3.5. Улучшение состояния поверхностного слоя обрабатываемых

деталей

Выше в п. 3.2 «Основы систем адаптивного управления» отмечалось, что следствием колебания припуска является изменение сил резания, что отрицательно отражается на шероховатости поверхности обрабатываемой детали. Выход из положения найден в том, что привод главного движения и привод подач выполнены кинематически не связанными друг с другом, а использование адаптивной системы управления позволило случайное уве-личение сил резания в реальном режиме времени компенсировать соответ-ствующим уменьшением подачи.

При управлении шероховатостью поверхности для обеспечения ста-бильного рельефа обрабатываемой поверхности при прочих одинаковых условиях необходимо обеспечить постоянство перемещения в направлении подачи на один оборот обрабатываемой детали.

Структурная схема системы автоматической стабилизации шерохова-тости обрабатываемой поверхности показана на рис. 62. В блоке определе-ния подачи на оборот вычисляется соотношение скоростей подачи и глав-ного движения, которое и равно подаче на оборот с точностью до постоян-ного коэффициента. Фактиче­ское значение S_Ф, мм/об, сопоставляется с за-данной величиной в блоке сравнения. Аппаратная часть системы управле-ния реа­лизуется на базе микропроцессорного модуля.

Error: Reference source not found

Рис. 62. Структурная схема САдУ шероховатостью поверхности

Управление состоянием поверхностного слоя. Кроме точности к числу показателей качества относится состояние поверхностного слоя обрабаты-ваемой заготовки, которое определяется глубиной и степенью наклепа по-

93

верхностей, величиной остаточных напря­жений в поверхностных слоях. Управление необходимо для полу­чения заданных значений показателей, обеспечивающих требуе­мые эксплуатационные характеристики деталей.

Конечное состояние металла поверхностного слоя определяется соот-ношением процессов упрочнения или разупрочнения, завися­щих от преоб-ладания в зоне резания силового или теплового фак­торов. Увеличение си-лы резания Р повышает степень наклепа. Увеличение продолжительности ее действия на поверхностный слой вызывает увеличение глубины рас-пространения наклепа. Изменение режимов обработки, приводящее к уве-личению тем­пературы в зоне резания, усиливает интенсивность разупроч-нения и уменьшает степень наклепа. Увеличение силы Р приводит к ро­сту остаточных напряжений сжатия и снижению напряжений рас­тяжения при обработке малопластичных материалов. Изменение режимов резания, при-водящее к возрастанию температуры реза­ния, вызывает рост остаточных напряжений растяжения и умень­шает напряжения сжатия. Повышение температуры может вы­звать фазовые изменения поверхностного слоя и по-явление до­полнительных остаточных напряжений.

САдУ обеспечивают контроль и стабилизацию на заданном уровне главных факторов, определяющих состояние поверхност­ных слоев: темпе-ратуру и силу резания. САдУ не только стабили­зируют параметры качест-ва поверхностного слоя, но и обеспе­чивают необходимые номинальные значения путем ввода силового и теплового режимов.

Выделяющаяся в процессе резания теплота Ө распределяется между де-талью, режущим инструментом, стружкой и окружающей средой

Ө = (P_zυ/427)τ(λ_д + λ_р.ч + λ_стр + λ_ср), (19)

где λ_д, λ_р.ч, λ_стр, λ_ср – коэффициенты которые характеризуют распределение теплоты, их значения зависят от режимов резания, углов заточки инстру-мента и других фактов. Очевидно, что . (P_zυ/427)τ – количество теп-лоты, выделяющейся в процессе резания за время τ.

Использование САдУ позволяет стабилизировать температурные режи-мы обработки а также связанные с ними температурные деформации дета-ли, инструмента, других звеньев технологической системы.

94

Структурная схема термостабилизации в зоне резания при токарной об-работке приведена на рис. 63.

Error: Reference source not found

Рис. 63. Структурная схема системы термостабилизации:

1 – шпиндель; 2 – датчик угла поворот шпинделя; 3 – датчик

термоЭДС; 4 – дви­гатель поперечной подачи; 5 – двигатель

продольной подачи