Способ автоматического управле-ния процессом резания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИВЛЬСТВУ

< 814660 (о1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 230279 (2 ) 2730732/25-08 (51) М. Кл.

В 23 q .15/00 с присоединением заявки Ио

Государственный ком нтет

СССР но делам нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет—

Опубликовано 23.03,81. Бюллетень Но 11

Дата опубликования описания 250331 (53) УДК б 21. 9. 08 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Д. Сквирский :"йсо@з,- », Ворошиловградский машиностроительный витут.» ,.Жт ;, 7 (71) Заявитель

:/ " - 4Ч;

"" »4 » (54 ) СПОСОБ АВТОИАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

РЕЗАНИЯ

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом резания . при обработке металлов. Наиболее целесообразно использование способа на тяжелых токарных, расточных, фрезерных и других станках при черновой обработке.

Известен способ автоматического управления процессом резания при черновой обработке, предусматривающий измерение текущих значений нагрузки и температуры в зоне резания и преобразование их в параметр, характеризующий среднюю за оборот шпинделя скорость разрыва межатомных связей в "опасном" сечении режущего инструмента. Режим обработки изменяют таким образом, чтобы обеспечить стабилизацию этого параметра на заданном уровне (1).

Недостатком известного способа является то, что он основан на суммировании разорванных межатомных связей только в пределах одного оборота шпинделя и не предусматривает накопление информации об инструменте с начала эксплуатации до времени измерений, а следовательно, не имеет сведений о текущем состоянии инструмента, что очень важно для выбора режимов реза. 30

2 ния в зависимости от текущего состояния инструмента.

Цель изобретения — повышение точности обработки и эффективности управления.

Эта цель достигается определением суммарного количества разорванных межатомных связей в "опасном" сечении в процессе всего времени обработки, и по этому параметру определяют текущее значение момента сопротивления разрушению, характеризующее степень разрушения инструмента и преобразования полученных значений совместно с измеренными значениями нагрузки и температуры в текущее значение стабилизирующего параметра. установим связь текущего значения момента сопротивления разрушению режущего инструмента в "опасном" сечении с предысторией его работы (действием на инструмент разрушающих силовых параметров в период.от начала его эксплуатации до требуемого .,момента времени).

Разобьем весь период работы инструмента на ряд равных элементарных временных интервалов

Пусть t — порядковый номер временного интервала в преде814660

4

/ лах одного оборота шпинделя (i = 1, 2...,И,или

И Ьк = Т, где Т. — период времени одного оборота шпинделя);

Р— порядковый номер оборота шпинделя (указывает на целое число периодов

Т, укладывающихся в период от начала эксплуатации до требуемого момента времени);

j — порядковый номер временного интервала при отсчете от начала эксплуатации, т. е. с момента первой установки нового 15 инструмента на станке, причем,j = РМ + i.

Укаэанными. индексами обозначим значения параметров, которые они принимают в срединах соответствующих 20 интервалов.

Применяя закон линейного суммирования повреждаемостей и считая, что момент сопротивления пропорционален количеству неразрушенных (уцелевших) д межатомных связей в "опасном" сечении, для момента времени ц можно записать,где д, — начальное значение момента сопротивления инструмента, не имеющего Itoeреждений, определяемое 40 внешними размерами инструмента в "опасном" сечении; — — количество разрываемых

3 межатомных связей в "опа-45 сном" сечении в относительных единицах в интервал времени — суьма разорванных связей в относительных единицах я за период от начала эксплуатации инструмента до

E3-s момента времени — сумма неразрушенных (cot хранившихся) межатомных ,2 связей к моменту времени t>.

В каждый момент времени t эначеj ние долговечности Ъ определяется вы5 ражением

40 для соответствующих значений F Ф и

Т в момент времени .У 4

Величина О" определяется иэ выраб жения (1) путем суммирования повреждаемостей в период времени от нуля до

Ь

Таким образом, момент сопротивления разрушению режущего инструмента в "опасном" сечении, определяющий его мгновенную прочность в конкретный момент времени ty может быть определен из выражения (1) при наличии информации о сумме разорванных межатомных связей на данный момент времени.

С учетом(1) и (2) фактическая средняя эа оборот шпинделя (период Т) скорость разрыва межатомных связей в

"опасном" сечении будет

Управление заключается в поддержании значения К, определяемого из выражения (3), на уровне средней стабилизации V разрыва межатомных связей

0 за оборот шпинделя.

Предлагаемый способ управления учитывает влияние состояния режущего инструмента (степени его разрушения) в каждый момент времени на управляемый параметр Ч, характеризующий Фактическую среднюю за оборот скорость разрыва межатомных связей.

Способ управления процессом резания сводится к непрерывному измерению усилия резания и температуры, определению суммы разорванных межатомных связей в "опасном" сечении инструмента в каждый момент времени, а по ней — текущего значения момента сопротивления разрушению. Получаемые текущие значения силы резания, температуры и момента сопротивления преобразуют в параметр, характеризующий среднюю за оборот шпинделя скорость разрыва межатомных связей в

"опасном" сечении Vq и обеспечивают необходимое условие равномерного разрушения инструмента Ч V путем изменения управляющих параметров.

Способ управления может быть реализован системой управления, содержащей датчики усилия резания и температуры, выходи которых соединены с первым функциональным преобразователем, реализующим зависимость текущей долговечности от мгновенных значений усилия, температуры и момента сопротивления. С первого выхода это814660 формула изобретения

Составитель В. Влодавский

Редактор Т. Кугрышева Техред A.Ñàâêà Корректор: A. Гриценко

Тираж 770 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 908/21

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. проектная 4 го преобразователя через последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и сумматор сигнал, пропорциональный текущему значению момента сопротивления, должен поступать на вход первого преобразователя. Со второго выхода первого преобразователя сигнал, равный должен поступать на интегратор с периодом интегрирования, равным времени одного оборота шпинделя. Полученное значение Нр обычным образом сравнивается с заданным значением

V+ и помощи установочного звена меняются подача и (или) скорость резания таким образом чтобы обеспечить условие Нщ Н .

Способ автоматического управления процессом резания, заключающийся в измерении текущих значений нагрузки и температуры в зоне обработки, пре-. образования их в параметр, характеризующий скорость разрыва межатомных связей в "опасном" сечении режущего . инструмента эа период одного оборота шпинделя и стабилизации этого пара Метра. на заданном уровне путем изменения режимов резания, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности и эффективности управления в процессе всего времени обработки, определяют суммарное количес"âî разорванных межатомных связей в

"опасном" сечении, а по нему текущее значение момента сопротивления разрушению, характеризующее степень разрушения инструмента и преобразуют полу3j ченное значение совместно с измеренными значениями нагрузки и температуры в текущее значение стабилизирующе го параметра.

ЗО Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Авторское свидетельство СССР

В 654392, кл. В 23 Я 15/00, 1976.