Способ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»i770754 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.06.78 (21) 2626687/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 24 В 5)00

Государствеииый комитет (53) УДК 621.9 (088.8) Опубликовано 15.10.80. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 25.10.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

Ю. К. Новоселов и E. Ю. Татаркин

Алтайский политехнический институт им. И. И. Ползунова (71) Заявитель (54) СПОСОБ КРУГЛОГО ШЛИФОВАНИЯ С АДАПТИВНЪ|М

УПРАВЛЕНИЕМ ТОЧНОСТЬЮ ФОРМЫ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

ДЕТАЛИ

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при обработке круглых деталей методом шлифования.

Известен способ шлифования с автоматическим регулированием поперечной подачи по задаваемым программам изменения скорости съема припуска (1). Этот способ требует применения сложного оборудования и вследствие сложной кинематики формообразования и инерционности элементов системы автоматического регулирования не обеспечивает высокой точности формы поперечного сечения детали.

Известен также способ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали, согласно которому контролируют эксцентриситет обрабатываемой заготовки и по текущей информации осуществляют управление параметрами обработки (2).

Этот способ дает возможность повышения точности формы поперечного сечения детали в процессе обработки. Однако вследствие влияния инерционных сил при изменении параметров режима шлифования точность обработки деталей недостаточно высока.

Целью изобретения является повышение точности, а также производительности обработки деталей.

Эта цель достигается тем, что перед началом шлифования создают дополнительный эксцентриситет между осью вращения и центром заготовки. осуществляют шлифование заготовки до момента, когда величина смещения оси наружной поверхности обрабатываемой заготовки достигает значения, равного начальному дополнительному эксцентриситету, после чего производят смеще15 ние заготовки в исходное положение и производят обработку до получения номинального размера детали.

На фиг. 1 показана схема, поясняющая предложенный способ шлифования; на

2р фиг. 2 — графики, иллюстрирующие возможность исправления формы детали по предложенному способу; на фиг. 3 — блоксхема устройства для реализации предложенного способа.

770754

aS

4о

Я ос т и+ Ф Е) юо

Данная зависимость представлена на фиг. 2 кривой 2.

Вследствие того, что в начале обработки заготовки был создан искусственно дополнительный эксцентриситет, шлифование необходимо производить до того момента, 1 когда величина остаточного эксцентриситета

Е ос достигает значения, равного величине дополнительно созданного ЬЕ, т. е.ЕОС,„,= .

I1ðåäëîæåííûé способ базируется на известной зависимости исправления исходных погрешностей в процессе обработки:

Ь = ho (1 — Е), где — остаточная погрешность детали;

Ь вЂ” исходная погрешность заготовки; — жесткость системы;

К вЂ” коэффициент, зависящий от режима и условий шлифования; гп. -число проходов.

На фиг. 1 и 2 иллюстрируют два случая обработки детали типа «кольцо».

В первом случае центр заготовки точка

О,,, т. е. центр внутреннего отверстия кольца (на фиг. 1 контур детали показан сплошной линией) совпадает с осью вращения шпинделя станка (точка О).

Зависимость исправления исходного эксцентриситета заготовки с:., т. е. смещения оси наружной поверхности заготовки (точка О, относительно оси вращения шпинделя станка (точка О) имеет вид: еа = я(1-ц где Еб — допустимый эксцентриситет детали;

Е- — исходный эксцентриситет заготовки; - — необходимое число проходов.

Зависимость исправления исходного эксцентриситета в этом случае представлена на графике кривой 1 (см. фиг. 2). Из графика видно, что для изготовления детали с Kh- =0 необходимо бесконечно большое число проходов .

Во втором случае обработка ведется со смещенным центром заготовки (точка 01о,) относительно оси вращения шпинделя станка (точка О). Величина смещениялЕ 40.

Новое положение центра заготовки — точка О

Ъ

Величина смещения оси наружной поверхности детали (точка О ) относительно оси вращения шпинделя станка (точка О) для второго случая равна а =< +ok ° где — исходный эксцентриситет заготовки (отрезок О О на фиг. 1);дополнительный эксцентриситет (отрезок О О на фиг. 1).

Зависимость исправления исходного эксцентриситета для второго случая имеет вид:

1о

И

29

25 зо

Момент достижения остаточным эксцентриситетом величины Ь с соответствует полному исправлению исходного эксцентриситета заготовки ъ (точка А на кривой

2 фиг. 2) .

Из анализа графика (см. фиг. 2) видно, что для исправления исходного эксцентриситета заготовки 6 при обработке со смещением (ЕФО) требуется меньшее число проходов, а следовательно, и время, чем при обработке с совмещенными осями (hK= О).

Необходимый дополнительный эксцентриситет определяется по зависимости

Ет (1- Е)

Е 1-(1-Е)

Устранение исходного эксцентриситета происходит за счет различного съема материала с поверхностей заготовки. Больший съем металла происходит на участках большего радиус — вектора, вследствие увеличения натяга в системе СПИД (станок— приспособление — инструмент — детель) и сил резания.

Данный способ может быть реализован на универсальном круглошлифовальном станке с адаптивной системой управления (см. фиг. 3) . В состав системы должны входить следующие элементы: датчик 1 активного контроля размеров заготовки, датчик 2 угла поворота заготовки, блок формирования эксцентриситета .3, устройство 4 задания дополнительного эксцентриситета, командоаппарат 5 отключения.

Управление производят следующим образом: с датчика 1 активного контроля и датчика 2 угла поворота соответственно поступают данные о значениях величин максимального (К„ „) и минимального (К ; ) радиус-векторов заготовки и фазового угла расположения эксцентриситета Ек. В блоке 3 формирования эксцентриситета производят определение значения величины и направления задания дополнительного эксцентриситета ЬЕ . Создание эксцентриситета

ЛЕ осуществляют с помощью устройства 4 задания эксцентриситета, встроенного в патрон станка. По мере достижения суммарным эксцентриситетом Cz,(8 =8„>pl)a процессе обработки значения Ьс. (момент полного исправления исходного эксцентриситета Е ) с командоаппарата отключения 5 подается сигнал в устройство 4 задания эксцентриситета и производится совмещение центра заготовки и оси вращения шпинделя станка.

В том случае, если с заготовки не снят полностью припуск, производится дальнейшая обработка по обычному циклу (ЛЕ = О) до момента достижения деталью требуемого размера. Сигнал на отключение подачи поступает с датчика 1 активного контроля.

Использование предлагаемого способа шлифования с адаптивным управлением точностью поперечного сечения при круг77 лом шлифовании по сравнению с существующими способами обеспечивает следующие преимущества: — возможность получения высокой точности формы поперечного сечения деталей при простой кинематике формообразования; — снижение количества проходов, необходимых для исправления исходного эксцентриситета, что позволяет повысить производительность процесса шлифования.

Формула изобретения

Способ круглого шлифования с адаптивным управлением точностью формы поперечного сечения детали, согласно которому контролируют эксцентриситет обрабатываемой заготовки и по текущей информации осуществляют управление параметрами процесса обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, перед началом шлифования создают дополнительный эксцентриситет Л6. между осью вращения и центром

0754 заготовки, величину которого определяют по зависимости: (1- Е) "и.

1-О-Е)™

S где Я и — исходный эксцентриситет заготовки; т — число проходов, осуществляют шлифование в таком положении заготовки до того момента, когда величина смещения оси наружной поверхности фф обрабатываемой заготовки достигает значения, равного начальному дополнительному эксцентриситету, после чего смещают заготовку в исходное положение и производят обработку до получения номинального размера детали.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Михелькевич В. И. Щукин Б. 3. Системы автоматического регулирования технологических процессов шлифования, Куйгр бышев, 1969, с. 112.

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 347738, кл. G 05 В 13/00, 1972.

770754

Составитель Н. Ермакова

Редактор Н. Аристова Техред К. Шуфрич Корректор М. Пожо

Заказ 7355/16 Тираж 943 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4