Устройство управления формообразованием в процессе механической обработки

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках. Целью изобретения является повышение точности обработки прецизионных деталей за счет учета влияния динамических погрешностей, вызванных механическими колебаниями резца. Для этого винтовая пара снабжена дополнительной гайкой с микроприводомj вьтолненным в виде магнитостриктора с двумя катушками, соединенного с основной гайкой и датчиком измерения осевого зазора между дополнительной гайкой и винтом. Датчик измерения представляет собой емкостной датчик с мостом разбалансировки и усилителем, выход которого подключен к одной из катушек магнитостриктора. Постоянную времени системы управления выбирают из соотношения t : S i , где t - шаг винтовой пары;. S - величина линейной подачи; время реакции системы нейтрализации механических колебаний резца; fj - время реакции системы управления зазором винтовой пары; fj, - нижняя пороговая частота механических колебаний. Система нейтрализации механических колебаний резца вьшолнена в виде последовательно включенных датчика вибраций и усилителя , вьгёод которого подсоединен к: магнитострикционному приводу, а датчик вибраций установлен на резце. 2 ил. g 4ik

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„ЯОы 3464270

А1 д11 1 В 23 Q, 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Г" .Я Т;, . 4 ./ =Cp - Яйг„о. опиолник изовркткния ",, ",) н АВТорсНоМУ свидеткльствм - . .-лп;.Г,-„,„ ( (21 ) 4058842/31-08 (22) 03,03,86 (46) 23.06.88. Бюл. И 23 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) В.С,Бочков, А.IO.ßêoâëåâ, О,Н,Жаровский, Г.К.Кладов, А,В,Гришкевич, С.И.Колесников и С.Н.Головко (53) 62.29 (088,8) (56) Агурский M.С. и др. Числовое программное управление станками.

M.: Машиностроение, 1966, с. 305-—

306, рис. 155. (54) ОЙ О УПРАВЛЕИИЯ

РА30ВАННЕМ В ПРОЦЕССЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в металлорежущих станках.

Целью изобретения является повышение точности обработки прецизионных деталей за счет учета влияния динамических погрешностей, вызванных механи" ческими колебаниями резца. Для этого винтовая пара снабжена дополнительной гайкой с микроприводом, выполненным в виде магнитостриктора с двумя катушками, соединенного с основной гайкой и датчиком измерения осевого зазора между дополнительной гайкой и винтом, Датчик измерения представ.ляет собой емкостной датчик с мостом разбалансировки и усилителем, выход которого подключен к одной из катушек магнитостриктора. Постоянную времени системы управления выбирают из соотношения t: S >) iq»7 )fÄ, где tшаг винтовой пары; S — величина линейной подачи;, — время реакции системы нейтрализации механических колебаний резца; 7 — время реакции системы управления зазором винтовой пары; f — нижняя пороговая частота механических колебаний. Система нейтрализации механических колебаний резца выполнена в виде последовательно включенных датчика вибраций и усилителя, выход которого подсоединен к = магнитострикционному приводу, а дат" чик вибраций установлен на резце.

2 ил.

1 404270

Изобретение относится к машино" строению и может быть использовано в металлорежущих станках.

Целью изобретения является повыше5 ние точности обработки прецизионных деталей.

На фиг.l представлена схема устройства управления формообразованием в процессе прецизионной механической l0 обработки; на фиг.2 — график быстро" действия двух контуров устройства управления.

На ходовом винте l расположены силовая 2 и ведомая 3 гайки, которые 15 жестко связаны между собой штоком магнитостриктора 4. Ведомая гайка 3 несет на себе суппортный узел с резцовым суппортом 5 ° На резце 6, обрабатывающем деталь 7, установлен дат- 20 чик 8 механических колебаний, Боковые поверхности витков ведомой гайки образуют датчик зазора кинематической цепи и представляют собой два изолированных оцин от другого 25 токопроводящих слоя 9 и 10, образующие два плеча емкостного моста 11, соединенного через усилитель 12 сигна. лов с катушкой 13 индуктивности, находящейся на штоке магнитострикто- 30 ра 4 °

Датчик вибраций резца через усилитель 14 сигналов соединен с катушкой

15 индуктивности, установленной на штоке магнитостриктора 4.

Для сообщения резцу 6 линейной подачи в направлении стрелки Б приводят во вращение ходовой винт 1. Через силовую гайку 2 и шток магнито" стриктора 4 линейные перемещения передают реэцовому суппорту 5.

Для ликвидации погрешности линейной подачи, связанной с погрешностью шага ходового винта 1, применяют электростатическую ведомую гайку 3, е боковые поверхности витков которой представляют собой два изолированных один от другого токопроводящих слоя 9 и 10, образующих два плеча емкостного моста 11. Электростатичес-, «) кую ведомую гайку 3 изготовляют с зазором относительно ходового винта 1.

В случае нарушения симметрии расположения витков ведомой гайки 3 относительно витков ходового винта 1 происходит разбалансировка емкостного моста 11 и появляющийся сигнал подают на усилитель 12 и далее на индуктивную катушку 13, электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4, восстанавливающего симметрию .

В процессе резания, осуществляемого вращением детали ы, и линейной подачи резца S возникают вибрации, снижающие точность и качество обработки, Вибрации резца фиксируют датчиком 8 механических колебаний, сигнал с которого, усиленный усилителем, 14, подают на индуктивную катушку

15, электромагнитное возбуждение в которой приводит к изменению длины штока магнитостриктора 4 в противофазе механическим колебаниям, который в свою очередь перемещает резцовый суппорт 5 с резцом 6, нейтрализуя тем самым возникающие механические колебания.

На графике переходных функций двух контуров системы управления приняты следующие обозначения: ь 1 время реакции системы нейтрализации механических колебаний на единичный сигнал, 72 — время реакции системы управления зазором в винтовой паре на единичный сигнал.

Время реакции 71 системы нейтрализации механических колебаний выбирают таким образом, чтобы обеспечить подавление частот механических колебаний fм, причем fì fï, где Гп верхняя пороговая частота механических колебаний, Это означает, что

l)

«1 1Ъ ПВремя реакции 2 системы управления зазором необходимо выбирать таким„ чтобы сохранить баланс моста ll устанавливаемый за время 2, составляющее

Л))С., Г1

Баланс моста установится за время 0 только в случае скорости линейной подачи S, определяемой иэ неравенства л.

- ))

Я У где t — шаг винтовой пары.

Таким образом, предложенное устройство реализует подналадку при выполнении следующего неравенства и

-1

---М )) с 7

2 1 n

Система нейтрализации механических колебаний была использована на специальном станке алмазной обработз 14042 ки криволинейных асферических поверхностей со значительным повышением точности обрабатываемых деталей. формулаиэобретения

Устройство управления формообразованием в процессе механической обработки, содержащее расположенный на ð ведомой гайке шариковой винтовой пары датчик измерения зазора кинематической цепи подачи инструмента, связанный через схему управления с первым магнитострикционным приводом, а 15 силовая и ведовые гайки жестко связаны между собой магнитостриктором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, устройство снабжено схемой компенса- 2р

70 ции механических колебаний инструмен-.- та, выполненной в виде расположенного на инструменте датчика вибраций, связанного через усилитель с вторым . магнитострикционным приводом, при этом постоянная времени схемы компенсации механических колебаний инструмента связана соотношением ю

t/S >), >> „) и где t — шаг винтовой пары;

S — линейная подача; и — время реакции схемы управления зазором кинематической цепи подачи инструмента; и ., — время реакции схемы компенсации механических колебаний;

fп — верхняя пороговая частота механических колебаний.

Составитель В,Жиганов

Техред Н.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Редактор B.Äàíêî

Заказ 3033/14 Тираж 921

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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