов обработки. Зтот сигнал используется для коррекции сигналов управления скоростью электропривода рабочего органа пресса, а также для остановки процесса в конце и íà границах этапов обработки, если значение производной выйдет sa пределы заданных дойусков. Зтим обеспечивается повьппение качества готовых изделий и исключение получения брако.ванных соединений. 3 ил.

1433744

Изобретение относится к машинотроению, в частности к процессам бработки давлением для соединения сборки изделий.

Целью изобретения является повышение качества запрессовки путем фбеспечения заданного закона приращения усилия запрессовки на всем абочем ходе и точного определения 10 ментов окончания отдельнык этапов апрессовки и процесса в целом.

На фиг. 1 показана диаграмма заисимости усилия запрессовки F от еремещения L (или глубины запрессов- 15 и); на фиг. 2 — схема устройства ля осуществления способа управле«ия электромеханическим прессом; на иг, 3 — прессовое,соединение двух деталей в изделие, 20

Изготовление этого изделия запресовкой из двух заготовок характериуется процессом, который условно разит на пять этапов соответствующих зонам I-Ч . (фиг.1). 25

На первом этапе в зоне 1 осущест вляется быстрое перемещение пуансоа с закрепленной в нем деталью собираемого прессового соединения из То «êH с координатой L„в точку L 30

Причем сборочное усилие Р в пределах зоны 1 должно удовлетворять условию

IF = О, так как в этой зоне происходит сближение деталей прессового ,соединения без контакта друг с друIroM. Если усилие будет отлично от нуля, то детали собираемого прессоного соединения отбраковываются, а процесс прерывается.

На втором этапе В зоне ЕТ начи 40 ная с тачки с координатой L, скорость перемещения пуансона уменьшается до требуемого для эапрессовки значения и остается неизменной до конца процесса сборки. В этой зоне, начинающейся от точки L и заканчи; вающейся в точке с координатой L, происходит центрирование соединяемых деталей за счет взаимодействия их друг с другом фасками. В резУльтате этого в зоне 11 сборочное усилие F будет отлично от нуля и должно удовлетворять условию О F « F,, где 4.— предельно допустимое значение сборочного усилия, которое может возникнуть во время центрирования. В случае несоблюдения данного условия, собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается ., На третьем этапе в зоне 111, ограннченной точками с координатами L. и Lq идет процесс сопряжения деталей прессового соединения по цилиндрическим посадочным поверхностям.

Процесс запрессовки должен сопровождаться плавным нарастанием сборочного усилия Р, соответствующим увеличению площади поверхности контакта собираемых деталей. В этой зоне текущее значение производной ЙР/dL сборочного усилия по глубине запрессовки должно удовлетворять условию

dF

dL где К„и К вЂ” значение соответственно нижней и верхней границы поля допуска на производную сборочного усилия по глуби««е запрессовки. Если это условие не будет удовлетворено, то собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается.

Зона 1V, расположенная между точками с координатами L и L (соответствующая 4 этапу), характеризуется тем, что из-за неизменности площади поверхности контакта собираемык деталей не должно происходить значительных изменений сборочного усилия F которое должно удовлетворять условию F и Р « - Р, где

F и F> — значения соответственно нижней и верхней границы поля допуска на прочность в осевом направлении собираемого прессового соединения.

В случае невыполнения этого условия, собираемое прессовое соединение отбраковывается, а процесс прерывается.

На последнем этапе в зоне Ч происходит взаимодействие собираемык де талей торцами и сопровождает резким увеличением сборочного усилия Р до предельного допустимого значения F при котором не происходит повреждение деталей пресса или собираемого прессового соединения, Как только сборочное усилие достигнет значения .

Р4, произойдет остановка пуансона.

При этом должно. выполняться следующее условие:

F = F4

? Ь ? где Lg u Ly координаты точек у яв ляющихся границами эоны Ч, Если данное условие не выполняется, то. соб-;

1433744 ранное прессовое соединение отбрако- вывается ° Сигналы прерывания процесса и отбраковки изделий формируются в системе управления электроприво5 дом.

Устройство управления прессом (фиг.2) состоит из блока 1 определения зоны запрессовки, блока 2 задания положения, блока 3 задания усилия, блока 4 з адания производной, блока 5 дифференцирования, трех блоков 6-8 сравнения, блока 9 управления электроприводом, двигателя 11 постоянного тока, электропривода 10, датчика 12 положения (например, -электрооптического ротационного дат чика), механизма 13 перемещения (например, передачи винт-гайка) рабочего органа в виде пуансона 14, датчика 15 усилия (например, магнитоупругого датчика сжимающих усилий).

Выход датчика 12 положения соединен с входом блока 1 определения зоны запрессовки, с первым входом блока 5 дифференцирования и с первым входом первого йлока 6 сравнения.

Выход блока l определения зоны запрессовки подключен к входам блока 2 задания полОжения, блока 3 задания усилия и блока 4 задания производной. Выход блока 2 задания положения подключен к второму входу первого блока 6 сравнения. Выход блока 3 задания усилия подключен к первому входу второго блока 7 сравнения. Выход блока 4 задания производной под-. ключен к первому входу третьего бло40 ка 8 сравнения. Выходы трех блоков

6-8 сравнения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока 9 управления электроприводом, выход которого соединен с вхо- 4 дом электропривода 10. К выходу электропривода 10 подключен двигатель 11 постоянного тока, механически связанный с датчиком 12 положения и механизмом 13 перемещения, на линейно перемещающейся части которого смонтирован пуансон 14, оснащенный датчиком 15 усилия. Выход датчика

15 усилия соединен с вторым входом блока 5 дифференцирования и с вторым входом второго блока 7 сравнения.

Упомянутые блоки 1-9 реализуются, например, на базе стандартного устройства ЧПУ.

Сборка изделия (фиг. 3) заключается в запрессовке детали 16 в деталь

17, причем первая из них закрепляется в подвижном пуансоне 14 перемещение которого осуществляется механизмом 13, приводимым двигателем

11 связанным с электроприводом 10.

Собираемые детали 16 и 17 имеют фаски 18 и 19 для обеспечения захода в начале сборки, а сопряжение осуществляется по цилиндрическим поверхностям 20 и 21 до смыкания деталей торцами 22 и 23, что характеризуется резким увеличением усилия и остановкой процесса.

Изменение усилия запрессовки на границах участков (фиг. 1) сопровождается скачкообразным изменением производной усилия по глубине эапрессовки, что позволяет вести контроль и дополнительную отбраковку по участкам процесса. При этом отбраковка сопровождается остановкой электропривода пуансона 14 и при необходимости — возвратом в исходное положение.

Устройство управления процессом запрессовки на механическом прессе работает следующим образом.

После подачи команды на начало запрессовки, включается двигатель 11, вращение вала которого преобразуется механизмом 13 перемещения в линейное перемещение пуансона 14 с находящейся в нем деталью 16 собираемого прессового соединения. На основании информации о текущей координате пуансона, поступающей с датчика 12 положения, блок 1 определения зоны запрессовки определяет зону, в которой в данный момент находится пуансон 14. Согласно заданной программе процесса запрессовки по команде блока 1 определения зоны запрессовки в блоках 2, 3 и 4 формируются уставки положения пуансона, сборочного усилия и производной сборочного усилия по глубине запрессовки, соответствующие данной зоне процесса запрессовки. Уставка на положение пуансона сравнивается в первом блоке

6 сравнения с текущей координатой пуансона, поступающей в этот блок от датчика 12 положения. Уставка на сборочное усилие сравнивается во втором блоке 7 сравнения с текущим значением сборочного усилия, информация о котором поступает в этот

5 14 блок от датчика 15 усилия. Уставка нв производную сборочного усилия по глубине запрессовки сравнивается в третьем блоке 8 сравнения с текущим значением производной, которое поступает в этот блок из блока 5 дифференцирования, где производится выч сление производной сборочного усил я по глубине запрессовки на основ нии информации о текущих значениях к ординаты пуансона и сборочного у илия, поступающих соответственно о датчика 12 положения и датчика 15 силия. Разности между текущими знач ениями координаты пуансона, сборочнрго усилия, производной сборочного у илия по глубине запрессовки и тавками на данные величины постуают от блоков б-8 сравнения в блок управления электроприводом, который на основании полученной информации рмирует соответствующее напряжение адания на входе электропривода 10, 1 егулирующего скорость вращения двиателя 11, а также осуществляющее уск, остановку и реверс его.

Таким образом, предлагаемый спооб управления позволяет повысить ачество прессовых соединений за чет контроля текущего значения сбочного усилия и производной сборочго усилия по глубине запрессовки, 33744 6 а также для каждой эоны граничных параметров.

Формула и з о 6 р е т е н и я

Способ управления процессом запрессовки на механическому прессе, заключающийся в том, что в процессе запрессовки измеряются текущие значения усилия и перемещения рабочего

10 органа, эти значения сравниваются с заданными и результирующий сигнал является управляющМм сигналом электропривода перемещения рабочего органа пресса и соответственно изме15 няет текущее значение усилия запрессовки,отличающийся тем, что,с целью повьппения качества запрессовки путем обеспечения заданного закона приращения усилия запрессовки на

2О всем рабочем ходе и точного определения моментов окончания отдельных этапов запрессовки и процесса в целом, дополнительно определяют производную усилия запрессовки по пере25 мещению рабочего органа, сигнал этой производной сравнивают с заданным значением и результат этого сравнения используют для коррекции скорости электропривода рабочего органа

30 пресса, а при выходе сигналов производной усилия запрессовки по перемещению рабочего органа за пределы заданных допусков формируются сигналы остановки процесса.

8 3

Реремеи ение радацев валаама

5ие. 1 (Глубина запреееадки) 1433744

Со став итель В . Грибов а

Техред Л. Сердюкова Корректор С.Шекиар

Редактор N. Середа

Заказ 54 95/) 6

Тираж 922 Подписное

ВПИИПИ Гасударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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