Способ определения жесткости привода станка

 

COIO3 СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 G 15ir30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ HATEI ITI 101:ВГДОУСТВО СССР (госпАте! IT СССР) .й ®р

ИД р„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4898434/08 (22) 03.01,91 (4б) 30,04.93. Бюл. ЬЬ ) 6 (71) Коломенский филиал Всесоюз1 ого заочНОГО политехническоГО института (72) А,И.Сирицын, В.Н,Башкиров и Д,А.Сирицын (56) Детали и механизмы металлорежущих станков, т. 2, !У1,; Машиностроение, 1972, с. 520.

Фрабер.А.M. Технологическая точность зубофрезерных станков и способы ее повы-, шения, Укрмашгиз, 1951. (б4) СПОСОБ ОПРБДЕЛЕНИЛ жБСТКОСТИ

ПРИВОДА СТАНКА (57) Использование: для определения жесткости привода станка, Сущносп„при переходе от одного режима работы станка к

Изобретение относится к станкостроению, в частности к современным бесконтактным способам оценки деформации зве! If 0B кинематической цепи станка, определя1ощих относительное положение инструмента и заготовки, а именно к резьбо- и зубообрабатывающим станкам, в кинематических цепях привода .которых содержатся самотор лозящие глеханизмы с постоянной (клиновые, шарнирно-рычажные, винтовь.е, червячные, волновые и др,) и переменной (дисковые муфты, роликовинтовые, тормоза и др.) структурной, и может быть использовано для определения крутильной жесткости кинематических цепей привода станков как содержащих, тэк и не содержащих самотормозящие звенья, в процессе резания.

Цель изобретения — повышение точности измерения крутильной жесткости при,, Ц, „181206О А1 последующему режиму резания измеряют величину крутящего момента и регистрируют приращение постоянной составляющей кинематической погрешности. Ана !Огично измеряют приращения постоянной составляющей кинематической погрешности при переходе к третьему режиму резания и т,д.

Строят кривую, отражающую зависимость приращения постоянной составляющей кинематической погрешности привода станка под действием крутящего момента от силы резания, а затем отношением приращения величины крутящего момента к величине соответствующего приращения постоянной составля !Ощей кинематической погрешности определяют крутильную жесткость привода станка, в том числе и содержащего самотормозящие звенья, 3 ил. вода станка и ее определение для привода с самотормозящими звеньями.

Способ позволяет определить жест- QQ кость привода станка, кинематическая цепь а которого содержит или не содержит само- ) тормозящие звенья, в процессе резания на ) работающем станке, Использование информации из сопоставления двух и более записей кинематических погрешностей станка (измерение колебаний передаточного отношения конечных звеньев цепи) при резании на различных режимах — приращение постоянной составляющей кинематической погрешности — для определения крутильной жесткости кинематической цепи привода приобретает новое функциональное назначение, как постоянная составляющая деформации этой цепи. Предлагаемый спс=об определения крутильной жесткости

1812060 привода нз работзю1дем станке позволяет повысить точность ее измерения.

Для поясненил предложенного способа на фиг. 1 изображена схема цепи обката зубафрезар11аго станка, содержащая саматормозлщие званьл; нз фиг, 2 —. кинематограммы станка при хОлОстОм хада (M == О) и г1ри резании нз различных режимах (М1, М2

НМ И ДР,); На,ф11Г,.З вЂ” КРИВал. ЗаВИСИМОСтИ г1риращанил постоянной составпя101цей киI1емзтическОЙ . Г1Г>гpаш ности. цепи, обката с > знкз пОд действием нагрузки при р«эзличных режимах раззнил.

Цз оправку чарвячнсй фреэы 1 (фиг.1) и на нзреэземое колесо 2 кинаматичаской цепи абката эубофрезерного станка, содер>кащей самотормозящиа званья, например чарвлчную передачу 3 в приводе фреэы и червячную передачу 6 в приводе стола, движание передается от двигателя 4 через гитару обка1а 5, Нз оправке фрезы 1 и нзразземом колесе 2 размещены соответственно рзсгровь1е дат гики 7 и 8 цифровог0 кинемзтомерз 9, Ки11емзтическал погрешность в цифра1ай форма представляется в реги.рзторе 10.

T: i i e. IrI ß r«1 Î I«1 û É спОсОб О Гl реда л е н и я acTKocти 1ривадз сТВНКВ раализуетсл и», .ззанной схеме цепи обкзта следуюшим образам. ,цля определения крутил ьной жесткости привода фрезы и привода стола, содсржац;ие самотормаэлщие з енья соответст«е11tlo 3 "1 G, измерл10т приращение 110стояннай састс3вля10ще11 кинемзтическай Г10Грашнасти цепи абката станка пад действием приращения крутящего момента от силы резания. Длл зтога движение нзразаамому колесу 2 передается От двигаталл «! по кинематической цепи обкзта с органом настройки 5, з фразе 1 — oT двигателя 4 по инструментальной ветви, Г! ри наразании колесз 2 возникает крутящий момент M от силы резания.

Рагистрз11ил кинемзтичас1.ай погрешности привода стз>1кз ведетсл Ilo импульсным сигналам растровых датчиков 7 и 8, которые подают их на цифровой кинемзтамер 9, работающий по принципу взвешенного суммирования импульсов 4 учетом дробной части. Б цифровом виде кинемзтическал погрешность представплетсл в регистраторе 10.

Особенность работы цифрового кинамзтамара 9 cÎ T011T D TOM, «ITo иэт1еря10тсл абсолютные углы поворота фрезы 1 и колеса

2 — конечных звеньев кинематичаскай цепи ст".íêà и производится рас гет ки IeM»TI1«еской пот!эеш11ости по зависимос: и.

Jv

40 Г>

Г Ю= — - +С где у1,

2 соответственно, Z — число зубьев í-.ðåçàемого колеса 2, С вЂ” константа, отражающая несовпадение точек начала отсчета углов р! и (при холостом ходе С О). Поегоnt:I:у углы р1 и rp2 измеряются абсол1отным методом, то нет необходимости в перенастройке кинематомера 9 при измерении кинематической погрешности с изменением настройки станка (в том числе и изменение числа нзразаемых зубьев). 3ro позволяет достоверно измерить как величин постоянной составля1ощей кинематичаской погрешности, тзк и ее переменную часть, величина которой зависит также от режимов резания.

Переход or регистрации кинематической погрешности станка при холостом ходе к регистрации в процессе резания с различными режимами резания сопровождаетсл приращением постоянной составляющей в функции кинемзтической погрешности, что соответствует величине П1(фиг,7) при переходе от холостого хода с М =- 0 к первому режиму с М1; П, при переходе 0Т первого режима ко в араму с М2 и т.д, до величины

Пп при г1ерехада or (п- l) режима к и режим!

СМп, Г1ри переходе От холостого хода станка к первому режиму резания измерл1от известным споcÎбом величиlló KpóTëùåro MOмента М и регистриру1от приращение постоянной составляющей кинамзтичаской погрешности станка П1, А11»логично ведут измерения приозщенил постогп1ной составля1ащей кинаматической пoi решности П2 при переходе ка второму режиму резания и т,д. до и-го ро»«11.1з.

По измереннь1м приращениям П1, Пг„.„Пп и величинам крутящего момента строят криву1о, отража1ащу1о загл1симость приращения постоянной составляющей кинемзтической погрешности цепи обката

CT«IHK«t ПОД ДайСТГИЕМ НЗГРУЭКИ ПРИ {>аэЛИЧных режимах резания {фи1.,3).

Затем апрадаллюГ прирзц!ание величины крутящего MoMottr» при перахода GT одного режима резания к последу;ощпм режимам:

Л М! = М2 - М1, Л Мр — — M;. - Mz и т.д, Мп-1 =- Мп - 1II n-1.

Q rtIoLItcHI16M и!>ира!ценил величины

КРУТЯЩЕГО МОМЕНта Л Мп-1 К ВЕЛИЧИНЕ Саатветствующагo приращанил посталннай составляющей кинемзтичаскай погрешности n-I =- {1n Пп-1 011радЕЛЯ10Т ЖЕСТКОСТЬ привода эубофразарного стзнкз, кинемзти1812060 ческие цепи которого содержат самотормозящие звенья, по формуле

ЛМл > Mï Мп

Зτ—, Пп — Пп —, Конкретный пример реализации предлагаемого способа, При зубофрезеровании зубчатого колеса (Z = 45, m = 12 мм, P = О, сталь 45, червячной фреэой на чистовых режимах(/= 10м/мин, с 5=08 мм/об; 1,2 и

3 мм/об,заг.) с глубиной резания t = 0,35 мм получены в соответствии с режимами;

М = 140 Нм; M2 = 186 Нм; Мз = 260 Нм, Мл = 340 Нм; I I > =- 27,9 угл.с„П = 43,7 угл,с., П3 = 64,32 угл.с.; П = 86,15 угл.с. Зубофреэерование производилось на вертикальном з: )офреэерном станке модели КУ - 38 (диам,.тром 2000 мм) производства ПО Коломенский завод тяжелого станкостроения (встречное резание). Самотормозящее звено станка — делительная червячная пара.

Крутильная жесткость цепи обката станка определялась по данным эксперимента по зависимостям:

Мг — M> 186 — 140

К вЂ”

П2 — П1 43,7 — 27,9

=-2,91139 Н м/угл, c=60,05 10" Н . м / рад, Мз — Mz 260 — 186

Пз — П 64,32 — 43,7

=3,58874 H м/угл.с=74 10 Н и/рад.

Кз—

М вЂ” Мз 340 — 260

Пл — Пз 86,15 — 64,32 — -3,66468Í. м/угл.с=-75,58.10 Н м/рад.

Крутильная жесткость подобной кинематической цепи станка без самотормозящих звеньев по экспериментальным данным составляет примерно

5 (100Ä 130) 10 Н м/рад. (по известному способу).

Предлагаемый способ определения жесткости привода станка, основанный на измерении и оценке приращения постоянной

10 составляющей кинематической погрешности цепи привода под действием приращения крутящего момента от силы резания, позволяет по сравнению с прототипом и известными способами повысить точность

15 измерения крутильной жесткости привода станка примерно в 1,3...1,75 раза, а также определить крутильную жесткость привода с самотормозящими звеньями.

Формула изобретения

20 Способ определения жесткости привода станка, включающий измерение значения параметра кинематической цепи и величины силового фактора и определение жесткости привода по соотношению прира25 щений величины силового фактора и значения параметра кинематической цепи, от лича ющийсятем,что,сцелью повышения точности измерения и расширения технологических воэможностей, эначе30 ние жесткости привода определяют по соотношению приращений величины крутящего момента от сил резания и постоянной составляющей кинематической погрешности цепи привода, 1812060

Ъ, ъ

l

РФ МгИу Иц A /AY )

Составитель А. Сирицын

Редактор С. Кулакова Техред МЛоргентал КоРРектоР Н.Ренская

Заказ 1551 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101