Способ интенсификации процесса резания

 

В.И.Толубец, В,А,Першин, В.В.Гвоздев, Л. -Дарица и А.Н,Дровников

f „ 4 ф (72). Авторы изобретения

Шахтинский технологический институт бы овоо обслуживания (7l ) Заявитель

1 (54) СПОСОБ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА РЕЗАНИЯ гДе Й<Р1 щ 3t

А,В,С

Изобретение относится к металлообработке.

Известен способ интенсификации процесса резания заключающийся в том, что заготовке или инструменту сообщают знакопостоянную скорость главного движения периодическими импульсами с частотой в пределах от 25 до 200 Гц и амплитудой в пределах от 10 до 20/ средней скорости резания (lj .

Для реализации указанного способа необходимо наличие специального устройства — модулятора. К основным недостаткам известного способа необходимо отнести наличие значительных колебаний усилий резания и шеро" ховатости обработанной поверхности детали. Колебания усилий резания вызывают ускоренный износ элементов станка, ухудшение режима работы привода, появление значительных упругих перемещений в системе СПИД, и как, средствие, появление дефектов обра2 ботки (например уводов сверла при сверлении) .

Цель изобретения - стабилизация силовых параметров и шероховатости поверхности.

Поставленная цель достигается тем, что главному движению и движе" нию подачи сообщают знакопеременные ускорения с частотами .5-50 Гц. При этом скорости подачи и резания из" меняют от 103 до 603 их среднего значения таким образом, что между ускорением движения подачи и суммарным моментом сопротивления резанию имеет место следующая зависимость: — =Л Я - (ВЯ +СМ;) Щ

d(ил д .с и

- ускорение движения по дачи;

inc ToHHHblB коэффициенты, зависящие от моментов инерций, кинематических

929331 11ма 1 ми

f АС1 д О 1 параметров и КЛД узлов привода главного движения и привода подачи, расчетный суммарный момент сопротивления резанию, соответствующий пропроцессу обычной обработки (без интенсификации); действительные моменты 10 споротивления обработке воспринимаемые соответственно валом привода главного движения и валом подачи, а ускорение f5 движения подачи и ускорение главного движения связаны выражением где К - коэффициент, учитывающий типоразмеры исполнительных элементов приводов подачи и главного движения.

Зависимости (1) и (2) представляют собой математическое выражение отрицательной обратной связи по величине приращения суммарного момента сопротивления относительно расчет30 ного значения и математичеСкое выражение прямой положительной связи по величине приращения ускорений главного движения и движения подачи.

Осуществление предлагаемого способа происходит автоматически за счет наличия в устройстве для его осуществления укаэанных обратной и положительной связей.

Наличие отрицательной обратной связи дает возможность стабилизиро40 вать силовые факторы процесса обработки: при возрастании действительного суммарного момента сопротивления обработке (В Мс„д + С.М „„) относительно номинального значения

А М имеет место отрицательное зна о

ЙЮи чение ускорения - — и наоборотположительное значение при уменьшении действительного момента сопротив- 50 ления, относительно его номинального значения.

Наличие прямой положительной связи дает воэможность лри обработке заготовок стабилизировать шероховатость поверхности, так как изменение величины подачи ведет к однозначному изменению и скорости резания.

Коэффициенты Л, В и С в завйск мости (1) определяются по формулам

1 1 где 3 „, 3 p g, К - соответственно, приведенные к валам гидромоторов моменты инерции элементов механизмов подачи и главного движения, а также коэффициент, характеризующий конструктивные особенности гидромоторов подачи и главного движения, 1 мз,1 м„, „„0, и„и — механические КПД гидромоторов и КПД передачи механизмов главного движения и подачи °

Таким образом, коэффициенты А, В и С постоянны для конкретного типоразмера устройства, реализующего способ. Исходя из вида обработки точение, сверление и др.) и необходимого диапазона параметров обработки рассчитываются и подбираются элементы устройства, характеристики которых и учитываются формулами 3 }.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для осуществления способа, Устройство снабжено гидромотором

1 главного движения и регулятором

2 режимов, включенным параллельно в напорную линию гидронасоса постоянной производительности. Гидромотор

1 и регулятор 2 режимов при этом образует первый дифференциал устройства. В сливную линию гидромотора главного движения включен регулятор 3 потока, характерной особенностью которого является стабилизация расхода масла, протекающего через него, что имеет существенное значение для осуществления способа, В сливную линию регулятора 2 режимов включен регулируемый дроссель 4 для создания подпора давления между регулятором 2 режимов и гидромотором 5 подачи, включенным между сливными линиями гидромотора 1 главного движения и регулятора 2 режимов.

Устройство имеет также предохранительный клапан 6 и .фильтр 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Перед включением устройства регулятором 2 режимов, дросселем 4 и регулятором 3 потока устанавливаются в соответствии с заводской операционной картой технологического процесса значения давлений и расходов в отдельных магистралях устройства.

После включения устройства при отсутствии контакта между деталью и инструментом автоматически осуществляется ускоренная подача инструмента в сторону детали, так как действительный суммарный момент сопротивления обработке в этом случае равен нулю, и, следовательно, гидросопротивление гидромоторов незначительно.

929331 ность стабилизировать шероховатость обработанной поверхности детали.

Реализация предложенного способа и устройства для конкретной системы

5 СПИД осуществляются в следующей последовательности: определение вида обработки, выбор типа базового стан" ка", определение области возможных значений силовых и скоростных параметров обработки (по паспортным или известным табличным данным); расчет

10 характеристик и подбор типоразмеров элементов устройства, ручная наладка с помощью номограмм устройства

15 на заданный номинальный режим обработки конкретного механизма; включение устройства, ручная подналадка (спивным дросселем 4) устройства для образования необходимой стружки и

20 .шероховатости получаемой поверхности, 25

SS ®H 1 11 д у — — = К вЂ” —, В соответствии с зависимостью

1 в этот момент имеет место положительное значение ускорения. При вступлении в контакт инструмента и детали увеличивается значение момента сопротивления резания и происходит замедление скорости подачи.

Уменьшение скорости подачи ведет вновь к снижению момента сопротивления и при значении его, меньшем расчетной величины, наступит опять процесс роста подачи. В моменты наименьшей подачи происходит дробление стружки. Длина отдельных элементов дробленой стружки зависит от частоты колебаний величин подачи и скорости резания. Важное значение для образования элементной стружки и стабилизации силовых параметров имеет регулятор 3 потока и, в частности, его особенность.- независимость расхода через него от перепада давления на нем. Наличие в устройстве регулятора потока позволяет увеличить чувствительность устройства и его быстродействие. При наличии регулятора потока ускорения подачи и главного движения связаны зависимостью характеризующей прямую положительную связь между скоростью подачи и скоростью резания. Коэффициент К имеет постоянное значение для конкретного типа устройства. Наличие указанной зависимости дает возможавтоматическая реализация способа.

При последовательной обработке одинаковых деталей (отверстий) ручная подналадка второй и последующих деталей может не производиться в зависимости от постоянства свойств материала деталей и условий обработки.

Использование предлагаемого изобретения дает возможность увеличить стойкость инструмента, улучшить стружкоудаление, увеличить производи" тельность обработки за счет снижения количества выводов сверла, улучшить ! чистоту обработки и снизить динами- ческие нагрузки на элементы станка эа счет стабилизации силовых параметров обработки. формула изобретения

Способ интенсификации процесса резания, соПровождающийся неравномерной относительной скоростью главного движения и движения подачи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации. силовых параметров и шероховатости обработанной поверхности, главному движению и движению подачи сообщают знакопеременные ускорения с частотами 5-50 Гц, при этом скорости подачи и резания изме- няют от 10 до 603 их среднего значения так, что между ускорением движения подачи и суммарным моментом сопротивления резанию имеет место следующая зависимость

1 о (6 с 1

929331 где de о с

d v «дага

3t %

- ускорение движения подачи, А,В,С - постоянные коэффициенты, зависшие от моментов инерции, кинематических параметров и КПД узлов привода, главного движения и привода подачи, М о

- расчетный суммарный мо- В момент сопротивления резанию, соответствую,щий процессу обычной обработки (без интенсификации);

М М - действительные моменты с и сопротивления обработке, воспринимаемые соответственно валом

8 о привода главного движения и валом привода подачи, а ускорение движения подачи и ускорение главного движения связаны выражением где К - коэффициент, учитывающий типоразмеры исполнительных элементов приводов подачи и главного движения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 462658, кл . e 23 В 1/ОО, 1972.

ВНИИПИ Заказ 3369/16 Тираж 1151 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,