Способ обработки поверхностным пластическим деформированием Советский патент 1989 года по МПК B24B39/04 

1

Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам обработки .поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов с применением адаптивного управления.

Цель изобретения - повышение точности обработки за счет уменьшения прогиба вала.

На фиг. 1 представлена структурная схема автоматического управления радиальной силой инструмента при обработке поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов; на фиг. 2 - схема нежесткого вала, имеюшего пространственное коробление в виде двух волн прогиба, расположенных в плоскостях А-А и Б-Б, проходяших под углом f друг к другу через номинальную ось вала, сов- падаюшую с осью вращения при обработке; на фиг. 3 - схема синусоидального закона

изменения радиальной силы во времени, где время периодаit изменения радиальной силы совпадает со временем одного оборота детали .

Радиальная сила состоит из постоянной составляющей Ру, которая выбирается из условия осуществления оптимального режима пластического деформирования, и переменной составляющей ЛРу, величина которой выбирается в зависимости от величины максимального прогиба вала.

Способ осуществляют следующим образом.

Система автоматического управления, реализующая способ поверхностного пластического деформирования нежестких деталей типа валов, содержит самоцентрируюшую опору 1, закрепленную на суппорте станка и предотвращающую прогиб вала под действием инструмента 2. Опорные поверхнос

О5

о со

оо

ти самоцентрирующей опоры 1 выполнены в виде тел 3 качения. Система содержит так же датчик 4, закрепленный на самоцентрирующей опоре 1 напротив инструмента 2, блок 5 сравнения, блок 6 синхронизации, блок 7 переключения, выключатели 8 и 9, блок 10 управления, задатчик И закона изменения переменной составляющей радиальной силы, исполнительный механизм 12 радиального перемещения инструмента 2.

Предварительно нежесткий вал (деталь) 13, имеющий пространственное коробление, устанавливается в центрах передней и задней бабки токарного станка и зажимается в самоцентрирующей опоре 1 с усилием наделяется задатчиком 11 закона изменения переменной составляющей радиальной силы. Исполнительный механизм 12 отрабатывает переменную составляющую радиальной си5 лы, накладывая ее на постоянную составляющую.

По окончании периода t закона изменения переменной составляющей радиальной силы с блока 10 управления поступает элект,, рический сигнал на блок 7 переключения, который переключает выключатели 8 и 9, и начинается период измерения упругой силы. Цикл повторяется.

Пример. По предлагаемому способу проводится обработка ва-ла из стали диаметром

катки РЯ тел 3 качения опоры 1. К валу 13 15 030 мм, длиной t 1800 мм, имеющего два подводят инструмент 2 в плоскости самоцент- прогиба, размещенных под углом один к рирующей опоры 1, и настраивают его по другому , величина первого проги- величине постоянной составляющей радиаль- ба составляет 0,5 мм, величина второго проной силы Ру. Причем величина постоянной гиба 0,8 мм. Обработка ведется методом об- составляющей радиальной силы Ру равна 2о катывания щаром диаметром 0 10 мм с повеличине усилия накатки Р« тел 3 качения самоцентрирующей опоры 1. Процесс работы системы автоматического управления состоит из двух периодов - периода измерения упругой силы, действующей со стороны

дачей 5 0,1 мм/об, постоянная составляющая радиальной силы соответствует Ру 700 Н, частота вращения детали 200 об/мин, в процессе обработки радиальную силу изменяют на величину 4Ру 150 Н. После обвала на опору, и периода изменения ради- 25 работки величина первого прогиба 0,012 мм.

альной силы, которые осуществляются поочередно на каждый оборот детали при помощи блока 7 переключения и составляют цикл. В процессе обработки детали 13 завторого 0,02 мм.

Предлагаемый способ обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов позволяет уп40

дают вращение с помощью поводкового хо- зо равлять короблением от предыдущей опера- мутика, а инструменту 2 задают продольное перемепдение и изменение радиальной силы по заданному синусоидальному закону. Причем время действия изменяющей силы соответствует времени одного оборота детали tag.

Определение углового положения точек 35 максимального прогиба вала осуществляют следующим образом. Включают систему автоматического управления на период измерения упругой силы при помощи блока 7 переключения, и выключателей 8 и 9. Датчик 4 выдает электрический сигнал, пропорциональный упругой силе, который поступает в блок 5 сравнения. Последний определяет максимум этой силы и выда ет электрический сигнал на блок 6 синхронизации, осуществляющий задержку сигнала по времени, равную продолжительности прохождения половины оборота детали 13. Сигнал с блока 6 синхронизации с задержкой на полоборота по времени поступает на блок 7 переключения, который с помощью выключателей 8 и 9 включает блок 10 управления и прерывает цепь снятия показаний упругой силы, таким образом, устанавливается период изменения радиальной силы и осуществляется коррекция начала действия переменной составляющей радиальной силы от углового положения 5 точки максимального прогиба вала. Блок 10 управления подает на исполнительный механизм 12 сигнал управления, который опреции, что позволяет повысить продольную точность изготовления деталей и дает возможность исправлять бракованные детали, снижая затраты, связанные с изготовлением бракованной продукции.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхностным пластическим деформированием преимущественно нежестких валов, при котором детали задают вращение, а инструменту сообщают продольное перемещение вдоль оси детали, при этом осуществляют изменение радиальной силы, прикладываемой к детали со стороны инструмента, отличающийся тем, что,

45 с целью повыщения точности обработки за счет уменьщения прогиба вала, на последнем определяют угловое положение точек максимального и минимального прогибов, а изменение радиальной силы синхронизируют с угловым расположением точек макси50 мального прогиба вала, причем момент приложения максимальной радиальной силы совмещают с моментом контакта инструмента с точкой детали, имеющей минимальное отклонение от оси детали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что положение точки, имеющей минимальное отклонение от оси детали, определяют изделяется задатчиком 11 закона изменения переменной составляющей радиальной силы. Исполнительный механизм 12 отрабатывает переменную составляющую радиальной силы, накладывая ее на постоянную составляющую.

По окончании периода t закона изменения переменной составляющей радиальной силы с блока 10 управления поступает электрический сигнал на блок 7 переключения, который переключает выключатели 8 и 9, и начинается период измерения упругой силы. Цикл повторяется.

Пример. По предлагаемому способу проводится обработка ва-ла из стали диаметром

030 мм, длиной t 1800 мм, имеющего два прогиба, размещенных под углом один к другому , величина первого проги- ба составляет 0,5 мм, величина второго прогиба 0,8 мм. Обработка ведется методом об- катывания щаром диаметром 0 10 мм с по030 мм, длиной t 1800 мм, имеющего два прогиба, размещенных под углом один к другому , величина первого проги- ба составляет 0,5 мм, величина второго прогиба 0,8 мм. Обработка ведется методом об- катывания щаром диаметром 0 10 мм с подачей 5 0,1 мм/об, постоянная составляющая радиальной силы соответствует Ру 700 Н, частота вращения детали 200 об/мин, в процессе обработки радиальную силу изменяют на величину 4Ру 150 Н. После обработки величина первого прогиба 0,012 мм.

работки величина первого прогиба 0,012 мм.

второго 0,02 мм.

Предлагаемый способ обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов позволяет управлять короблением от предыдущей опера-

ции, что позволяет повысить продольную точность изготовления деталей и дает возможность исправлять бракованные детали, снижая затраты, связанные с изготовлением бракованной продукции.

Формула изобретения

40

35 5

1. Способ обработки поверхностным пластическим деформированием преимущественно нежестких валов, при котором детали задают вращение, а инструменту сообщают продольное перемещение вдоль оси детали, при этом осуществляют изменение радиальной силы, прикладываемой к детали со стороны инструмента, отличающийся тем, что,

45 с целью повыщения точности обработки за счет уменьщения прогиба вала, на последнем определяют угловое положение точек максимального и минимального прогибов, а изменение радиальной силы синхронизируют с угловым расположением точек макси50 мального прогиба вала, причем момент приложения максимальной радиальной силы совмещают с моментом контакта инструмента с точкой детали, имеющей минимальное отклонение от оси детали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что положение точки, имеющей минимальное отклонение от оси детали, определяют измерением максимума силы, действующей со стороны детали на инструмент.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измерение силы, действующей со стороны детали на инструмент, и изменение радиальной силы, прикладываемой к детали со стороны инструмента, осуществляют последовательно за каждый оборот детали.

Изобретение относится к машиностроению, точнее к способам обработки поверхностным пластическим деформированием нежестких деталей типа валов с применением адаптивного управления. Целью изобретения является повышение точности обработки за счет уменьшения прогиба вала. Для этого нежесткому валу, имеюш,ему пространственное коробление, задают врашение, а инструменту сообшают продольное перемещение и изменяют радиальную силу. Процесс изменения радиальной силы по заданному экстремальному закону синхронизируют путем смещения во времени начала действия переменной составляющей радиальной силы с угловым расположением точек максимального прогиба вала, которое определяют путем измерения упругой силы, действующей со стороны вала на его опору, размещенную напротив инструмента. При обработке периоды изменения радиальной силы, прикладываемой к инструменту и измерения упругой силы, действующей на опору, осуществляют поочередно на каждый оборот детали. Указанные действия позволяют управлять величиной коробления вала, образующегося на предыдущих операциях. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. SS сл

фие. 7

Фиг. 2

фц.г.3