Способ доводки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

151> 4 В 24 В 51/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H aaxOrCSOaaV Csv@ETE CT ки;

Я вЂ” фазовый сдвиг, равный 135-180

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3745594/25-08 (22) 01.06,84 (46) 15.06.86. Бюл. У 22 (71) МВТУ им. Н.Э., Баумана (72) 1О.И. Нестеров, К.Ф, Скворцов и В.П. Жалнин (53) 621.91(088.8) (56) Подураев В:Н. Автоматически ðåгулируемые и комбинированные процессы резания. N.: Машиностроение, 1977, с. 229-250. (54)(5?) СПОСОБ ДОВОДКИ деталей в кассетах (приспособлениях) на станках для односторонней и двусторонней обработки,при котором прикладывают рабочую нагрузку и дополнительную компенсирующую силу нормально к рабочей поверхности инструмента, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества обработки, предварительно определяют комплексные частотные характеристики процесса доводки и упругой структуры станка, время t обработки за каждый цикл относительного движения обрабатываемой детали по инструменту измеряют

"нормальную и тангенциальную составляющие результирующей силы доводки и дополнительную компенсирующую силу

F определяют из условия

F =AUdsin(ut+q), где А — безразмерный. коэффициент, определяемый отношением величины мак„„SU„„1237400 А1 симальной отрицательной действительной части первой резонансной петли комплексной частотной характеристики упругой структуры станка к величине перекрытия эпюр комплексных частотных характеристик процесса доводки и упругой системы станка; U и и соответственно значения амплитуды и частоты дополнительной силы, которые принимают равными значениям тангенциальной составляющей при и равными соответствующим значениям нормальной составляющей при где U и U „ — амплитуды соответственно тангенциальной и нормальных составляющих силы;

О о и U их опорные значения, определяемые экспериментально, исходя из обеспечения требуемого качества обработ1237400

Изобретение относится к абразивпой обработке и может быть использовано для одно- и двусторонней доводки свободным абразивом деталей машин и приборов на доводочных станках. 5

Цель изобретения — повышение качества обработки на основании измеренных за каждый цикл относительного движения обрабатываемой заготовки по инструменту сигналов нормальной и тангенциальной составляющих результирующей силы доводки, сравнения этих сигналов с заданными пороговыми значениями ивведения впроцесс обработки - дополнительного силовоговоздействия.— !

На фиг. 1 представлена для случая односторонней доводки замкнутая силовая цепь доводочный станок — инструмент — абразивная прослойка — обра батываемые заготовки — приспособ1 ение — доводочный станок,и прикладываемое дополнительное возмущающее силовое воздействие, где M — приведенная масса доводочного станка и ин25 струмента со стороны инструмента;

К,, С, — соответственно приведенные коэффициенты жесткости и демпфирования для участка силовой цепи доводочный станок — инструмент — абразивная прослойка — обрабатываемые заго- ЗО товки; M — приведенная масса обрабатываемых заготовок — приспособления; К., С вЂ” соответственно приве1 денные коэффициенты жесткости демпфирования для участка силовой цепи приспособление — доводочный станок;

tl

М вЂ” приведенная масса доводочного станка со стороны приспособления.

Ф

На фиг. 2 представлена АФЧХ замк1 40 нутой силовой цепи доводочный станок— инструмент — абразивная прослойка обрабатываемые заготовки — приспособ. ление доводочный станок, в комплексной плоскости; I — первая петля АФЧХ

45 структуры доводочного станка, соответствующая частоте у, 2 — петля

АФЧХ, обусловленная действием дополнительного возмущающего силового воздействия, подавляющего возмущение в силовой цепи с частотой гд, 3 — характеристика динамики процесса абразивного изнашивания.

При механической доводке свободным абразивом прецизионных поверхностей деталей качество обработки определяет характер действующего в технологической системе процесс абразивного изнашивания — станок регенеративного эф. фекта, посредством которого реакция технологической системы проявляется в виде обратной связи с запаздыванием во времени.

Характер влияния регенеративной обратной связи на качество обработки зависит как от динамических характеристик процесса абразивного изнашивания, так и упругой структуры станка и может приводить к нестабильности силового режима в этой системе и, как следствие, к снижению производительности и качества обработки.

Основной причиной нестабильности (неустойчивости J укаэанной технологической системы при регенеративном возбуждении является различие абразивного изнашивания в начале внедрения абразивных зерен в материал и их отталкивании действием деформированных слоев материала. повышенной твердости при дальнейшем диспергировании.

В этих условиях рассматриваемая технологическая система устойчива лишь в том случае, если не имеет места пересечение полярных эпюр правой и левой частей ее характеристического уравнения, определяющих соответственно динамику процесса абразивного изнашивания и динамику упругой структу— ры станка (Фиг. 2).

Стремление обеспечитьустойчивость технологической системыи стабилизиро: вать качествообработки за счет увеличения статистической яесткости станка оказались безуспешными, так как необходимая для этогостатистическая жесткость станкГс ка составляет 41 на каждый миллиметр кмк ширины следазаготовки поинструменту.

Такую высокуюжесткость станков реализова;ь невозможно.

Поэтому большой практический интерес представляет использование способа, с помощью которого на основе предварительно определенных динамических характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой струк туры станка можно было бы деформировать полярные эпюры комплексных частотных характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой структуры с ганка так, чтобы не допустить их пересечения. Для этого в соответствии с изобретением в технологическую систему дополнительно включено активное звено, с помощью которого к упругой структуре станка, например, !

237400

Если U- „) 10

Если

l,0 со стороны инструмента в нормальном направлении прикладывают дополнительную компенсирующую силу Г, .

Величина и характер изменения во времени этой силы F> определяется по измереHHblM H Hs Hop s HoH H тангенциальной составляющей результирующей силы доводки и с учетом пороговых значений, ограничивающих величины отклоненийукаэанных составляющих результирующейсилы отих средних значений,определяющихв своюочередь параметрыкачества обработки.

F AUv)sin(ut+ q), где А — постоянный безразмерный коэффициент;

U, Я вЂ” соответственно амплитуда и частота;

Ц вЂ” фазовый сдвиг дополнительной возмущающей силы.

Экспериментально установлено, что фао зовый сдвиг в пределах q --135-180 обеспечивает наилучшие условия подавления.возмущающих воздействий, вызванных износом рабочей поверхности инструмента и изменениями величин составляющих результирующей силы доводки на частоте м . При этом для повышения точности макрорельефа параметры дополнительного силового возмущающего воздействия формируются сигналс нормальной составляющей результирующей силы доводки, а с целью уменьшения степени шероховатости поверхности параметры дополнительного силового возмущающего воздействия формируются сигналомтангенциальной состав,ляющей результирующейсилы доводки.

Величина безразмерного коэффициен- та А определяется отношением величины максимальной отрицательной действительной части первой резонансной петли комплексной частотной характеристики упругой структуры станка к величине 11 — перекрытия эпюр комплексных частотных характеристик процесса абразивного изнашивания и упругой структуры станка.

В процессе обработки выбор сигнала измеренной составляющей результирующей силы доводки для формирования дополнительного силового возмущающего воздействия производится исходя из анализа следующих соотношений, то сигнал дополнительного возмущающего силового воздействия формируется на основе сигнала U „ — тангенциальЬ ной составляющей. то сигнал дополнительного возмущающего силового воздействия формируется !

5 на основе сигнала U „ — нормальной

0 0 составляющей; U „, Ур — соответственно опорные пороговые напряжения для сигналов нормальной и тангенциальной составляющих результирующей

20 силы доводки (определяются заданными параметрами качества обработки — точностью формы, степенью шероховатости поверхности и устанавливаются для конкретного доводочного

25,станка и условий, доводки экспериментально).

Пример, Производилась односторонняя доводка деталей из стали

У8А НВС 53-57 на модернизированном

30 станке типа С-15 5Х-ной алмазной пастой АСМ5 на чугунном притире, рак с бочее давление 0,4 †.„-„ частота вращения изделия и =192 об/мин, частота вращения инструмента 60 об/мин ° Производили непрерывную обработку в течение 9 ч. В начальный период обработки отклонения от плоскости рабочей поверхности инструмента 1 — 3 мкм. 3аготовки деталей имели диаметр 40 мм, 40 высота 10 мм, исходное отклонение от плоскости 0,3 мкм R =0,040 мкм, алмазная паста обновлялась после 6 мин непрерывной работы исходя из потери работоспособности алмазных зерен пос45 ле 6-7 мин работы с одной навесткой.

Рабочая жидкость керосин.

Результаты обработки приведены в табл. 1 и 2.

Применение изобретения позволяет

S0 практически исключить принудительную правку инструмента, повысить выход годных деталей после обработки на 18227 по качеству обработанной поверхности. При тех же условиях обработки была получена зависимость погрешности обработки от величины фазового

55 сдвига.!

237400

Таблица 1

Погрешность геометрической формы деталей и инструмента (неплоскостность)„ параметры шероховатости детали, мкм

Время непрерывной обработки, ч

Обычная доводка

Доводка. по предложенному способу

ИнструДеталь

Инструмент

Деталь.мент неплос- R неплоскостность костность

0,3

0,025

0,3

0,3 0,025

0,3 0,030

0,6

Таблица 2

Время непрерывной обработки, ч

Погрешность геометрической формы деталей и инструмента (неплоскостность), параметры шероховатости детали, мкм

Величина фазового сдвига, (, град

Инструмент

{неплоскостность) Деталь

1 неплоскост- ность шероховатость, Rz

120

0,8

135

0,3

0,3

150

180

0,2

220

0,7

0,050 3

0,063 3

0,083 4

0,082

0,025

0,030

0,020

0,063

1237400 ф7иг./

Составитель А. Семенова

Техред О.Гортвай Корректор

С. Черни

Редактор В. Ковтун

Заказ 3235/16 Тираж 740 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, я 4