Необходимость регулирования динамических и силовых параметров процесса обработки возникает при частотах вращения расточного инструмента одностороннего резания (РИОР), близких к предельным значениям, а также при значительном рассеивании величин припуска на обработку и твердости материала заготовки. Регулирование производится системой ЧПУ станка и основано на прогнозировании ситуации по величине наибольшего увеличения крутящего момента или мощности привода главного движения (ПГД) постоянного тока в момент врезания РИОР в заготовку относительно уровня холостого хода.

      При врезании РИОР фиксируются контролируемые параметры процесса обработки и сравниваются с заданными уровнями значений

      Наименьший D A_В.П и наибольший D AВ.Т уровни определяют недопустимые значения изменения контролируемого параметра, когда величина силы резания по тем или иным причинам, связанным с колебанием припуска на обработку, твердостью материала заготовки или износом РИОР, не соответствует заданным значениям. Например, в случае малого припуска на обработку сила резания недостаточна (соответствует наименьшему уровню значений параметра D A_В.П) для обеспечения стабильности положения РИОР в процессе растачивания и, следовательно, точности отверстий. С другой стороны слишком большое значение силы резания (соответствует наибольшему уровню значений параметра D A_В.Т) также оказывает отрицательное влияние на качество обработки и даже может привести к поломке рабочих элементов РИОР.

      Управляющее воздействие при выявлении условий (1) и (2) в момент врезания РИОР в заготовку направлено на защиту РИОР от перегрузки и поломки путем аварийного прекращения процесса обработки с выводом РИОР в исходное положение.

      В диапазоне между наименьшим D A_В.П и наибольшим D A_В.Т установлены один (A_В.1) или два (D A_В.1, D A_В.2) рабочих уровня контролируемого параметра врезания. В результате исследований и практики эксплуатации станков 2К810ПМФ2 и 2570ПМФ4 с УЧПУ, специальных агрегатных отделочно-расточных станков с программируемым контроллером ПК-МБ570 установлено, что при количестве рабочих уровней больше двух точность растачивания не возрастает, а эффективность обработки из-за дополнительных управляющих воздействий может при этом снизиться. Если предшествующие операции позволяют обеспечить относительно стабильные параметры заготовки, то достаточен всего один рабочий уровень, в противном случае необходимо два рабочих уровня. Количество рабочих уровней устанавливается опытным путем с учетом реальных условий изготовления заготовок. Для первой, второй и третьей рабочих зон, определяемых соответственно неравенствами (3), (4) и (5), устанавливаются параметры режимов резания (рабочая подача и частота вращения РИОР) из следующих условий:

      Параметры режимов обработки для каждой рабочей зоны предварительно устанавливают с учетом условий обработки на основе экспертных оценок из диапазона рекомендуемых значений [1]. Практика назначения подачи и частоты вращения РИОР для рабочих зон показывает, что разница их значений в смежных зонах не должна превышать 15 % и 10 % соответственно. Превышение указанных значений, как правило, приводит не только к снижению производительности обработки, но и к изменению условий резания, например, к образованию нароста на рабочих элементах или снижению эффективности стружкодробления. Следует отметить, что обработка отверстий с переменными режимами резания не обеспечивает равные средние значения сил резания в каждой рабочей зоне, но позволяет уменьшить разницу силовых параметров в указанных зонах до 25 % (при двух рабочих уровнях — до 50 %).

      Конкретные значения уровней D A_В.П, D A_В.Т определяют только экспериментально на этапе наладки станка, так как расчет пиковых значений контролируемого параметра ПГД в момент врезания РИОР в заготовку является трудоемкой задачей. Для определения значений параметров D A_В.П, D A_В.Т производят обработку от двух до десяти заготовок, которые предварительно подбирают по диаметру растачиваемого отверстия и твердости материала заготовки, а затем разбивают на две группы. Первая группа заготовок имеет наименьшие значения припуска на обработку и твердости, а вторая — наибольшие значения припуска на обработку и твердости в пределах их допуска. Затем производят поочередно обработку заготовок двух групп и фиксируют наименьшие D A_В.П и наибольшие D A_В.Т значения контролируемого параметра в каждой группе при условии достижения требуемого качества обработки.

      Значения рабочих уровней D A_В.1, D A_В.2 рассчитывают на основе параметров D A_В.П, D A_В.Т. При одном рабочем уровне его величину определяют с помощью уравнения

      Регулирование динамических и силовых параметров процесса обработки отверстий позволяет повысить точность (до 30 %) и производительность растачивания, а также способствует защите РИОР и кондукторной втулки от перегрузки и повреждений. Важным преимуществом растачивания отверстий с переменными значениями рабочей подачи является уменьшение микронеровностей калибрующей кромки режущего элемента при его износе. Установлено, что регулирование динамических и силовых параметров обработки при растачивании отверстий малого диаметра (в диапазоне 8...25 мм), а также при обработке заготовок из цветных металлов и сплавов возможно только на основе контроля мощности ПГД. В качестве примера в таблице приведены в оптимальные по точности растачивания отверстий значения параметров D A_В.П, D A_В.Т (контроль крутящего момента ПГД) для некоторых случаев обработки РИОР.

      Регулирование динамических и силовых параметров процесса обработки отверстий позволяет повысить точность и производительность растачивания до 30 %, а также надежность защиты РИОР и кондукторной втулки от перегрузки и повреждений. Кроме того, растачивание отверстий с переменными значениями рабочей подачи снижает интенсивность образования микронеровностей калибрующей кромки режущего элемента при его износе, что способствует повышению технологической стойкости инструмента.

      Литература

      1. Джугурян Т.Г., Пупин А.П., Собакин А.В. Прецизионное растачивание ступенчатых отверстий // СТИН. - 1994. - № 3. - С. 26 - 27.

Copyright © 1998-1999 Odessa State Polytechnic University. All Rights Reserved.