Способ механической обработки Советский патент 1982 года по МПК B23B1/00 

(5) СПОСОБ МЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

1

Изобретение относится к механической обработке материалов с предварительным локальным нагревом зоны обработки для уменьшения механического сопротивления участков материала перед их удалением режущим, напри мер, лезвийным инструментом.

Известен способ обработки металлических деталей. Этот способ механической обработки с предварительным разупрочнением срезаемого слоя плазменной дугой включает вращение заготовки , совмещение опорной точки плазменной дуги с поверхностью резания, осуществляемое вручную, с последующим перемещением режущего инструмента и опорной точки плазменной дуги по обрабатываемой заготовке 1.

Недостатком известного способа является, во-первых, необходимость экспериментального подбора режимов разупрочнения, во-вторых, необходимость постоянной ручной корректиров ки положения опорной точки плазмемной дуги на поверхности резания. В итоге исключается возможность автоматизации процесса плазменно-механической обработки и, следовательно, резко снижается производительность этого процесса.

Цель изобретения - повышение производительности процесса плазменно-механической обработки.

Поставленная цель достигается

10 тем, что согласно способу, измеряют усилия резания непрерывно в процессе обработки, а положение опорной точки плазменной дуги выбирают в точках наименьших измеренных усилий.

15

. 1 приведена схема- иллюст.рирукйцая предлагаемый способ обработки на примере ограниченного .участка поверхности резания;на фиг. 2 - устройство для осуществления предлагае20мого способа при осуществлении обработки .

Режущий инструмент (резец) 1, обрабатывающий деталь 2, движется в 3 направлений 3. Перед резцом установ лено разупрочняющее устройство k, например в виде плaзмotpoнa (или электронной пушки), опорная точка плазменной дуги которого совмещена с поперхностью 5 резания. В процессе обработки опорную точ ку плазменной дуги от плазмотрона k непрерывно перемещают по ширине поверхности 5 резания, например от точки 6 к точке 7 от точки 7 к точ ке 8 или от точки 8 к точке 9 т.е. в направлении 3 перемещения поверхfiocTM 5 резания. При этом по усилию воспринимаемому резцом 1, находят положение опорной точки плазменной дуги на поверхности резания и соответственно положение плазмотрона k относительно резца 1 , при кбтором и меренные усилия на резце являются наименьшими. Автоматизация поиска положения опорной точки плазменной дуги в зоне наименьших усилий достигается тем, что пятну нагрева при перемеще нии по ширине поверхности резания придают дополнительно колебательное движение с амплитудой меньшей ширины поверхности резания (обычно оказывается достаточно обеспечить амплитуду в 0,01-0,5 ширины поверхност резания - этот предел определяется разрешающей способностью измеритель ной аппаратурой автоматики). Если рассмотреть какие-то условно выбранные промежуточные положени (точки 6, 7 8) плазменной дуги на поверхности 5 резания, то колебания этой точки задают относительно указанных положений в направлении к точке 9, перпендикулярном направлению 3s резания, с заданной частотой, например по синусоидальному закону. Таким образом, среднее положение пятна нагрева в начальный момент обработки может быть выбрано произвольно. Допустим, что положение точ ки 6 является тем средним положение пятна нагрева, при котором обеспечивается минимальная нагрузка на режущий инструмент, тогда при отклонении пятна нагрева в любую стор ну нагрузка на резец увеличивается, а при колебаниях пятна нагрева нагрузка на резец будет колебаться с двойной частотой относительно некоторой средней величины 10. 2 Произведение мгновенных значений отклонения пятна нагрева на срезаемом участке материала от среднего положения 6 и отклонения мгновенного значения нагрузки на резец от средней величины 10 будет представлять собой сумму колебаний однократной и тройной частоты относительно нулевого уровня 11. Средняя по времени величина произведения при этом равна нулю. При отклонении среднего положения пятна нагрева в какую-либо сторону точек 6 или 8 нагрузка на резец будут уменьшаться при приближении пятна нагрева к положению 7, при этом колебания нагрузки на резец при отклонении в разные стороны имеют противоположные фазы, а частоты этих колебаний совпадают с частотой колебаний пятна нагрева. Произведения мгновенных значений отклонения нагрузки от средней величины 12 (13) при отклонении среднего положения пятна нагрева в сторону 6 (8) и мгновенные значения отклонения места нагрева на срезаемом участке материала представляют собой (15) сумму колебаний двойной частоты и постоянной составляющей, знак которой определяется направлением отклонения среднего положения пятна нагрева от положения, соответствующего минимальной нагрузке на резец, т.е. оптимальному режиму резания. Отклонение места нагрева на срезаемом участке может быть рассчитано по измеренным мгновенным значениям отклонения пятна нагрева с учетом временной задержки между моментами нагрева участка материала и его срезанием. Эту задержку легко вычислить по измеренным любым известным методам величинам скорости резания и расстояния между пятном нагрева и резцом. Устройство, реализующее предложенный способ, .приведено на фиг. 2. Резец 1, обрабатывающий деталь 2, движется относительно детали 2 в направлении 3. Плазмотрон k, установленный на фиксированном расстоянии от резца 1, может перемещаться по направляющему пазу 16 и фиксироваться в выбранном положении. Среднее положение пятна нагрева изменяется с помощью привода Г/, а вибратор 18 обеспечивает колебания пятна нагрева

относительно среднего положения. Кроме того, на обратной стороне резца установлен (прикреплен тензодатчик 19- Также установлен датчик 20 скорости резания (например тахогенератор, вырабатывающий сигнал, пропорциональный величине скорости резания Сигнал, пропорциональный скорости резания, с датчика 20 подается на блок 21 определения времени задержки осуществляющий операцию деления введенного вручную с устройства 22 ввода постоянного сигнала, пропорциог1ального расстоянию между пятном ,агрева и резцом, на сигнал скорости t датчика 20. Сигнал, пропорциональный времени задержки, подается с блока 21 на блок 23, осуществляющий задержку сигнала, пропорционального смещению пятна нагрева. Этот сигнал поступает с блока генератора ik, одновременно управляющего вибратором плазмотрона 18. Блок 23 задержки может быт выполнен по любой известной схеме, например с записью на кольцо магнитной ленты, скорость движения которой регулируется сигналом с блока 21, или с записью в оперативное запоминающее устройство, считывание с которой производится через время, заданное с блока 21.

Задержанный сигнал, характеризующий мгновенное значение отклонения места нагрева на срезаемом в данный момент участке материала, умножается на сигнал мгновенного значения отклонения нагрузки на резец от средней величины, поступающий с тензодатчика 19 в блоке 25 умножения. С выхода блока 25 умножения через

фильтр низких частот и усилитель 26 сигнал подается на привод 17, поворачивающий плазмотрон таким образом, что среднее положение пятна нагрева сдвигается в положение, соответствующее.минимуму абсолютной величины, усредненного по времени фильтром 2б произведения.

Технико-экономические преимуществ в& от использования предложенного способа заключаются в повышении производительности процесса обработки за счет оптимизации режима разупрочнения , что особенно важно при . обработке, деталей имеющих упрочненную и неравномерную (литую) структуру, неравномерный припуск (поковки).

Формула изобретения

Способ механической обработки, с разупрочнением срезаемого слоя плазменной дугой, включающий вращение заготовки, совмещение опорной точки плазменной дуги с поверхностью резания и последующее перемещение инструмента с опорной точкой дуги по обрабатываемой заготовке, о тличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, непрерывно измеряют усилия резания в процессе обработки, а положение опорной точки плазменной дуги выбирают в точках наименьших измеренных усилий.

Источники информации, Г1ринятъ е во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2125988, кл. В 23 Р 25/00, опублик. 1978.