Управление точностью начальной установки деталей

Погрешности, возникающие на этапе установки заготовок базирования и силового замыкания, могут быть значи­тельно сокращены за счет исполь-зования САдУ. Например, при обработке валов на токарных станках ис-пользуют поводковые устройства с плавающим центром (рис. 55). Такие устройства обеспечивают более высокую точность линейных размеров ва-лов. При установке и закреплении заготовки вала в результате откло­нения от перпендикулярности опорного торца A относительно оси шпинделя, а также базового торца Б заготовки относительно оси центровых отверстий базирование осуществляют таким образом, чтобы опорная точка распола-галась на расстоянии R от оси цен­тров станка. При этом сила закрепления Р_З, приложенная к за­готовке со стороны центра задней бабки, распреде-ляется между торцом А и передним плавающим центром: Р_З = Р₁ + Р₂ , где Р_З = j_Пy_П , где j_П – жесткость пружины; y_П – деформация пружины.

В процессе обработки сила Р₂ вызывает переменные упругие переме-щения переднего и заднего центров. В результате изме­няется положение оси заготовки относительно вершины инстру­мента, что приводит к появле-нию существенных погрешностей формы деталей в поперечном сечении. Сила P_З изменяется не только при смене заготовок, но и при обработке

82

данной заготовки, так как из-за колебания z, H и затупления режущего инс-трумента изменяется составляющая Р_х силы резания. Для сокращения по-

грешностей обработки путем стабилизации на определенном уровне сило-вого замыкания (Р₂ = const) может быть использо­вана САдУ.

Рис. 55. Схема САдУ силовым замыканием

При установке заготовки вала и при ее обработке датчик Д измеряет значение силы Р₂, которое сравнивается с заданным, определяемым ЗУ. Если текущее значение силы R₂ отклоняется от заданного, то СУ выдает сигнал рассогласования, который усиливается усилителем У и подается на исполнительное устрой­ство ИУ. Последнее изменяет давление в цилиндре задней бабки, непрерывно поддерживая таким образом Р₂ = const. Данная САдУ сокращает погрешности обработки при черновом и чистовом обта-чивании.

Управление статической настройкой технологической системы

Применение систем управления процессами раз­мерной настройки, под-настройки и перенастройки станков суще­ственно повышает эффективность их эксплуатации. Статическая настройка, например, станков с ЧПУ вклю-чает не только размер­ную настройку режущего инструмента на приборах вне станка, но и этапы установки нуля станка и введение коррекции на сме­щение нуля детали.

Например, размерную настройку однорезцовых консольных оправок многоцелевых станков (МС) на заданный диаметр осу­ществляют на прибо-рах вне станка с использованием контрольных оправок. На каждом этапе настройки оправок и при их установке в шпиндель станка происходит на-

83

копление погрешности настройки технологической системы, что обуслов-ливает погрешности обра­ботки.

Система автоматической настройки (САН) расточных оправок МС (рис. 56) позволяет производить диаметральную настройку последних не-посредственно на станке перед растачиванием отвер­стия, что дает возмож-ность учитывать погрешность установки оправки в шпиндель, а также раз-мерный износ расточного резца, что особо важно при чистовой обработке. САН реализует способ управления размерными связями МС, при котором для исключе­ния влияния указанных погрешностей на конечную точность об­работки для каждого диаметрального размера определяется фак­тически достигнутый размер настройки и сравнивается с эталон­ным значением, которое задано картой наладки. По результатам сравнения вносится со-ответствующая коррекция в статическую настройку МС (диаметральный размер).

Рис. 56. Структурная схема автоматической настройки расточных оправок

САН работает следующим образом. Оправка, внутри которой располо-жена система автоматического регулирования вылета расточного резца, ус-танавливается автооператором станка в шпин­дель. Вследствие влияния ря-

84

да факторов (погрешности установки оправки в шпиндель, предваритель-ной настройки технологиче­ской системы) фактически достигнутый настро-ечный размер D_Н.Ф = 2R_Н.Ф отличается от эталонного D_Н.Ф, принятого на этапе разработки УП.

На столе станка установлены два высокоточных датчика Д1, Д2, распо-ложенные по краям на расстоянии А₂ относительно друг друга. Датчики через блок согласования связаны с УЧПУ станка. Для компенсации указан-ных погрешностей измеряются два размера И₁, И₂ с учетом нуля станка. При этом вершина режущей кромки инструмента поочередно касается штоков датчиков Д1, Д2 при перемещении стола станка по координате X. По результатам измерений определяются отклонения ±К значение D_Н.Ф от эталонного D_Н.Э, поскольку размер A₂ измеряется один раз при уста-новке датчиков Д1 и Д2, а размер А₁ равен разности размеров И₁, И₂ (А = = И₁ – И₂).

Датчики Д1, Д2 через блок согласования выдают сигналы в УЧПУ станка (блок управления серводвигателями). По резуль­татам этих управля-ющих воздействий формируется команда на точный останов стола в мо-мент касания вершины резца либо с датчиком Д1, либо с датчиком Д2. Ре-зультат каждого измерения размеров (И₁ и И₂) высвечивается цифровой индикацией УЧПУ станка. Суммируя полученные значения с А₂, D_н.ф,D_н.э определяет отклонение ±K размера статической настройки технологичес-кой системы (диаметральный размер). Полученное отклонение с учетом знака через блок управления исполнительным устройством САН обрабаты-вается механизмом автоматического выдвижения резца (рис. 57) оправки.

Оправка состоит из корпуса 17, соединенного с инструментальным хво-стовиком 10, служащим для установки устройства в шпиндель станка. Кор-пус 17 зафиксирован двумя винтами 13. В кор­пусе выполнены направляю-щие скольжения. В них перемещаются резцедержатель 6 и толкатель 1. Резцедержатель (с расточным резцом 7) удерживается от поворота шпон-кой 8 и пружиной 5, закрепленной в пазу корпуса 17 двумя винтами 4, по-стоянно поджимается к толкателю 1. Резец 7 закреплен в резцедержателе 6 винтами 19.

Толкатель через ходовой винт 18 и штифт 16 соединен с выходным ва-лом электродвигателя 11.

Устройство работает следующим образом. После установки операто-ром оправки в шпиндель станка с помощью специального устройства осу-ществляется автоматически ее ориентация в нужном угловом положении

85

и подсоединение ответной части разъема 9. В соответствии с измеритель-ной программой, входящей в УП обработки, отсчетно-измерительной сис-

темой станка определяется необходимая величина выдвижения резца 7. Блок управления САН включает электродвигатель 11, который вращает хо-довой винт 18. Вращательное движение последнего преобразуется в посту-пательное движение толкателя 1 и резцедержателя 6. В результате резец перемещается на требуемую величину. После этого цепь питания электро-двигателя размыкается.

Error: Reference source not found

Рис. 57. Оправка с системой автоматического регулирования вылета резца:

1 – подшипник; 2 – винт; 3 – крышка; 4 – винт; 5 – фиксатор втулки 6; 7 – резец;

8 – шпонка; 9 – штифт; 10 – хвостовик инструментальный; 11 – микродвигатель;