4.2. Система автоматического управления продольной подачей при точении (последняя цифра зачетной книжки «2»)

Предназначена для стабилизации или управления силой резания при точении путем регулирования продольной подачи.

На точность обработки при точении (как и при других видах обработки) большое влияние оказывает сила резания, в частности, ее радиальная составляющая Р_У. Вследствие случайных колебаний припуска, твердости заготовки, износа резца и других факторов, сила резания во время точения не постоянна, что приводит к изменению упругих деформаций технологической системы станка и образованию погрешности обработки. Значительно повысить точность токарной обработки можно за счет стабилизации силы резания. Кроме того, при обработке нежестких заготовок без люнета для устранения погрешности, вызванной упругими деформациями, необходимо регулировать силу резания по определенному закону в зависимости от способа закрепления заготовки и координаты обработки.

Принципиальная схема САУ показана на рис. 4.2. Заготовка 1 установлена в патроне 2 и заднем центре 3 токарного станка, резец 4 закреплен в приспособлении 5, которое выполняет функции преобразователя силы резания (в качестве такого преобразователя можно использовать тензометрический динамометр модель - УДМ-600). Этот преобразователь через электронный усилитель 6 подключен к входу сравнивающего устройства 7. Движение подачи суппорт 8 получает через ходовой вал 9 и коробку подач 10 от регулируемого двигателя постоянного тока 11. Для питания двигателя 11 служит усилитель-преобразователь 12.

САУ работает следующим образом. На вход сравнивающего устройства 7 подается сигнал U_З, который соответствует необходимому значению силы резания в определенном масштабе. На второй вход устройства 7 поступает сигнал U_О, вырабатываемый преобразователем силы резания 5 и усилителем 6. Этот сигнал пропорционален фактическому значению силы резания. Погрешность δU = U₃- U₀ поступает на вход усилителя-преобразователя 12, который вырабатывает напряжение питания двигателя 11, определяющее такую продольную подачу, чтобы свести погрешность к минимуму. САУ путем управления продольной подачей при точении осуществляет стабилизацию силы резания на заданном уровне. Как объект управления в САУ входит процесс резания в замкнутой технологической системе станка.

Рис. 4.2. САУ продольной подачей при точении

В табл. 4.2 представлены исходные данные для проведения расчетов «САУ при точении».

Внимание! Для четных вариантов (по первой цифре, приведенной в табл. 4.2) - найти переходную характеристику по управляющему воздействию U_З; для нечетных - по возмущению Н_З.

Таблица 4.2

Исходные данные

Первая цифра	Параметры элементов САУ
	Преобразователь		Двигатель				Измеритель силы			Редуктор
	kТ.П.	TТ.П., с	kД, рад/с·В	TЯ, с	TМ, с		kП.С,В/Н		kР
1	12	0,03	3,6	0	0,20		0,05		0,05
2	50	0,02	2,8	0	0,25		0,10		0,07
3	20	0,05	1,4	0	0,31		0,06		0,06
4	25	0,01	0,8	0,08	0,43		0,08		0,11
5	27	0,02	1,0	0,03	0,18		0,07		0,02
6	30	0,03	1,6	0,06	0,13		0,03		0,04
7	35	0	3,0	0,10	0,24		0,12		0,08
8	15	0,06	4,4	0	0,22		0,02		0,10
9	18	0	4,2	0	0,10		0,01		0,03
0	40	0	1,3	0,90	0,06		0,01		0,12
Первая цифра	Параметры процесса резания			Эквивалентная упругая система (ЭУС)
	TР, с	VО, м/мин	HО, мм	ωО, рад/с		ξ*		с, Н/м
1	0	110	1,0	240		0,7		3·106
2	0	140	1,5	310		0,6		5·105
3	0	90	0,5	340		0,5		4·105
4	0,005	150	1,2	-		-		1·105
5	0,007	120	2,0	-		-		2·105
6	0,002	220	1,6	-		-		9·104
7	0	170	1,1	250		0,6		6·104
8	0	160	1,4	190		0,8		4·104
9	0,008	180	2,6	180		0,5		3·104
0	0	90	2,2	120		0,8		8·104
*ξ – коэффициент затухания колебаний.
Примечание. Для всех вариантов приняты следующие параметры: коэффициент усиления электронного усилителя 6 взять равным 50, постоянной времени пренебречь; продольная подача 0,17 мм/об; коэффициент и показатели степени в силовых зависимостях: СР= 3000,хР= 0,9,уР= 0,65, п = -0,1; при расчетах для согласования размерностей скорости перемещения суппорта и продольной подачи принять диаметр обрабатываемой детали 80 мм.