УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ СО СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ РЕЗАНИЯ

Полезная модель может использоваться в машиностроении для обработки деталей типа валов и втулок, закрепленных на оправке.
Известно устройство регулирования силовых параметров процесса резания, содержащее датчик, масштабирующий блок, блок сравнения, блок умножения, блок деления, корректирующий блок, привод подачи, датчик скорости подачи, датчик силового параметра и компьютер (патент РФ RU 2429960, МПК B23Q 15/007, 27.09.2011 г.).
Недостаток заключается в том, что сила резания, толщина среза, зависящая от скорости продольной подачи, вычисляются аналитически на основе большого количества априорных данных, которые изменяются в процессе обработки, что снижает эффективность регулирования. Помимо этого еще используются некоторые предположения. К недостатку следует отнести сложность устройства.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности является устройство для точения деталей со стабилизацией температуры резания, включающее резец для предварительной обработки, имеющий возможность перемещения перпендикулярно оси детали от исполнительного механизма, резец для окончательной обработки, изолированный от станка, расположенные на суппорте станка, и устройство сравнения, вход которого соединен с окончательным резцом и деталью, а выход - с исполнительным механизмом (патент РФ RU 2311265, МПК В23В 1/00, 27.11.2007 г.).
Устройство позволяет сократить цикл обработки за счет одновременной работы двух резцов и повысить стойкость окончательного резца, протачивающего поверхность детали с постоянной температурой резания.
В процессе точения резцы работают в разных условиях нагружения, и стойкость предварительного резца всегда ниже стойкости окончательного резца, так как при своем износе он должен исключить увеличение припуска, снимаемого окончательным резцом, и влияние износа окончательного резца, чтобы температура резания последнего оставалась на заданном уровне. При этом может возникнуть ситуация (например, в случае использования предварительного резца с низкой режущей способностью, обработки детали из материала с верхним пределом физико-химических свойств), когда происходит его увеличенный износ, и при определенной длине радиального перемещения предварительного резца произойдет преждевременный катастрофический износ его режущей кромки, вследствие чего обработка должна быть прекращена.
Технической задачей является повышение стойкости предварительного резца при обеспечении точения окончательного резца с постоянной температурой резания.
Поставленная задача решается тем, что устройство для точения детали со стабилизацией температуры резания содержит резец для предварительной обработки, имеющий возможность перемещения перпендикулярно оси детали от исполнительного механизма, резец для окончательной обработки, изолированный от станка, расположенные на суппорте.
Новым является то, что оно содержит датчик перемещения предварительного резца, блок переключения режимов обработки, регулятор перемещения предварительного резца, регулятор скорости резания окончательного резца, регулятор частоты вращения электродвигателя, при этом первый вход блока переключения подключен к окончательному резцу и детали, а второй вход - к выходу датчика перемещения; первый выход блока переключения соединен с входом регулятора перемещения, выход которого соединен с входом механизма перемещения, а второй выход блока переключения соединен с входом регулятора скорости резания, выход которого подсоединен к входу регулятора частоты вращения, подключенного к двигателю.
На фигуре представлена блок-схема предлагаемого устройства, состоящего из резца для предварительной обработки 1 (предварительного резца), с возможностью перемещения от исполнительного механизма 2, подключенного к регулятору перемещения 3, вход которого соединен с первым выходом блока переключения 4; датчика перемещения (например, индуктивного или пневматического) 5 предварительного резца 1, подключенного к входу блока переключения 4; резца для окончательной обработки 6 (окончательный резец) и детали 7, подключенных к другому входу блока переключения 4; подключенного к двигателю 8 станка регулятора частоты вращения 9, вход которого соединен с выходом регулятора скорости резания 10, а вход последнего соединен с другим выходом блока переключения 4.
Устройство работает следующим образом. „ До начала точения выбирают скорость резания и температуру резания, соответствующую этой скорости, и вводят ее значение в регулятор перемещения 3 и в регулятор скорости резания 10. В патроне 11 станка закрепляют деталь 7. На суппорте 12 жестко крепят исполнительный механизм 2 с предварительным резцом 1, имеющим возможность перемещения перпендикулярно оси детали 7, и изолированный от станка окончательный резец 6. Резцы 1 и 6 настраивают на определенные размеры, после чего устанавливают датчик перемещения 5, настраивают его на максимально допустимую величину перемещения резца 1 и подключают к входу блока переключения 4.
Подключают окончательный резец 6 и деталь 7 к другому входу блока переключения 4, включают блок переключения 4 для регулирования перемещения предварительного резца 1, регулятор скорости резания 10 при этом выключен.
Сообщают вращение п детали 7, движение продольной подачи S суппорту 12 вдоль оси детали 7. В процессе точения происходит радиальный износ обоих резцов, и увеличивается величина припуска, снимаемая окончательным резцом 6, вследствие чего повышается его температура резания. Через токосъемники (не показаны), контактирующие с окончательным резцом 6 и деталью 7, через блок переключения 4 на регулятор перемещения 3 подается сигнал - термоэлектродвижущая сила, величина которой соответствует температуре в зоне резания. Регулятор перемещения 3 непрерывно сопоставляет поступающий сигнал с образцовым сигналом, заданным предварительно и соответствующим требуемой температуре резания, и выделяет сигнал рассогласования, который поступает на исполнительный механизм 2, перемещающий предварительный резец 1 в направлении оси детали 7 на определенное расстояние, что приводит к уменьшению припуска, снимаемого окончательным резцом 6. При этом изменяется тепловыделение в зоне контакта окончательного резца 6 и детали 7, в результате чего температура резания поддерживается на необходимом уровне. При достижении величины перемещения предварительного резца 1 заданной величины датчик перемещения 5 посылает сигнал в блок переключения 4, который отключает регулятор перемещения 3 от входящего сигнала, поступающего из зоны резания окончательного резца 6, и подключает к сигналу регулятор скорости резания. Регулятор скорости резания 10 непрерывно сравнивает поступающий сигнал с образцовым сигналом, заданным предварительно и соответствующим требуемой температуре резания, и выделяет сигнал, который передается на регулятор частоты вращения 9, изменяющий частоту вращения двигателя 8, вследствие чего изменяется скорость резания как окончательного резца 6, так и предварительного резца 1. Тепловыделение в зоне обработки обоих резцов уменьшается, при этом окончательный резец 6 продолжает обработку с постоянной температурой резания, а предварительный резец 1 будет работать с меньшей скоростью резания, которая была установлена до точения, что повышает его стойкость.