Способ обработки поверхностным пластическим деформированием

 

Изобретение относится к машиностроению , точнее к способам обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов с применением адаптивного управления. Целью изобретения является повышение точности обработки за счет уменьшения прогиба вала. Для этого нежесткому валу, имеюш,ему пространственное коробление, задают врашение, а инструменту сообшают продольное перемещение и изменяют радиальную силу. Процесс изменения радиальной силы по заданному экстремальному закону синхронизируют путем смещения во времени начала действия переменной составляющей радиальной силы с угловым расположением точек максимального прогиба вала, которое определяют путем измерения упругой силы, действующей со стороны вала на его опору, размещенную напротив инструмента. При обработке периоды изменения радиальной силы, прикладываемой к инструменту и измерения упругой силы, действующей на опору, осуществляют поочередно на каждый оборот детали . Указанные действия позволяют управлять величиной коробления вала, образующегося на предыдущих операциях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. SS сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК др 4 В 24 В 39/04

Б :-:-ЬЛ;.,О, -„- -„д

00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265661/31-27 (22) 22.06.87 (46) 23.03.89. Бюл. № 11 (71) Тольяттинский политехнический институт (72) Г. В. Мураткин и О. С. Черненко (53) 621.323.77 (088.8) (56) Авторское свидетельство .СССР № 1046075, кл. В 24 В 39/02, 1983. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОCTHbIM ПЛАСТИЧЕСКИМ ДЕФОРМИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов с применением адаптивного управления. Целью изобретения является повышение точности обработки за счет уменьшения прогиба вала. Для этого нежесткому валу, имеющему пространствен1

Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов с применением адаптивного управления.

Цель изобретения — повышение точности обработки за счет уменьшения прогиба вала.

На фиг. 1 представлена структурная схема автоматического управления радиальной силой инструмента при обработке поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов; на фиг. 2 — схема нежесткого вала, имеющего пространственное коробление в виде двух волн прогиба, расположенных в плоскостях

А — А и Б — Б, проходящих под углом ср друг к другу через номинальную ось вала, совпадающую с осью вращения при обработке; на фиг. 3 — схема синусоидального закона

ÄÄSUÄÄ 1466918 А1 ное коробление, задают вращение, а инструменту сообщают продольное перемещение и изменяют радиальную силу. Процесс изменения радиальной силы по заданному экстремальному закону синхронизируют путем смещения во времени начала действия переменной составляющей радиальной силы с угловым расположением точек максимального прогиба вала, которое определяют путем измерения упругой силы, действующей со стороны вала на его опору, размещенную напротив инструмента. При обработке периоды изменения радиальной силы, прикладываемой к инструменту и измерения упругой силы, действующей на опору, осуществляют поочередно на каждый оборот детали. Указанные действия позволяют управлять величиной коробления вала, образующегося на предыдущих операциях. 2 з.п. ф-J!6I, 3 Ил.

2 изменения радиальной силы во времени, где время периода11, изменения радиальной силы совпадает со временем одного оборота детали 1. .

Радиальная сила состоит из постоянной составляющей Р, которая выбирается из условия осуществления оптимального режима пластического деформирования, и переменной составляющей ЬРу, величина которой выбирается в зависимости от величины максимального прогиба вала.

Способ осуществляют следующим образом.

Система автоматического управления, реализующая способ поверхностного пластического деформирования нежестких деталей типа валов, содержит самоцентрирующую опору 1, закрепленную на суппорте станка и предотвращающую прогиб вала под действием инструмента 2. Опорные поверхнос1466918 ти самоцентрирующей опоры 1 выполнены в виде тел 3 качения. Система содержит так же датчик 4, закрепленный на самоцентрируюшей опоре 1 напротив инструмента 2, блок 5 сравнения, блок 6 синхронизации, блок

7 переключения, выключатели 8 и 9, блок 10 управления, задатчик 11 закона изменения переменной составляющей радиальной силы, исполнительный механизм 12 радиального перемещения инструмента 2.

Предварительно нежесткий вал (деталь)

13, имеющий пространственное коробление, устанавливается в центрах передней и задней бабки токарного станка и зажимается в самоцентрирующей опоре 1 с усилием накатки Р„тел 3 качения опоры l. К валу 13 1 подводят инструмент 2 в плоскости самоцентрирующей опоры 1, и настраивают его по величине постоянной составляющей радиаль ной силы Ру. Причем величина постоянной составляющей радиальной силы Р> равна величине усилия накатки Р тел 3 качения самоцентрируюшей опоры 1. Процесс работы системы автоматического управления состоит из двух периодов — периода измерения упругой силы, действующей со стороны вала на опору, и периода изменения радиальной силы, которые осуществляются поочередно на каждый оборот детали при помощи блока 7 переключения и составляют цикл. В процессе обработки детали 13 задают вращение с помощью поводкового хомутика, а инструменту 2 задают продольное перемещение и изменение радиальной силы по заданному синусоидальному закону. Причем время действия изменяющей силы соответствует времени одного оборота детали t,z.

Определение углового положения точек максимального прогиба вала осуществляют следующим образом. Включают систему автоматического управления на период измерения упругой силы при помощи блока 7 переключения, и выключателей 8 и 9. Датчик 4 выдает электрический сигнал, пропорциональный упругой силе, который поступает в блок 5 сравнения. Последний определяет максимум этой силы и выдает электрический сигнал на блок 6 синхронизации, осуществляющий задержку сигнала по времени, 45 равную продолжительности прохождения половины оборота детали 13. Сигнал с блока 6 синхронизации с задержкой на полоборота по времени поступает на блок 7 переключения, который с помощью выключателей 8 и

9 включает блок 10 управления и прерывает 50 цепь снятия показаний упругой силы, таким образом, устанавливается период изменения радиальной силы и осуществляется коррекция начала действия переменной составляющей радиальной силы от углового положения точки максимального прогиба вала. Блок 10 управления подает на исполнительный механизм 12 сигнал управления, который определяется задатчиком 11 закона изменения переменной составляющей радиальной силы.

Исполнительный механизм 12 отрабатывает переменную составляющую радиальной силы, накладывая ее на постоянную составляющую.

По окончании периода t закона изменения переменной составляющей радиальной силы с блока 10 управления поступает электрический сигнал на блок 7 переключения, который переключает выключатели 8 и 9, и начинается период измерения упругой силы. Цикл повторяется.

Пример. По предлагаемому способу проводится обработка вала из стали диаметром ф30 мм, длиной 1=1800 мм, имеющего два прогиба, размещенных под углом один к другому у= 110, величина первого прогиба составляет 0,5 мм, величина второго прогиба 0,8 мм. Обработка ведется методом обкатывания шаром диаметром ф 10 мм с подачей S=0,1 мм/об, постоянная составляющая радиальной силы соответствует P> ——

700 Н, частота вращения детали 200 об)мин, в процессе обработки радиальную силу изменяют на величину сзРу =150 Н. После обработки величина первого прогиба 0,012 мм, второго 0,02 мм.

Предлагаемый способ обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов позволяет управлять короблением от предыдущей операции, что позволяет повысить продольную точность изготовления деталей и дает возможность исправлять бракованные детали, снижая затраты, связанные с изготовлением бракованной продукции.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхностным пластическим деформированием преимущественно нежестких валов, при котором детали задают вращение, а инструменту сообщают продольное перемещение вдоль оси детали, при этом осуществляют изменение радиальной силы, прикладываемой к детали со стороны инструмента, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки за счет уменьшения прогиба вала, на последнем определяют угловое положение точек максимального и минимального прогибов, а изменение радиальной силы синхронизируют с угловым расположением точек максимального прогиба вала, причем момент приложения максимальной радиальной силы совмещают с моментом контакта инструмента с точкой детали, имеющей минимальное отклонение от оси детали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что положение точки, имеющей минимальное отклонение от оси детали, определяют из1466918

5 мерением максимума силы, действующей со стороны детали на инструмент.

3. Способ по и. 1, отличающийся тем, что измерение силы, действующей со стороны детали на инструмент, и изменение радиальной силы, прикладываемой к детали со стороны инструмента, осуществляют последовательно за каждый оборот детали.

1466918

Составитель С. Чукаева

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 1100/13 Тираж 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101