Способ настройки токарного станка для точения детали

Авторы патента:

Непомнящий Виталий Александрович (RU)

B23Q15/12 - адаптивное управление, т.е. самоподстройка для достижения результата, оптимально соответствующего заданному критерию

B23B25/06 - измерительные, контрольные или установочные устройства, служащие для наладки, подачи, управления или наблюдения за режущими инструментами или обрабатываемыми изделиями (измерительные приборы или калибры G01B)

Владельцы патента RU 2707308:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рыбинский государственный авиационный технический университет имени П.А. Соловьева" (RU)

Изобретение относится к области обработки металлов резанием. Способ настройки токарного станка включает выбор эталонного резца со средней режущей способностью, установление эталонного режима резания при точении детали этим резцом и последующую обработку партии деталей рабочими резцами на указанном режиме резания с возможностью его изменения. В качестве эталонной выбирают наибольшую скорость резания при обеспечении заданной длины обработки и диаметра детали в пределах допуска, а полученный профиль детали используют как эталон при точении рабочими резцами партии деталей, у которых в процессе точения измеряют диаметр, при этом в случае его отклонения от эталонных значений изменяют скорость резания. Использование изобретения позволяет повысить качество обработки деталей. 2 ил.

Предлагаемое изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при точении наружных поверхностей валов и кольцевых деталей типа втулок, установленных на оправке, в крупносерийном и массовом производстве.

Известен способ подналадки резца при обработке делением припуска между черновым и чистовым резцами, включающий определение величины износа одним резцом и перемещение другого резца в радиальном направлении на величину износа (авторское свидетельство СССР №1126381, МПК В23В 29/00, В23В 1/00, 30.11.1984).

Недостатком способа является работа чернового и чистового резцов на одинаковой скорости резания и подаче, что не обеспечивает режима наибольшей производительности и минимального износа одного из резцов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретения является способ настройки металлорежущих станков с раздельными приводами главного движения и движения подачи на оптимальные режимы резания, включающий выбор эталонного резца, измерение его ЭДС, выравнивание за счет режимов резания ЭДС рабочего резца в процессе резания, при этом начальные режимы резания устанавливают по инструменту со средними режущими способностями в качестве эталона и увеличивают подачу при снижении ЭДС рабочего резца и уменьшают скорость резания при увеличении ЭДС (авторское свидетельство СССР №831383, В23В 25/06, 25.05.1981).

Недостатки способа: способ позволяет улучшить стабильность стойкости рабочего резца, но не гарантирует выполнение диаметра детали в пределах допуска при данной длине обработки, так как этот параметр не контролируется в процессе резания. Кроме того, при увеличении подачи резца ухудшается шероховатость обработанной поверхности, что снижает качество поверхностного слоя детали. К недостатку следует также отнести необходимость использования станков с раздельными приводами главного движения и подачи.

Технический результат выражается в обеспечение при точении диаметра детали в пределах допуска при заданной длине обработки и шероховатости обработанной поверхности.

Технический результат достигается тем, что выбирают эталонный резец и эталонный режим резания и выполняют обработку детали рабочим резцом с возможностью изменения этого режима, при этом эталонный резец и эталонный режим резания выбирают из условия обеспечения заданной длины обработки и диаметра детали в пределах допуска при наибольшей скорости резания, а в процессе точения рабочим резцом измеряют диаметр детали и при его отклонениях от эталонных значений изменяют скорость резания.

Новым в изобретении является то, что эталонный резец и эталонный режим резания выбирают из условия обеспечения заданной длины обработки и диаметра детали в пределах допуска при наибольшей скорости резания, а в процессе точения рабочим резцом измеряют диаметр детали и при его отклонениях от эталонных значений изменяют скорость резания.

На фиг. 1 представлена схема реализации предложенного способа с использованием устройства для дискретного изменения скорости резания, где обозначены

1 - двигатель главного движения и подачи; 2 - патрон; 3 - деталь;

4 - суппорт; 5 - датчик измерения диаметра детали; 6 - задний центр;

7 - выключатель; 8 - устройство сравнения; 9 - линейка;

10 - выключатели; 11 - кронштейн; 12 - резец; 13 - регулятор частоты вращения двигателя.

На фиг. 2 изображены зависимости диаметра детали и амплитуды сигнала датчика от длины обработки.

Способ выполняют в следующем порядке.

Сначала выбирают эталонный резец и эталонный (начальный) режим резания, для чего используют твердосплавные резцы со средней режущей способностью, устанавливают на станке подачу S, в зависимости от вида обработки (предварительная или окончательная) и глубину резания, гарантирующую снятие дефектов поверхностного слоя от предыдущей обработки. На станине станка или вне его закрепляют линейку 9 длиной L, соответствующей длине обработки. Через определенные расстояния на линейке 9 вдоль длины L закрепляют выключатели 10, срабатывающие при воздействии на них кронштейна 11, соединенного с суппортом 4, при движении последнего с подачей S.

Закрепляют резец 12 в резцедержателе суппорта 4, включают устройство сравнения 8 и выключают подачу сигнала с устройства сравнения на регулятор частоты вращения двигателя 13 выключателем 7. Устанавливают и закрепляют на суппорте 4 датчик измерения диаметра 5.

Обрабатывают деталь 3 с выбранной скоростью резания и геометрическими параметрами резца 12. Кронштейн 11, воздействуя на выключатели 10, последовательно включает датчик 5, который посылает сигнал в запоминающий блок устройства сравнения 8. После окончания обработки измеряют диаметр детали в сечениях, соответствующих расстояниям, зафиксированным на линейке 9, и строят зависимости диаметра детали 3 и амплитуды сигнала от длины обработки L.

Берут следующий резец и обрабатывают деталь с увеличенной скоростью резания, если измеряемый диаметр детали не вышел за пределы допуска, в противном случае уменьшают скорости резания; при необходимости изменяют геометрические параметры резца (передний и задний углы, радиус при вершине резца).

Резец, режимы резания, гарантирующие заданную длину обработки и диаметр детали в пределах допуска при наибольшей скорости резания, а также соответствующая зависимость амплитуды сигнала датчика от длины обработки будут являться эталонными, при этом выбранная зависимость диаметра от длины обработки не должна содержать участок его резкого увеличения в конце точения, характеризующий начало катастрофического износа резца. Выбранную зависимость амплитуды сигнала от длины обработки оставляют в устройстве сравнения, а остальные аннулируют.

Выключателем 7 подключают устройство сравнения к регулятору частоты вращения двигателя 13 и производят обработку партии деталей рабочими резцами. Датчик (например, индукционный) при его включении последовательно измеряет диаметр детали и выдает сигнал, который сравнивается в устройстве сравнения с эталонным, и в случае отклонения выделяется сигнал рассогласования положительной или отрицательной полярности, поступающий на регулятор частоты вращения двигателя 13, увеличивающий или уменьшающий ее, вследствие чего изменяется скорость резания детали.

Настройка станка по эталонному резцу и режиму с наибольшей скоростью резания при контроле диаметра детали в процессе обработки обеспечивают максимальную производительность и требуемую точность изготовления детали.

Способ настройки токарного станка для точения детали, включающий выбор эталонного резца со средней режущей способностью, установление эталонного режима резания при точении детали этим резцом и последующую обработку партии деталей рабочими резцами на указанном режиме резания с возможностью его изменения, отличающийся тем, что в качестве эталонной выбирают наибольшую скорость резания при обеспечении заданной длины обработки и диаметра детали в пределах допуска, а полученный профиль детали используют как эталон при точении рабочими резцами партии деталей, у которых в процессе точения измеряют диаметр, при этом в случае его отклонения от эталонных значений изменяют скорость резания.

Похожие патенты:

Фрезерный станок // 2705482

Фрезерный станок содержит шпиндель для вращения режущего инструмента, рабочий стол, расположенные на нем механизмы перемещения режущего инструмента вдоль осей координат Х, Y и Z, причем шпиндель установлен на механизме перемещения вдоль оси Z, контроллер, управляющий перемещением режущего инструмента, датчик тока и частотный преобразователь.

Способ адаптивной механической обработки керамических изделий на специальных станках с чпу // 2698008

Изобретение относится к области механической обработки изделий из различных материалов и может быть использовано при обработке изделий из керамики. Осуществляют адаптивную механическую обработку керамических изделий на станках с ЧПУ, которая включает установку заготовки на станке, измерение геометрических параметров и базовых поверхностей заготовки с использованием средств станка в виде измерительного датчика и обработку заготовки по управляющей программе.

Шлифовальный станок с управлением нагрузкой // 2691442

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в станках для шлифовки твердосплавных вставок шарошечных буровых долот. Шлифовальный станок имеет шлифовальную машину, оснащенную чашечным шлифовальным кругом, приводимым во вращение вокруг своей продольной оси посредством двигателя.

Способ обработки легкодеформируемых изделий // 2679860

Изобретение относится к области обработки, а именно обрезки, технологических припусков, краев, заусенцев, легкодеформируемых изделий из металлов, конструкционных материалов, пластмасс и др.

Способ автоматической обработки крупногабаритных тонкостенных изделий // 2679859

Изобретение относится к области обработки, а именно обрезки технологических припусков, краев, заусенцев, вскрытию технологических окон и др., крупногабаритных тонкостенных изделий из металлов, конструкционных материалов, пластмасс и др.

Устройство адаптивного управления станком // 2594049

Изобретение относится к области адаптивного управления металлорежущими станками. Устройство содержит датчики тока, напряжения и скорости вращения, установленные на электродвигателе главного движения станка, управляемый элемент памяти, последовательно соединенные мультиплексор, входы которого соединены с упомянутыми датчиками, аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство и задатчик частоты вращения вала электродвигателя главного движения станка.

Устройство для токарной обработки некруглых деталей // 2541327

Изобретение относится к электромеханике и может быть использовано для повышения точности токарной обработки серийных некруглых деталей при наличии на обрабатываемой поверхности зон прерывистого резания.

Способ адаптивной обработки изделий на станках с чпу // 2528923

Изобретение относится к механической обработке материалов и управлению точностью обработки изделий при использовании станков с ЧПУ. Сущность изобретения заключается в том, что в способе адаптивной обработки изделий на станках с ЧПУ обеспечивается автоматизированная компьютерная поддержка измерений на обрабатывающем оборудовании с ЧПУ с интеграцией механической обработки и измерений в одной управляющей программе посредством применения предложенной программы (программной подсистемы CAIT) комплексно взаимосвязанной и представляющей единое целое с CAD/CAM-системой, обладающей функцией выделения или распознавания комплексов конструкторско-технологических элементов (КТЭ) обрабатываемых деталей.

Способ адаптивного управления обработкой валопроводов движительно-рулевых колонок // 2510665

Изобретение относится к области общего и специального машиностроения и может использоваться во всех областях промышленного производства, а именно при токарной обработке длинных деталей типа вал, и, в частности, при обработке валопроводов движительно-рулевых колонок (ДРК).

Металлорежущий станок с автоматическим управлением // 2399475

Изобретение относится к машиностроению, а именно к металлорежущим станкам и устройствам для управления подачей металлорежущих станков. .

Устройство для определения динамической жесткости несущих элементов металлорежущих станков // 2687341

Изобретение относится к устройству для определения динамической жесткости несущих элементов металлорежущих станков в виде станины, передней и задней бабки и суппорта.

Оперативная система управления (осу) // 2685823

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в системах управления металлообрабатывающих станков. Система содержит последовательно связанные станочный пульт управления, управляющий контроллер и дисплейный блок, выполненный с возможностью отображения виртуальных элементов станочного пульта управления, в котором размещен поворотный механизм с датчиком угла поворота, выполненный с возможностью навигации по виртуальным элементам, отображаемым дисплейным блоком.

Способ контроля износа режущего инструмента токарного станка в процессе обработки детали // 2680632

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для текущего контроля износа режущего инструмента. Способ контроля включает использование двух хронометрических датчиков, установленных по единой оси вращения обрабатываемой детали на валу мотор-редуктора и на задней бабке станка, с разных сторон от режущего инструмента.

Устройство высокоточной обработки деталей на токарных станках с числовым программным управлением // 2677443

Изобретение относится к области механической обработки металлов резанием на станках с ЧПУ. Устройство содержит исполнительный механизм перемещения резца, лазерный датчик с аналого-цифровым преобразователем для измерения размера обрабатываемой детали, связанный с входом компьютера, выход которого через блок усиления сигнала связан с упомянутым исполнительным механизмом.

Способ коррекции положения резца на металлорежущем станке с чпу // 2654120

Изобретение относится к области металлообработки. Способ коррекции включает имитацию нагружения резца силами резания посредством гирь, подвешенных через систему независимых блоков на тросах, расположенных в направлении действия продольной и поперечной сил резания.

Способ управления обработкой стволов артиллерийских установок // 2652295

Изобретение относится к области обработки полых длинномерных тел вращения, а именно к способам управления обработкой стволов артиллерийских установок. Способ управления обработкой стволов артиллерийских установок включает в себя сверление отверстия заготовки ствола и наружное точение.

Режущий инструмент, а также резцовая кассета для него // 2643009

Режущий инструмент включает держатель и съемную державку, имеющую сменные режущие пластины, при этом держатель включает основной корпус (10), а также опорный корпус (11) для державки (7).

Способ испытания металлорежущих станков по параметрам точности при действии термических возмущений // 2634529

Изобретение относится к области испытаний металлорежущих станков при действии термических воздействий. В качестве параметров, характеризующих термическое состояние станка, используют отклонение положения оси шпинделя станка по двум линейным координатам в горизонтальной плоскости, отклонение углового положения оси шпинделя и угловое перемещение оси шпинделя относительно базы под заготовку, которые измеряют посредством расположенных на разных уровнях шпинделя двух пар преобразователей линейных перемещений шпинделя после завершения стандартного цикла работы станка при проведении тестовых испытаний.

Способ испытания зенкера, предназначенного для обработки предварительно просверленного отверстия // 2620030

Изобретение относится к области обработки резанием и может быть использовано для испытания зенкеров и исследования обрабатываемости конструкционных материалов зенкерованием.

Способ определения жесткости металлообрабатывающего станка с чпу // 2619424

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проведении исследований и испытаний на жесткость металлообрабатывающих станков с ЧПУ. Осуществляют взаимную установку подвижного стола станка относительно оправки, закрепленной в его шпинделе, с их контактом через датчики силы, установленные по трем взаимно перпендикулярным координатным осям на столе, и шаром в точке с координатами, соответствующими действию силы резания.