Способ управления подачей при зубофрезеровании и система для его осуществления

 

i i)726746

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Ооеетских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛИ:ТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.08.77 (21) 2521539/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (51) M K, а

В 23F 5/22

Государстеемиый комктет (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 15.12.81 (53) УДК 621.9.62.52 (088.8) по делам изобретении и открь.тий (72) Авторы изобретения С. Б. Фраймович, В. И. Бляхецкий, К). А. Лукашев и В. В. Гичан (71) Заявитель Вильнюсский станкостроительный завод им. 40-летия Октября (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ

ПРИ ЗУБОФРЕЗЕРОВАНИИ ПО МЕТОДУ ОБКАТКИ

И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке цилиндрических и червячных зубчатых колес на зубофрезерных станках, работающих по методу обкатки.

Известен способ адаптивного управления подачей на оборот заготовки при зубофрезеровании, заключающийся в том, что в процессе обработки в зависимости от изменяющихся условий непрерывно изменяют 10 отношение скоростей подач и вращения заготовки таким образом, чтобы стабилизировать нагрузку резания (1).

Известна, например, система адаптивного управления, содержащая датчик нагруз- 15 ки резания и непрерывный регулятор (2).

Недостатком известных способов и систем непрерывного управления является то, что они требуют обязательного наличия сложного, дорогостоящего и дефицитного регу- 20 лируемого привода подач.

Известен способ управления режимами зубофрезерования, заключающийся в целенаправленном изменении ширины прямоугольных импульсов отношением скоростей 25 подачи и вращения заготовки (3).

Известна также система управления, содержащая путевые переключатели, установленные на корпусе шпинделя изделия, уйо- 30 ры, установленные на шпинделе изделия, и логическую схему (4).

Недостатком этого способа и системы является сложность перенастройки, т. е. перехода с одного закона регулирования на другой.

Цель изобретения — расширение области применения адаптивного управления на станки с неизменяемой в процессе обработки скоростью подачи и упрощение привода подач.

Указанная цель достигается техническим решением, представляющим собой новый способ управления подачей при зубофрезеровании, заключающийся в целенаправленном изменении длительности прямоугольных импульсов, отношения скоростей подач и вращения заготовки, подаваемых целое число раз. Такой способ обуславливается применением системы адаптивного управления НОВОЙ конструкции.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что ширину импульсов ограничивают заданным значением работы резания, совершаемой с момента начала формирования каждого импульса.

Работа резания, совершаемая на угловом интервале р;, характеризует состояние процесса на данном импульсе. При обработке с постоянной шириной импульса, т. е, с по726746

65 стоянной действующей подачей, на участках, например, врсзания и выхода значение работы резания, совершаемой на р,, будет меньше, чем на установившемся резании, что означает потерю эффективности. Восполнить эту потерю можно увеличением <р;.

Предлагаемый способ заключается в том, что ср, изменяется так, чтобы работа резания, совершаемая внутри ср;, сохранялась постоянной и равной ее значению на установившемся резании. А установившееся значение работы резания на ср; определяют предварительно расчетом или экспериментально, приводя его в соответствие с принятым критерием оптимальности.

Такой способ может быть осуществлен системой управления, содержащей путевой переключатель, установленный на корпусе шпиндельного узла изделия, и исполнительное устройство, коммутирующее привод подач.

Отличие системы, позволяющее осуществить предлагаемый способ, состоит в том, что она содержит устройство для отсчета работы резания со сбросом, ко входу которого подключен коммутатор, а к выходу— пороговое устройство, причем коммутатор одним своим входом соединен с путевым переключателем, а другим — с первым выходом порогового устройства, второй выход которого соединен с устройством, коммутирующим привод подач.

На фиг. 1 изображена траектория движения полюса производственного зацепления за четыре оборота заготовки при фрезеровании прямозубового зубчатого колеса с отношением скорости подачи к скорости резания, изменяющимся по закону прямоугольного импульса один раз за оборот заготовки, причем ширина импульса переменна и ограничена работой резания (А=С), а также соответствующие ей графики скорости подачи к нагрузке резания (Ур); на фиг. 2 — блок-схема системы адаптивного управления. Блок-схема содержит устройство 1, коммутирующее привод подач, привод 2 подач, узел 3 резания, коммутатор 4, устройство 5 отсчета работы резания, пороговое устройство 6, путевой переключатель 7, В системе, осуществляющей предлагаемый способ, устройство отсчета работы выполнено в виде датчика мощности, потребляемой двигателем главного движения, соединенного с интегратором, суммирующим сигнал датчика, при этом мощность холостого хода двигателя вычитается. В качестве порогового устройства использован триггер Шмитта. На корпусе шпинделя изделия установлен бесконтактный переключатель типа БВК-24, а на шпинделе изделия — один взаимодействующий с БВК-24 элемент, выполненный в виде алюминиевой пластины.

4

Работа системы осуществляется следующим образом, При пуске станка начинается вращение заготовки и фрезы. При вхождении элемента (пластины), установленного на шпинделе изделия в паз БВК, включается муфта привода подачи и одновременно начинается отсчет работы резания, т. е. интегрирование сигнала мощности резания. B момент достижения интегралом заданного значения муфта привода подачи выключается и интегратор приводится в нулевое состояние.

После поворота заготовки на 360 алюминиевая пластина входит в паз БВК и процесс повторяется. Таким образом на каждом обороте происходит одно включение и одно выключение подачи, В качестве примера выполнения предлагаемого способа на зубофрезерном станке, привод подач которого содержит асинхронный электродвигатель и 15-ступенчатую коробку подач с электромагнитной муфтой, коммутирующей цепь рабочих подач, оснащенном предлагаемой системой управления, проведена обработка прямозубового «о леса со следующими параметрами, мм: модуль 2, высота венца 40, число зубьев 50.

В соответствии с предлагаемым способом, по сигналу от путевого переключателя один раз за каждый оборот заготовки включают электромагнитную муфту, коммутирующую рабочую цепь привода подач и начинают отсчет работы резания, а при дости. жении работой резания заданного ее предельного значения, муфту выключают, а накопленное значение работы сбрасывают.

Предельное значение работы резания, совершаемой между моментами включения и выключения скорости подачи, определено экспериментально при обработке колеса на участке установившегося резания при режимах, соответствующих принятому оптимуму.

Экономический эффект от применения системы получается за счет уменьшения времени резания и выхода инструмента, а также повышения точности изделия в связи со стабилизацией нагрузки резания.

Формула изобретения

1. Способ управления подачей при зубофрезеровании по методу обкатки, заключающийся в целенаправленном изменении длительности прямоугольных импульсов целое число раз за оборот заготовки, отл ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области его применения, длительность импульсов ограничивают заданным значением работы резания, совершаемой с момента начала формирования каждого импульса.

2. Система для осуществления способа управления подачей при зубофрезеровании по методу обкатки, содержащая путевой

726746 переключатель, установленный на корпусе шпиндельного узла изделия и исполнительное устройство, коммутирующее привод подач, отличающаяся тем, что она снабжена последовательно подключенными друг к другу коммутатором, устройством для отсчета работы резания со-сбросом и пороговым устройством, первый выход последнего из которых соединен с устройством, коммутирующим привод подач, а второй — с первым входом коммутатора, подключенным вторым входом к путевому переключателю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Отчет ЭНИМС «Разработка системы адаптивного управления к зубофрезерному

5 станку модели 55312, № Государственной регистрации 73031894, Москва, 1973.

2. Техническая информация «Зубофрезерное дело» ¹ 3, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

1о М 638020, кл. В 23F 5/22, 197б.

4. Авторское свидетельство СССР № 729929, кл. В 23F 5/22, 1977 (прототип).

726746

Редактор И. Марголис

Корректор О. Тюрина

Заказ 2516/3 Изд. № 648 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель М. Пуряев

Техред Л. Куклина