Способ автоматического управле-Ния пРОцЕССОМ РЕзАНия Советский патент 1981 года по МПК B23Q15/00 

1

Изобретение относится к автоматическому управлению процессом резания при обработке металлов. Наиболее целесообразно использование способа на тяжелых токарных, расточных, фрезерных и других станках при черновой обработке.

Известен способ автоматического управления процессом резания при черновой обработке, предусматривающий измерение текущих значений нагруки и температуры в зоне резания и преобразование их в параметр, характериэукхчнй среднюю за оборот шпинделя скорость разрыва межатомных связей в опасном сечении режущего инструмента. Режим обработки изменяют таким образом, чтобы обеспечить стаблизацию этого параметра на заданном уровне 1 .

Недостатком известного способа является то, что он основан на суммировании разорванных межатомных связей только в пределах одного оборота шпиделя и не предусматривает накопление информации об инструменте с начала эксплуатации до времени измерений, а следовательно, не имеет сведений о текущем состоянии инструмента, что очень важно для выбора режимов реза

ния в зависимости от текущего состояния инструмента.

цель изобретения - повышение точности обработки и эффективности управления.

Эта цель достигается определением суммарного количества разорванных межатомных связей в опасном сечении в процессе всего времени обработ0ки, и по этому параметру определяют текущее значение момента сопротивления разрушению, характеризующее степень разрушения инструмента и преобразования полученных значений сов5местно с измеренными значениями нагрузки и температуры в текущее значение стабилизирукядего параметра.

Установим связь текущего значения момента сопротивления разрушению режу0щего инструмента в опасном сечении с предысторией его работы (действием на инстр5 ент разрушагацих силовых параметров в период от начала его эксплуатации до требуемого ..момента вре5мени) .

Разобьем весь период работы инструмента на ряд равных элементарных временных интервалов t.

Пусть i - порядковый номер времен0ного интервала в пределах одного оборота шпинделя (i 1, 2,..,М,или М U t Т, где Т. - период времени одного оборота итинделя) ;

Р - порядковый номер оборота шпинделя (указывает на целое число периодов Т, укладывающихся в период от начала эксплуа-Тации до требуемого момента времени); j - порядковый номер временного интервала при отсчете от начала эксплуатации, т. е. с момента первой установки нового инструмента на станке, причем . j Р М + i. Указанными индексами обозначим значения параметров, которые они принимают в срединах соответствующих интервалов.

Применяя закон линейного суммирования повреждаемостей и считая, что момент сопротивления пропорционален количеству неразрушенных (уцелевших) межатомных связей в опасном сечении, для момента времени t q можно записатьVo((A;if) f) г Pq, ,где d|j - начальное значение момен та сопротивления инструмента, не имеющего повреждений, определяемое внешними размерами инструмента в опасном се. чении; . г - - количество разрываемых межатомных связей в оп сном сечении в относительных единицах в инте V I , вал времени . 5 тА - cyvwa разорванных связе -j i в относительных единица за период от началя экс плуатации инструмента д момента времени Ц; J- s - сумма неразрушенных (со ij i хранившихся) межатомных связей к моменту времени t(. В каждый момент времени tj значение долговечности tj определяется вы ражением «.j-v«p(для соответствующих значений F , (f и Т/ в момент времени tj.

Величина (f; определяется из выражения (1) путем суммирования повреждаемостей в период времени от нуля до

5 Ч - 1Таким образом, момент сопротивления разрушению режущего инструмента в опасном сечении, определяющий его мгновенную прочность в конкретный . момент времени ta, может быть опреде лен из выражения (1) при наличии информации о сумме разорванных межатомных связей на данный момент времени.

С учетом (1) и (2) фактическая средняя за оборот шпинделя (период Т) скорость разрыва межатомных связей в опасном сечении будет Управление заключается в поддержании значения V, определяемого из выражения (3), на уровне средней стабилизации V разрыва межатомных связей за оборот шпинделя. Предлагаемый способ управления учитывает влияние состояния режущего инструмента (степени его разрушения) в каждый момент времени на управляемый параметр Уц/, характеризующий Фактическую среднюю за оборот скорость разрыв межатомных связей. Способ управления процессом резания сводится к непрерывному измерению усилия резания и температуры, определению суммы разорванных межатомных связей в опасном сечении инструмента в каждый момент времени, а по ней - текущего значения момента сопротивления разрушению. Получаемые текущие значения силы резания, температуры и момента сопротивления преобразуют в параметр, характеризующий среднюю за оборот шпинделя скорость разрыва межатомных связей в опасном сечении Уц/ и обеспечивают необходимое условие равномерного разрушения инструмента Vy Vy путем изменения управляющих параметров. Способ управления может быть реализован системой управления, содержащей датчики усилия резания и темпе ратуры, выходы которых соединены с первым Лункциональным преобразователем, реализующим зависимость текущей долговечности от мгновенных значений усилия, температуры и момента сопротивления. С первого выхода этого преобразователя через последовательно соединенные второй функциональный преобразователь и сумматор сигнал, пропорционгшьный текущему значению момента сопротивления, должен поступать на вход первого преобразователя. Со второго выхода первого преобразователя сигнал, равный У должен поступать на интегратор с периодом интегрирования, равным времени одного оборота шпинделя. Полученное значение V обычным образом сравнивается с заданным значением V и при помснци установочного звена меняются подача и (или) скорость резания таким образом, чтобы обеспечить условие V Мш.

Формула изобретения

Способ автоматического управления процессом резания, заключающийся в измерении текущих значений нагрузки и температуры в зоне обработки, пре-.

образования их в паргметр, характеризупщий скорость разрыва межатомных связей в опасном сечении режущего инструмента за период одного оборота шпинделя и стабилизации этого пара етра на заданном уровне путем изменения режимов резания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и эффективности управления в процессе всего времени обработки, определяют суммарное количе0CVBO разорванных межатомных связей в опасном сечении, а по нему текущее значение момента сопротивления разрушению, характеризующее степень разрушения инструмента и преобразуют полу5ченное значение совместно с измеренными значениями нагрузки и температуры в текущее значение стабилизирупцего параметра.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 654392, кл. В 23 Q 15/00, 1976.