Способ управления шлифованием Советский патент 1987 года по МПК B24B51/00 

f

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, и может быть применено при разработке про- филешлифовальных станков с программным и адаптивным управлением, например станков для шлифования резьбы деталей передач «винт-гайка качения.

Цель изобретения - повышение качества обработки при профильном шлифовании за счет устранения шлифовочных де1288039

параметра зависит от теплофизических свойств обрабатываемого материала (К с. у) и обратно пропорционально корню квадратному из мгновенного времени воздействия теплового источника т.

На этапе врезания с помощью датчика 8 мошности и датчика 9 осевого перемеш,е- ния профиля круга измеряют величину регулируемого параметра Р и осевого пере- мешения х соответственно. Осевое перемефектов и повышения стабильности обработ- 10 щение профиля круга измеряется от момента

15

20

30

ки путем регулирования удельной величины силового параметра процесса резания.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема формирования резьбовой канавки; на фиг. 3 и 4 - экспериментальные и расчетные зависимости,пояс- няюш,ие способ.

Блок-схема содержит станок I, например резьбошлифовальный, снабженный устройством 2 ЧПУ, датчик 3 поперечной подачи, микроэвм 4, блок 5 связи, цифроаналого- вый преобразователь 6, привод 7 подачи, датчик 8 мощности резания и датчик 9 осевого перемещения шлифовального круга.

Работа при шлифовании, например, резьбы винтов передач «винт - гайка качения, осуществляется следующим образом. 25

Необходимые алгоритмы адаптивного управления в виде набора программ и подпрограмм хранятся в памяти микроЭВМ 4. Непосредственно перед обработкой через блок 5 связи в микроэвм 4 происходит передача априорной информации от устройства 2 ЧПУ о процессе (радиусы профиля круга г и предварительно сформированной канавки резьбы р, диаметры заготовки d и шлифовального круга D, допустимое значение удельной величины регулируемого параметра цдоп, и начальные режимы обработки: глубина шлифования t и угловая скорость заготовки со). Допустимое значение цдоп. удельной величины регулируемого параметра определяют, например, из известной зависимости

2q-V7

VnS/TcY (U

где Т -температура в зоне контакта, °С; q - плотность теплового потока, BT/MM J т - время воздействия теплового источника, с;

коэффициент теплопроводности, Вт/м-град); удельная теплоемкость (Дж/кг-град); плотность (кг/м)

обрабатываемого материала. Задавшись фиксированным значением температуры Т, например температурой, при которой образуются шлифовочные дефекты Тд из формулы (1) определяют

касания круга и заготовки. По мере врезания микроэвм рассчитывает текущую величину геометрического параметра зоны контакта, например площади пятна контакта S по известной формуле

S-5 X(L)dL,(3)

о

где (Ь) --текущая (мгновенная длина дуги контакта в направлении окружной скорости заготовки; L - текущая (мгновенная) длина дуги контакта в осевом сечении срезаемого слоя,

L r-arcsinx/f .

Для этого микроэвм вычисляет длину дуги контакта -(х) по формуле

35

40

X, с, 7

50

:е/.1 -Л/ d(x)D(x) .,. V d(x)+ D(

(4)

гдed(x),D(x) -текущие (мгновенные) диаметры обрабатываемой заготовки и шлифовального круга в сечении х, мм; t(x) - текущая (мговенная) глубина шлифования в сечении X.

Причем

(5)

t(x)Vr -x2-Y

к где Y г-ti на первом проходе и 7 г- i

на любом (К+ 1)-м проходе.

После определения о(х) путем замены х rsin - осуществляют переход к функции

(L) и вычисление площади контакта по формуле (5)X

Величины ti и 2 t, измеряются датчиком

3 поперечной подачи.

Через определенные моменты времени д-1:(Лт Дх/Уосев), где Уосев - скорость перемещения щлифовального круга в направ.- лении перемещения х, микроЭВМ 4 определяет приращение величин регулируемого параметра А РХ (к - номер шага дискретизации), и геометрического параметра - площади пятна контакта - Д5к и вычисляет отноЦАОП

2

(2)

Из формулы (2,) следует, что допустимое значение удельной величины регулируемого

1288039

параметра зависит от теплофизических свойств обрабатываемого материала (К с. у) и обратно пропорционально корню квадратному из мгновенного времени воздействия теплового источника т.

На этапе врезания с помощью датчика 8 мошности и датчика 9 осевого перемеш,е- ния профиля круга измеряют величину регулируемого параметра Р и осевого пере- мешения х соответственно. Осевое перемещение профиля круга измеряется от момента

касания круга и заготовки. По мере врезания микроэвм рассчитывает текущую величину геометрического параметра зоны контакта, например площади пятна контакта S по известной формуле

S-5 X(L)dL,(3)

о

где (Ь) --текущая (мгновенная длина дуги контакта в направлении окружной скорости заготовки; L - текущая (мгновенная) длина дуги контакта в осевом сечении срезаемого слоя,

L r-arcsinx/f .

Для этого микроэвм вычисляет длину дуги контакта -(х) по формуле

:е/.1 -Л/ d(x)D(x) .,. V d(x)+ D(

(4)

гдed(x),D(x) -текущие (мгновенные) диаметры обрабатываемой заготовки и шлифовального круга в сечении х, мм; t(x) - текущая (мговенная) глубина шлифования в сечении X.

Причем

(5)

t(x)Vr -x2-Y

к где Y г-ti на первом проходе и 7 г- i

на любом (К+ 1)-м проходе.

После определения о(х) путем замены х rsin - осуществляют переход к функции

(L) и вычисление площади контакта по формуле (5)X

Величины ti и 2 t, измеряются датчиком

3 поперечной подачи.

Через определенные моменты времени д-1:(Лт Дх/Уосев), где Уосев - скорость перемещения щлифовального круга в направ.- лении перемещения х, микроЭВМ 4 определяет приращение величин регулируемого параметра А РХ (к - номер шага дискретизации), и геометрического параметра - площади пятна контакта - Д5к и вычисляет отнощение , являющееся удельной величиной А Эк

регулируемого параметра. При уменьшении шага дискретизации, т.е. при Дх-j-dx отношение А 4. Микроэвм 4 выделяет АЬк ub

и фиксирует максимальное значение удельной величины регулируемого параметра

dP

--7- q,макс на интервале врезания 2-хмакс (на

фиг. 2 показана половина интервала врезания хмакс), и находит отношение cjsir

По сигналу датчика 9 осевого перемешения круга в момент времени т фиксируется текуш,ая величина регулируемого параметра РФ и определяется отношешение

.

а затем - величина уставки

РФ

Qflon Чммс

которая вводится в память микроСпособ управления шлифованием с самонастройкой режимов, включающий изменение и фиксацию текущего значения регулируемого силового параметра и стабилизацию его на уровне, задаваемом уставкой, величину которой изменяют в зависимости от состояния процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки при профильном шлифовании, регулируемый силовой параметр фик- 20 сируют после окончания этапа врезания, а величину его уставки определяют путем вычисления произведения зафиксированной величины параметра на отношение допустимой и максимальной удельных величин этого параметра, причем текущую и

ЭВМ 4 и поддерживается с помощью алго-25 максимальную удельную величину регулиритмов стабилизации регулируемого пара-руемого параметра определяют на этапе

метра - мощности шлифования - до окон-врезания как отношение приращения этого

чания обработки, за счет воздействия напараметра к приращению геометрического

привод 7 подачи через цифроаналоговыйпараметра зоны резания.

преобразователь 6. При этом зафиксированная величина регулируемого параметра

Рф qcp-Sx макс,/g

где qcp - средняя удельная величина регулируемого параметра (фиг. 2);

Зкмакс- максимальная плош,адь пятна контакта.

Формула изобретения

Способ управления шлифованием с самонастройкой режимов, включающий изменение и фиксацию текущего значения регулируемого силового параметра и стабилизацию его на уровне, задаваемом уставкой, величину которой изменяют в зависимости от состояния процесса, отличающийся тем, что, с целью повышения качества обработки при профильном шлифовании, регулируемый силовой параметр фик- сируют после окончания этапа врезания, а величину его уставки определяют путем вычисления произведения зафиксированной величины параметра на отношение допустимой и максимальной удельных величин этого параметра, причем текущую и

максимальную удельную величину регули

Изобретение относится к способам управления профильным шлифованием. Цель изобретения - повышение качества обработки, устранение аьтифовочных дефектов и повышение стаби.тьности обработки. Для этого регулируемый параметр фиксируют по окончании этапа врезания, а величину уставки, на уровне которой стабилизируют параметр, определяют путем вычисления произведения зафиксированной величины параметра на отношение допустимой и максимальной удельных величин этого параметра. Текуш,ую удельную величину регулируемого параметра определяют на этапе врезания как отношение прирашения этого параметра к прирашению геометрического параметра зоны резания. 4 ил. (С (Л ьо оо оо о 00 со

(pas.f

..-: / rS ..-/../ -: - : -л: . :: : -.V

j///AT

(//л. Вт

Х.мм