Способ тангенциального точения

Способ тангенциального точения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при тангенциальном точении тел вращения с круговой или тангенциальной подачей. Целью изобретения является повышение производительности процесса и улучшение условий резания путем снижения колебаний в замкнутой системе: процесс резания - система управления подачей. Для этого при обработке заготовки 1 многолезвийным инструментом 2 с автоматическим регулированием круговой или прямолинейной подачи и резанием на переменной скорости подачи инструменту сообщают в процессе резания переменное ускорение подачи, уменьшая при зтом максимум абсолютной величины первой производной ускорения при разгоне. Закономерность увеличения скорости подачи будет отставать от обратного закона убывания толщины среза, формируя при этом след на детали, благоприятный для спокойного резания. 7 ил, 1 табл. i (Л 00 | 00 iU

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) SU (lll 511 4 В 23 В 1/00

00ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3998368/31-08 (22) 30. 12. 85 (46) 15.02.88. Бюл. Ф 6 (71) МВТУ им.Н.Э.Баумана (72) В.М.Скиба и П.М.Чернянский (53) 621. 941. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 493297, кл. В 23 В 1/00, 1975. (54) СПОСОБ ТАНГЕНЦИАЛЬНОГО ТОЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к области обработки материалов резанием и может быть использовано при тангенциальном точении тел вращения с круговой или тангенциальной подачей. Целью изобретения является повышение производительности процесса и улучшение условий резания путем снижения колебаний в замкнутой системе: процесс резания — система управления подачей.

Для этого при обработке заготовки 1 многолезвийным инструментом 2 с автоматическим регулированием круговой или прямолинейной подачи и резанием на переменной скорости подачи инструменту сообщают в процессе резания переменное ускорение подачи, уменьшая при этом максимум абсолютной величины первой производной ускорения при разгоне. Закономерность увеличения скорости подачи будет отставать от обратного закона убывания толщины среза, формируя при этом след на детали, благоприятный для спокойного резания. 7 ил, 1 табл.

1373471

Изобретение относится к обработке материалов резанием и может быть использовано при тангенциальном точении тел вращения с круговой или тангенцйальной подачей.

Цель изобретения — повышение производительности процесса и улучшение условий резания путем снижения колебаний в замкнутой системе; про- 10 цесс резания — система управления подачей.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого способа тангенциального точения; на фиг.2 — схема распределе- 15 ния общего припуска между отдельными резцами; на фиг.3 — закономерность изменения толщины среза при постоянной скорости подачи; на фиг.4 — закономерность изменения 20 толщины среза с регулируемой скоростью подачи; на фиг.5 — колебания толщины среза и силы резания при точении с закономерностью изменения подачи, обратной закону изменения 25 толщины среза; на фиг.б — распреде.ление толщины среза и силы резания во времени при точении с переменным ускорением подачи, максимумы абсолютной величины первой .производной кото- 30 рого уменьшены при разгоне; на фиг.7— изменение ускорения подачи во времени.

Способ тангенциального точения осуществляют следующим образом.

Иэделие 1 (фиг. 1) вращают со скоростью V резания. Инструмент 2 в виде блока резцов а, Ь, с, d расставленных на расстоянии 1 + 1 друг от друр Х

ra перемещается с переменной скоросtbIo тангенциальной подачи S, изменяю- 40 щейся на участках резания 1 и увелиP ченной на участках холостых ходов 1„, и снимает общий припуск согласно схеме его распределения (фиг.2). На участке контакта резца с деталью процесс 45 резания является элементом замкнутой системы регулирования и управляется подачей S, Система автоматического регулирования содержит источник информации о процессе резания — преобразователь Д, задающее ЗУ и сравни50 вающее Ю звенья, устройство управления УУ, исполнительные механизмы с двигателями главного движения M u подачи M

При касании резцов детали преобразователь Д выдает сигнал нагрузки, который после преобразований вызывает снижение скорости подачи до рабочей величины, выбранной иэ условия допустимой нагрузки. По мере снятия, припуска его оставшаяся величина уменьшается. В конце резания толщина среза в. также уменьшается, а скорость подачи S возрастает. Для равномерного распределения толщины или сечения среза на участке контакта резца с деталью инструменту сообщают переменную скорость подачи, компенсирующую изменение толщины и сечениЕ среза (фиг.3,4). Например, при постоянной ширине среза скорость подачи инструмента увеличивают от минимальной в начале резания до максимальной в момент выхода резца иэ зоны резания.

Для того, чтобы при постоянной ширине среза стабилизировать толщину среза а и силу резания Р, инструменту сообщают в процессе резания переменное ускорение подачи, при этом уменьшают максимумы абсолютной величины первой производной ускорения при разгоне, вследствие чего закономерность увеличения скорости подачи отстает от обратного закона убывания толщины среза, формируя при этом след на детали, который способствует спокойному резанию, На фиг.б показана осциллограмма процесса резания с постоянной шириной среза. При этом при врезании уменьшение скорости подачи соответствует обратному закону увеличения толщины среза и силы резания, В начале второго оборота след на детали от замедления подачи на первом обороте вызывает снижение толщины среза и силы резания, однако резцу в начале разгона сообщают меньшее возрастание абсолютной величины переменного ускорения, чем в начале торможения при врезании (фиг ° 6 и 7), Для этого уменьшают при разгоне максимумы абсолютной величины первой производной ускорения, вследствие чего резание в дальнейшем происходит спокойно без колебаний при более плотном распределении толщины среза и силы резания, а в результате увеличения средней толщины среза время резания сокращается в 1,3-1,4 раза.

Уменьшение при разгоне максимальных значений абсолютной величины первой производной ускорения подачи осуществляется с помощью устройства управления.

1373471

При не среза даточную круговой в виде а характерное для тангенциального точения резание по следу выражено запаэдывающим звеном е

Остальные звенья системы автоматического регулирования (CAP) можно представить передаточной функцией цепи отрицательной обратной связи

W« . Тогда передаточная функция замкнутой системы при резании для силы

P по входному воздействию So((g ) имеет вид

К(1-е Р )

ТР+ 1

3Р

W =

Эа

3Р где -"— да коэффициент для силы резания по приращению толщины среза; продолжительность резания со скоростью подачи

S (или (p, ); 15 а, Т

W э 1 + WocW (2) 2h+h /r

Кы

-ао коэффициент передачи;

Для упрощения систему управления

20 подачей можно считать беэинерционным звеном, т ° е ° WОс = К, . В этом случае после подетановки выражение (2) принимает вид

Pl (1-е ) дР т- к

За

Т (3) Р+1 (à. I а, Эа

Hq передаточной функции (3) можно вы- а вести выражение для текущего значения силы резания: в течение первого оборота заготовки

° Kr К„(1-е ) Ч = Ч . — К., Р, (6) дР

Гл К ос (7) 1 р()=К . q (1-е ) по которым изменение во времени значений P y и q" взаимосвязано. (4) 35

t-7

P(t)=K,×, е

t-

+ КК 1-е а Ос, Ф т>

-е + дР обработки: ---- = 10 Н мм;

40 да

t- О (1+ ---- )1 (s)

3Р— — ° К

Эа дР

1+ --- К К

ОС

/Ъ

0,5 и т.д., где К =

Численные значения, рассчитанные по формулам (4)-(7), приведены в таблице, Анализ изменений величин

Р, (1а и (" на первых двух оборотах показывает наличие тенденции к затуханию колебаний.

Реальный регулируемый привод подачи из-за динамических свойств вносит отклонения от теоретических зависимостей (4)-(7). Например, на осциллограмме резания с САР, у которой одинаковы свойства УУ на участках разгона и торможения (фиг.5), м е р. При постоянной ширии равномерном припуске перефункцию процесса резания с подачей можно представить

h — радиальный размер припуска;

r — радиус детали;

Р— оператор Лапласа.

В выражении (1) процесс резания представлен апериодическим звеном, 3 дР, -р.

1 + — -- ° К К„(1-е ) во время второго оборотз заготовки

Т

Tú

ЭР

1+ — — ° К ° К да

По зависимости (4) сила резания возрастает от нуля при t=0 до максимума при t= c . Во время второго оборота в соответствии с выражением (S) сила Р вначале уменьшается, а затем возрастает до максимума при

2Г.

При W =К выражения для скорости и ускорения подачи имеют следую Í

Например для следующих параметров

1 мм; г = 26,5 мм; Т = 1,05 с;

76 мс; 4, = 0,031 м ; (S мм.об. ); КОО = 10 с Н

1373471

Р,Н, с л с мс — 1,94

-0,58

-0,0154

0,031

0,0096

0,0006

0,0006

0,012

0,012

0,0074

0,002

0,095

214

304

1,93

304

0,09

192

-0,012

-0,24

-0,060

193

236

114

290

152

215

180 затухание колебаний величин Р и Б происходит лишь в конце резания.

Для устранения колебаний при помощи УУ уменьшают максимум абсол1отной величины первой производной пе- ременного ускорения подачи при разгоне. В результате за время оборота ускорение, подачи при разгоне изменяется медленнее, чем при торможении. 10

На фиг.6 и 7 максимум производной ускорения при разгоне в начале второго оборота уменьшен в 3,2 раза по сравнению с его значением на участке торможения в начале первого оборота, В результате медленного разгона дальнейшее резание происходит беэ колебаний значений P u S при сокращении его продолжительности.

Формула изобретения

Способ тангенциального точения многолеэвийным инструментом с автоматическим регулированием круговой или прямолинейной подачи, при котором инструменту сообщают во время резания переменную скорость подачи, выравнивающую сечение среза и усилие резания и увеличенную скорость подачи в интервале между работой смежных резцов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности процесса и улучшения условий резания, инструменту сообщают в процессе резания переменное ускорение подачи, уменьшая при этом максимум абсолютной величины первой производной ускорения при разгоне, 1373471

Составитель В.Золотов

Техред И. Верес, Корректор О.Кравцова

Редактор С.Лисина

Заказ 525/7 Тирах 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.укгород, ул.Проектная, 4