Вопрос № 30, 31

Пример управления точностью обработки:

1. С

   

   помощью упругих перемещений элементов технологической системы (корректировкой размера статической и динамической настройки)

Рисунок 42 - Управление точностью обработки

При обработке таких деталей обычным методом под действием возникающей силы резания, деталь получает деформацию среза, в результате чего на готовой детали образуется погрешность “бочкообразность”, поэтому в данном примере идет управление режимами обработки( подачей) с таким расчетом, чтобы обеспечить минимальную погрешность обработки и максимальную точность обработки.

Данный метод успешно реализуется по 2 направлениям:

1. С использованием вышеупомянутых специальных устройств

2. Может быть использован обычный станок с ЧПУ, где в программе заложено изменение подачи по длине подачи в соответствии с заданным значением.

Существует метод коррекции траектории движения вершинки резца путем создания ступенчатой траектории, заменяющей линию прогиба детали (метод периодических поднастроек резца).

Разработан также метод управления точностью упругими перемещениями, когда в качестве исполнительного механизма служит задний центр, он периодически по мере движения резца вдоль детали смещается на резец.

Вопрос № 36

1. Контроль состояния режущего инструмента и всей технологической системы механической обработки по величине износа инструмента

Для обеспечения точности обработки нежестких деталей, а кроме того для сохранения материала режущей части инструмента были разработаны методы контроля состояния инструмента. В автоматизированном производстве возникает дополнительная задача принудительной замены инструмента по мере его износа, для этого в магазины станков устанавливают “инструменты дублеры”. Принудительно производится замена инструмента при окончании обработки одной детали.

Поэтому разработаны методы контроля:

1. По количеству обработанных данным резцом деталей, для этого на станке устанавливают счетчик обработанных деталей при этом мы исходим, что резец имеет постоянную и наперед известную стойкость. Однако это метод в настоящее время широко не применяется, так как имеется большой разброс по стоимости инструмента.

Недостатки метода:

 Резец будет сниматься со станка не полностью выработав свой ресурс или будут встречаться поломки инструмента т.е. произойдет потеря материала режущей части

 Кроме того возможен брак детали при поломке во время обработки

Работа резца в процессе обработки по следующей зависимости: когда износ резца идет с различной скоростью и при этом учитывается время обработки детали (или длина пути резания) по следующему графику:

Рисунок 43 – График работы резца в процессе обработки

I – приработочный (начальный) износ. В автоматизированном производстве этот этап стараются исключить т.к. идет интенсивный износ ведущий к изменению размеров обрабатываемой детали. Для этого выполняют доводку резцов.

II – характеризуется равномерным и прямопропорциональным износом по отношению к времени работы , который можно заранее учесть или спрогнозировать. Все методы основаны для этого участка.

III - катастрофический износ, заканчивающийся поломкой инструмента (неприемлем).

2. Контроль износа инструмента по величине тока нагрузки в цепи двигателя главного движения.

Метод основан на эффекте: изношенный инструмент ведет к возрастанию тока нагрузки. Метод реализуется так : в цепи питания двигателя установлен датчик тока нагрузки, по его показаниям судят о величине износа инструмента.

Рисунок 44 – Контроль износа инструмента по величине тока нагрузки в цепи двигателя главного движения

Работа новым инструментом характеризуется начальным значением тока I_Н по мере достижения допустимого значения [I] при износе инструмента (момент ₁) следует указание о замене инструмента на его дублер. Если обработка продолжается этим инструментом то в момент ₂ возможна поломка инструмента.

Преимуществом является простота метода, не требующая модернизации станка.

Недостатком - не высокая чувствительность метода, что позволяет применять его для черновой, грубой обработки.

3. Контроль состояния режущего инструмента по силе резания.

Метод является наиболее объективным и точным т.к. основан на измерении силы резания непосредственно. Для этого используют обычную схему включения тензодатчиков, размещенных таким образом: один из датчиков наклеивают на неподвижную часть резцедержателя (нижняя стенка паза), второй на верхней стенке паза и воспринимает деформацию верхней части резцедержателя под действием силы резания. Так как деформации резцедержателя по закону Гука прямопропорциональны действующей нагрузке (силе резания), то мы можем объективно судить и о величине износа. Деформации не велики и не превышают нескольких 0,01 мм.

Рисунок 45 – Контроль состояния режущего инструмента по силе резания

Датчик включается так что Д1 дает базовый сигнал U1=const, сигнал Д2 будет меняться в зависимости от силы резания, изменение которой при износе резца регистрируется через сопротивление R данного датчика.

(9)

(10)

где  - удельное сопротивление материала датчика;

l(l) – удлинение проводника под действием деформаций;

S – площадь поперечного сечения проводника датчика;

R – приращение сопротивления датчика.

4. Косвенный метод определения износа инструмента.

Контроль резца производится по величине фактического диаметра обработки с использованием сжатого воздуха, подаваемого через державку резца в направлении детали, причем давление воздуха строго стабилизировано. В цепь подачи воздуха установлено реле давления, срабатывающее на увеличение давления воздуха, отключая станок. Возрастание давления вызвано уменьшением зазора между резцом и деталью при износе резца.

Недостатком является то, что, контроль износа связан с возможным браком деталей т.к. диаметр Д детали непосредственно связан с зазором Z.

Рисунок 46 - Косвенный метод определения износа инструмента

Известны и др. методы контроля, но они имеют ограниченное применение по сравнению с этими четырьмя.