Различаются шлифовальные станки с ЧПУ от устройств, имеющих ручное управление тем, что обеспечение производительности работ на станке с ЧПУ часто не зависит от самого процесса шлифования. Оно в большей степени зависит от уменьшения времени, затраченного на обработку металла и запрограммированного автоматического управления процессом шлифовальных работ.

Шлифовальные станки с ЧПУ подходят, как правило, для окончательного чистового обрабатывания поверхностей деталей различными абразивами, алмазными кругами. Такая обработка производится путем снимания верхних слоев металла, чтобы придать поверхностям наилучшую чистоту.

Такими шлифовальными устройствами производятся следующие операции:

• обдирка;
• разрезание;
• отрезка заготовок;
• точное обрабатывание вращательных поверхностей, зубчатых колес, заточку различных инструментов.

О типах шлифовальных устройств

Обычно системы с числовым запрограммированным управлением устанавливают на устройства такого типа:

• плоско-шлифовальные для обрабатывания обычных плоскостей;
• кругло-шлифовальные устройства, для шлифовки коленчатых валов;
• внутришлифовальные станки для профильной шлифовки отверстий;
• точильно-шлифовальные, для затачивания инструментов станочного и ручного типа, зачистки деталей, обработки сварных или простых конструкций;
• контурно-шлифовальные;
• заточные, для слесарных работ, типа снятия фасок, заусенцев, затачивания любых инструментов, вплоть до заточки фрез разного вида и сверл;
• бесцентрово-шлифовальные виды устройств, для врезной и непрерывно-сквозной шлифовки.

О технических особенностях некоторых устройств с ЧПУ

Изготовление подобных станков для работ по шлифовке бывает связано с определенными сложностями, которые характеризуются такими техническими факторами:

• с одного боку, необходимо добиваться хорошего качества и довольно высокой точности шлифовальных работ, с наименьшим рассеиванием по размерам кругов;
• с другого, необходимо учитывать погрешность в точных размерах шлифовального рабочего круга, зависимые от его износа.

В таких случаях требуется, чтобы на подобном шлифовальном станке ЧПУ, имелись специальные механизмы для автоматического компенсирования изнашиваемости этого инструмента. Подобные механизмы призваны компенсировать (возместить):

• некоторую деформацию;
• небольшую погрешность в температурном режиме;
• изменения в припусках, допустимых на обрабатываемых заготовках;
• любые погрешности станочных приспособлений по заданным координатам.

Важно. Для таких кругло-шлифовальных типов устройств, к примеру, эти механизмы могут обеспечить постоянную возможность измерения размера заготовки по диаметру во время ее обработки. Причем погрешность в измерении не превысит больше 2·10 -5 мм. Продольное же перемещение такого стола контролируется, имея погрешность всего 0.1 мм.

Обычно для шлифовочного типа устройств употребляют специальные системы CNC (от англ. ЧПУ), управление которыми реализовывается по ординатам от 3 до 4. А если в станках задействовано несколько шлифовочных кругов, то такое управление будет производиться по 5-6-8 разным ординатам. Причем взаимодействие оператора со встроенной системой ЧПУ часто производится в режиме диалога при помощи дисплея. К тому же для повышения надежности такие системы обустраиваются специальными диагностическими модулями.

О системах ЧПУ

С целью корректного управления механизмами для правки в станках употребляются такие программные системы, которые:

• являются замкнутыми для компенсирования температурных деформаций и геометрических неточностей;
• имеют возможность измерения с хорошей разрешающей способностью, для обеспечения небольших допусков на точное позиционирование;
• имеют возможность автоматической компенсации изнашиваемости круга;
• смогут управлять частотой кругового вращения, скоростью подач.

При управлении подобными системами ЧПУ возможно координировать функционирование многокоординатных бесцентрово-кругло-шлифовочных устройств. Для этого встроенной системой употребляются специальные модули, рассчитывающие:

• любые траектории шлифовочных приспособлений;
• необходимые корректировочные действия;
• взаимосогласованный диалог оператора с обслуживающим устройством.

Важно. Существование многокоординатных систем ЧПУ придает больше универсальности этим производственным устройствам, позволяет эффективно воздействовать на любые процессы шлифовки.

О кругло-шлифовочных устройствах

В любых шлифовальных станках ЧПУ, наибольший производимый эффект достигается при обработке поверхностей одной установкой специальных многоступенчатых деталей, например:

• шпинделей закрепления заготовок;
• валов электрических двигателей;
• турбинных элементов;
• редукторов регулирования вращательных частот.

В таких случаях производительность значительно повышается при снижении дополнительного времени, которое предназначено для:

• устанавливания требуемых заготовок и снятия уже обработанных готовых изделий;
• переустановки с целью последующего обрабатывания шейки вала;
• необходимых измерений.

На этих кругло-шлифовальных числовых станках запрограммированная обработка различных многоступенчатых валов достигает конца при сокращении времени почти в 1,5-2 раза, если сравнивать их со станком обычного управления.

О типах бесцентрово-шлифовальных устройств

Станки этого вида обычно используются для:

• обрабатывания различных деталей, любой длины, с большими или маленькими диаметрами;
• шлифовки деталей с достаточно сложными внешними профилями.

У этих станков обычно бывает высокая производительность и очень точная обработка. Но, к сожалению, для мелкосерийных и небольших индивидуальных производств их использование затруднительно, так как довольно сложно делать переналадку этих устройств, так как для этого потребуются значительные временные затраты, обслуживающий персонал, имеющий высокую квалификацию.

Такие сложности связаны с технологическими особенностями этих шлифовочных станков, к примеру:

• существование в них ведущих, шлифовочных заточных кругов;
• наличие специальных правящих устройств, которые обеспечивают придание необходимых конфигураций поверхностям любых кругов (шлифовочного и ведущего вида);
• фиксация закрепления опорного вида специальных ножей;
• присутствие механизмов для компенсирования подач нужного типа кругов, обрабатывания изделий;
• установка требуемого положения для загрузочно-разгрузочных видов устройств.

О торце-кругло-шлифовочных устройствах с ЧПУ

Обычно, в устройствах, управляемых программами, предусматривают большое число координат. К примеру, в шлифовальном приспособлении этого типа может быть до 10 управляемых ординат, из них три основных и минимум шесть вспомогательных для лучшего позиционирования:

• осевой ориентации заготовок относительно круга;
• смещения бабки заднего типа для корректировки и обработки заготовок;
• правки кругов для обеспечения возможности обработки любых профилей;
• осей устройства для активного контроля;
• лучшего поворота столов для обрабатывания конусов.

Для обработки разного вида геометрических форм изделий шлифовальными станками ЧПУ, установлены специальные программы:

• диспетчер выбора режимов;
• специальный модуль, управляющий приводом;
• определяющий координаты точек интерполятор.

При серийном производстве такие шлифовальные станки с ЧПУ используются с применением программных систем, что дает возможность для гибкой настройки цикла правки, шлифовки, существенно влияет на скорость переналадки станков и обрабатывания самых разных деталей. К тому же такие многокоординатные системы придают больше универсальности станкам, стабильной эффективности управления всеми процессами.

Системами ЧПУ оснащают плоскошлифовальные, кругло- и бесцентрово-шлифовальные и другие станки. При создании шлифовальных станков с ЧПУ возникают технические трудности, которые объясняются следующими причинами. Процесс шлифования характеризуется, с одной стороны, необходимостью получения высокой точности и качества поверхности при минимальном рассеянии размеров, с другой стороны, - особенностью, заключающейся в быстрой потере размерной точности шлифовального круга вследствие его интенсивного изнашивания в процессе работы. В этом случае в станке необходимы механизмы автоматической компенсации изнашивания шлифовального круга.

ЧПУ должно компенсировать деформации системы СИД, температурные погрешности, различия припусков на заготовках, погрешности станка при перемещении по координатам и т.д. Измерительные системы должны иметь высокую разрешающую способность, обеспечивающую жесткие допуски на точность позиционирования. Например, в круглошлифовальных станках такие приборы обеспечивают непрерывное измерение диаметра заготовки в процессе обработки с относительной погрешностью не более 2х10 -5 мм. Контроль продольных перемещений стола осуществляется с погрешностью не более 0,1 мм.

Для шлифовальных станков используют системы типа CNC с управлением по трем-четырем координатам, но в станках, работающих несколькими кругами, возможно управление по пятишести и даже по восьми координатам. Взаимосвязь между оператором и системой ЧПУ (CNC) шлифовального станка в большинстве случаев осуществляется в диалоговом режиме с помощью дисплея. В системе управления применяются встроенные диагностические системы, повышающие надежность станков.

Наиболее распространены круглошлифовальные станки с ЧПУ, дающие максимальный эффект при обработке с одной установки многоступенчатых деталей типа шпинделей, валов электродвигателей, редукторов, турбин и т.д. Производительность повышается в основном в результате снижения вспомогательного времени на установку заготовки и съем готовой детали, на переустановку для обработки следующей шейки вала, на измерение и т.д. При обработке многоступенчатых валов на круглошлифовальном станке с ЧПУ достигается экономия времени в 1,5 - 2 раза по сравнению с ручным управлением.

Бесцентровые круглошлифовальные станки эффективно применяют при обработке деталей малого и большого диаметров без ограничения длины, либо тонкостенных деталей, а также деталей, имеющих сложные наружные профили (поршень, кулак и т.д.). В условиях массового производства эти станки характеризуются высокой производительностью и точностью обработки. В мелкосерийном и индивидуальном производстве применение таких станков ограничено из-за трудоемкости переналадки. Расширение областей применения бесцентровых круглошлифовальных станков сдерживают два фактора: большие затраты времени на правку кругов и сложность наладки станка, что требует значительных затрат времени и высокой квалификации персонала. Это объясняется тем, что в конструкции этих станков существуют шлифовальный и ведущий круги; устройства правки, обеспечивающие придание соответствующей формы поверхностям шлифовального и ведущего кругов; возможность установки положения опорного ножа; механизмы компенсационных подач шлифовального круга на обрабатываемую деталь и на правку, а также ведущего круга на деталь и на правку; установка положения загрузочного и разгрузочного устройств.

Применение СЧПУ позволило управлять многокоординатным функционированием бесцентровых круглошлифовальных станков. В системе управления станком используют программные модули, которые рассчитывают траектории инструмента (круга, алмаза), его коррекцию и взаимодействие с человеком. Для обработки деталей с различными геометрическими формами (конус, шар и др.) создается программное обеспечение: диспетчер режимов, интерполятор и модуль управления приводами.

При обработке и правке число сочетаемых управляемых координат может доходить до 19, в том числе по две-три координаты отдельно для правки шлифовального и ведущего кругов.

В условиях серийного производства применение СЧПУ обеспечивает гибкое построение цикла шлифования и правки, что позволяет быстро переналаживать станки на обработку других изделий.

Наличие многокоординатной системы ЧПУ обеспечивает большую универсальность станка, малые величины подачи кругов, что позволяет эффективно управлять процессами шлифования и правки.

СЧПУ бесцентровых круглошлифовальных станков строится по агрегатному принципу (например, на станках японских фирм). На станке возможна установка любого из четырех вариантов управления станком от СЧПУ:

• одна управляемая координата - поперечная подача шлифовального круга;
• две управляемые координаты - поперечная подача шлифовального круга и правящего алмаза в целях их синхронизации;
• три управляемые координаты - поперечная подача шлифовального круга, а также поперечная и продольная подачи алмаза при его правке;
• пять управляемых координат - поперечная подача шлифовального круга, а также поперечная и продольная подачи алмазов при правке шлифовального и ведущего кругов.

Использование СЧПУ для управления бесцентровыми круглошлифовальными станками позволяет существенно упростить конструкции ряда механических узлов: устройств правки (в результате отказа от копирных линеек, механизмов подачи алмазов и т.д.), приводов продольного перемещения устройств правки, механизмов тонкой подачи шлифовального и ведущего кругов, контрольных и контрольно-подналадочных устройств и др.

Контрольные вопросы

1. Каковы технические трудности создания шлифовальных станков с ЧПУ?
2. Какими системами ЧПУ оснащают шлифовальные станки?

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 2-36 03 31

«Монтаж и эксплуатация электрооборудования»

Дисциплина: «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий»

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4

Исследование электрооборудования и схемы

управления шлифовального станка модели 3А161

Электрооборудование предприятий и гражданских зданий

Методические указания по выполнению практической работы № 4

Разработал преподаватель ГГПТК «машиностроения» Осадчий В.А.

Методические указания обсуждены и утверждены на заседании методической комиссии колледжа_____________

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №4 Исследование электрооборудования и схемы

Управления шлифовального станка модели 3А161

Цель работы: Изучитьпринцип работы электрооборудования и схемы

управления шлифовального станка модели 3А161,методику расчета и выбора электродвигателя главного движения.

Задачи работы

1. Изучить основные понятия шлифовального станка, их характе­ристики, принципы пуска и регулирования, режимы работы.

2. Изучить принципы выбора электрооборудования шлифовального станка.

3. Изучить схему устройства и управления шлифовального станка.

Методические указания

Общие сведения

Шлифовальные станки получили распространение во всех отраслях промышленности в качестве станков общего и специального назначения.

На них можно выполнять как черновое, так и чистовое шлифование плоских, цилиндрических, зубчатых и других поверхностей с помощью аб­разивных кругов.

Основными технологическими узлами всех шлифовальных станков яв­ляются: шлифовальная бабка со шпинделем и шлифовальным кругом, сис­тема привода и передач, рабочий стол.

Шлифовальная бабка размещается на станине горизонтально или верти­кально в зависимости от вида станка.

Для закрепления инструмента (шлифовального круга) предназначен шпиндель.

Перемещение шпиндельной бабки по направляющим вдоль своей оси горизонтально или вертикально.

Шпинделю сообщается вращательное главное движение от отдельного электропривода.

Привод.

Патрон получает вращение от электродвигателя через плоскоременную передачу и предназначен для крепления круглых деталей.

Главное движение шлифовальному кругу сообщается от главного элек­тродвигателя через клиноременную передачу.

На внутришлифовальных станках обработка ведется небольшими кру­гами, поэтому в них применяются ускоряющие передачи от двигателя к шпинделю или специальные высокоскоростные двигатели, встраиваемые в корпус шлифовальной бабки. Такие устройства, объединяющие двигатель и шлифовальный шпиндель конструктивно в один узел, называются электрошпинделем.

В качестве привода вспомогательных механизмов применяются АД с КЗ-ротором. Примерами таких механизмов являются насосы гидравлики, охлажде­ния, смазки и другие.

Принципиальная электрическая схема управления ЭП круглошлифовального станка модели ЗА161 (рис. 1, 2, 3)

Назначение. Для управления и защиты ЭП круглошлифовального станка.

Примечание - Этот станок предназначен для наружного шлифования ци­линдрических поверхностей изделий длиной до 1000 мм и диаметром до 280 мм, наибольший диаметр шлифовально­го круга 600 мм; на задней бабке стола установлен прибор для правки шлифовального круга алмазом.

Основные элементы схемы.

ДШ, ДГ, ДН и ДИ - приводные двигатели шлифовального круга, гид­росистемы, насоса смазки и изделия.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема питания шлифовального станка модели ЗА161

Примечания:

1. ДШ - асинхронный двигатель с КЗ-ротором, мощность 7 кВт, угловая скорость 98 рад/с; за счет смены шкивов клиноременной передачи можно получить два значения угловой скорости кру­га 111 и 127 рад/с.

2. ДИ - двигатель постоянного тока параллельного возбуждения типа ПБС-22; мощность 0,85 кВт; угловая скорость плавно регули­руется в пределах от 35 до 250 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю от МУ.

3. ДГ- асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 1,7 кВт; угловая скорость 93 рад/с.

4. ДН- асинхронный двигатель с КЗ-ротором; мощность 0,125 кВт; угловая скорость 280 рад/с.

МУ - магнитный усилитель (в комплекте с ЭП типа ПМУ-5М).

Примечание - Усилитель собран по трехфазной мостовой схеме и име­ет 6 рабочих обмоток (w p), включенных последовательно с диодами Д1...Д6; диоды предназначены для выпрям­ления переменного тока и, одновременно, для обеспече­ния внутренней положительной обратной связи по току;

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема управления ЭП шлифовального

станка модели ЗА 161

w y 1 - обмотка управления задающая; w y 2 - обмотка управления, обеспечивающая положитель­ную обратную связь по току якоря двигателя; w y 3 - обмотка управления, обеспечивающая смещение в МУ. ВШ и ВП2 - выпрямители положительной обратной связи по току и

питания обмотки возбуждения двигателя изделия (ОВДИ). ЭмО и ЭмДП - электромагниты отвода и доводочной подачи. КШ, КГ, КН, КИ и КТ - контакторы управления электродвигателями шлифовального круга, гидросистемы, насоса охлаждения, изде­лия и торможения.

РОП - реле отсутствия питания в ОВДИ.

РП1 и РП2 -реле промежуточные чистовой обработки и отвода. РВ - реле времени, для обеспечения времени «выхаживания». РД - реле давления масла в гидросистеме. Примечания: 1. Стол станка движется гидравликой возвратно-поступательно (продольная подача) со скоростью от 100 до 600 мм/мин; реверсирование стола в конце каждого хода переключением золотника гидроцилинд­ра при помощи упоров, установленных на столе.

2. Поперечная подача шлифовальной бабки при наладочных работах выполняется вручную, а при автоматической работе - от системы гидравлики и управляется электромагнитами (ЭмО и ЭмДП). РКС - реле контроля скорости. ПЗ - потенциометр задающий. Rl, R2, R3, Rд - резисторы регулировочные.

Органы управления.

Кн.ПШ, Кн.ПГ, Кн.ПИ - кнопки «пуск» двигателей ДШ, ДГ, ДИ. Кн.СО, Кн.СИ - кнопки «стоп» общая и ДИ.

ВН, ВА1, ВИ - выключатели режимов работы («РУ» - ручное управ­ление, 0, «АР» - автоматическая работа).

ВА2 - выключатель («упор»-0-«скоба») для выбора режима работы. ВАК - выключатель прибора активного контроля (АК). Примечание - Прибор АК дает 2 команды: на чистовую обработку и на быстрый отвод.

ВО- выключатель местного освещения, для выключения лампы ос­вещения (ЛО).

МПО, МПД - микропереключатели отвода и доводки.

Режимы управления.

Автоматический - от ВН, ВИ, ВА1, ВА2, АК и «выхаживание». Наладка - вручную.

Работа схемы.

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (включен выключатель линейный ВЛ), при этом подключаются (рис. 4.6-4): силовые цепи ДШ, ДГ и ДН; схема ПМУ-ДП; трансформаторы Тр.1 и Тр.2; цепи электромагнитов ЭмО и ЭмДП. Сис­тема гидравлики заполнена и приготовлена. От Тр.1 получает питание схема управления (рис. 2), а от Тр.2 - выпрямитель ВП2 (рис. 3), подключается цепь ОВДИ. РОП - готовится цепь КИ (РОП). Кн.ПГ - собирается цепь КГ .

КГ - подключается к сети (ДГ) (КП1...3) и пускается, в системе гидравлики давление повышается (РД - замкнут), готовится цепь КШ ;

Готовится цепь КШ (КГ:4);

Становится на самопитание (КГ:5).

Кн.ПШ - собирается цепь КШ .

КШ - подключается к сети ДШ (КШ: 1...3) и пускается,

Готовится цепь автоматической работы КИ (КШ:4),

Становится на самопитание, готовится цепь ручного управления КН (КШ: 5)

Рис. 3. Система ПМУ-Д шлифовального станка модели ЗА161

Работает гидронасос, вращается шлифовальный круг, подключена обмотка возбуждения ДИ.

Автоматическая работа.

Установить выключатели: ВН, ВИ и ВА1 - «Автоматическая работа»,

ВА2 - «упор», ВАК - «отключено», ВО - «вкл.» При этом засвечивается лампа местного освещения «ЛО». Примечание - Работа осуществляется в следующей последовательности:

Быстрый подвод к изделию шлифовальной бабки гидро­приводом, включение ДИ и ДН;

Шлифование при черновой подаче, а затем переход на чистовую подачу с работой «до упора»;

Автоматический отвод шлифовальной бабки и выключе­ние ДИ и ДН.

Начало процесса обработки производится наклоном на себя ГРУ (глав­ной рукоятки управления) станком. При этом гидросистема быстро подво­дит шлифовальную бабку до нажатия кулачком механизма врезания круга на микропереключатель (МГШ), собираются цепи КН и КИ . Установить ГРУ в «нулевое» положение.

КН, КИ - подключается к сети ГДН (КН: 1.. .3) и пускается,

Блокируется цепь) КТ (КН:4),

Подключается к сети МУ и ДИ (КИ: 1...3),

Блокируется повторно цепь КТ (КИ:5).

Работает насос охлаждения, включается гидропривод стола, начинает вращаться ДИ, при этом:

В заданную обмотку (w Y 1) поступает сигнал (U 3 - U OOC), равный разно­сти заданного (U 3) и обратной связи (Uooc), снимаемого с якоря двига­теля.

Примечание - Угловая скорость двигателя регулируется изменением U 3 посредством перемещения общей рукоятки рези­сторов ПЗ и R2.

В обмотке положительной обратной связи (w Y 2)сигнал пропорциона­лен току якоря (U П OC).

В обмотке смещения (w Y 3)сигнал смещения (U СМ) задается резистором R3. Таким образом, осуществляется автоматический разгон ДИ до выхода на естественную характеристику (w H 0 M), начата черновая обработка, сработа­ет «РКС» и подготовит цепь КТ| (РКС).

По окончании черновой обработки кулачок механизма врезания шлифо­вального круга нажимает на микровыключатель (МДП), собирается цепь РП1.

РП1 - подключается ЭмДП (РП1) и переключает золотник гидро­привода шлифовальной бабки на уменьшение скорости посту­пательного движения. Осуществляется чистовое (доводочное) шлифование.

По достижении заданного размера изделия нажимается микропереклю­чатель отвода (МПО), собирается цепь РП2 .

РП2 - подключается ЭмО (РП2:1) и переключает золотник гидро­привода на быстрый отвод.

При возвращении шлифовальной бабки в исходное положение размыка­ется микропереключатель (МПИ), а следовательно, и цепи КИ и КН.

Отключаются от сети и останавливаются двигатели ДИ и ДН.

Шлифование закончено.

Работа с прибором АК. (Установить ВА2 - «скоба», ВАК - «АК»).

Работа со «скобой» осуществляется так же как и «до упора», команды те же, но поступают они от прибора активного контроля (АК).

Выхаживание.

Если в цикл работы круглошлифовального станка включена операция «выхаживание», т.е. шлифование с выключенной подачей, то в схему (рис. 1) вводится реле (РВ) времени (прерывистая линия), контакт кото­рого включается в цепь ЭмО вместо контакта РП2:1.

Реле времени контролирует продолжительность «выхаживания».

Наладка. (Установить ВН, ВИ, ВА1 - «ручное управление», а ВА2 -«упор»), работает ДГ, остановлен ДШ.

Включение ДИ производится нажатием Кн.ПИ, а остановка - Кн.СИ. Кн.ПИ - собирается цепь КИ .

КИ - подключается МУ и ДИ к сети (КИ: 1...3) и пускается,

Становится на самопитание (КИ:4),

Блокируется цепь КТ (КИ:5).

Двигатель быстро разгоняется, срабатывает РКС и готовит цепь КТ (РКС).

Кн.СИ - размыкается цепь КИ.

КИ - отключается ДИ от сети (КИ: 1.. .3),

Собирается цепь КТ (КИ:4).

КТ - происходит процесс динамического торможения ДИ, а при скорости, близкой к «нулю» РКС отключит КТ.

Защита.

От токов КЗ - силовые цепи (Пр.1, Пр.2, Пр.З) переменного тока;

Цепь управления (Пр.5),

Цепь освещения (Пр.4).

От перегрузки - двигатели (РТШ, РТГ, РТИ).

Блокировки.

Невозможность пуска при отсутствии давления в гидросистеме (РД), при отсутствии питания в цепи возбуждения (РОП), при торможении (КТ:2).

Питание.

3 ~ 380 В, 50 Гц - силовая сеть переменного тока. Выпрямленный ток - цепи постоянного тока (ДИ, ОВДИ). 1 ~ 220 В, 50 Гц - цепи управления.

ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ СТАНКА

Для шлифовальных станков Мощность резания зависит от вида шлифования.

При шлифовании периферией круга мощность определяется по формуле:

P Z = C P ∙v u ∙t∙S 0 ∙d, кВт, (1)

при шлифовании торцом круга:

P Z = C P ∙v u ∙t∙B, кВт, (2)

где C P - коэффициент, характеризующий материал изделия и твердость круга; v u - окружная скорость детали или скорость движения стола, м/мин; t - глубина шлифования, мм; S 0 - подача в направлении оси шлифовального круга (поперечная) в миллиметрах на один оборот детали или стола станка или на один ход стола; d - диаметр шлифования, мм В - ширина шлифования, мм.

При плоском шлифовании глубина шлифования назначается в пределах 0,005…0,015 мм при чистовых проходах и 0,015…0,15 мм при черновых прохо­дах. Поперечная подача зависит от ширины круга и назначается на чистовых проходах 0,2…0,3, а на черновых 0,4…0,7 его ширины. Скорость продольной подачи заготовки назначается в пределах от 3 до 30 м/мин.

Качество обработки шлифованием в большой степени определяется степенью соответствия реальных параметров процесса оптимальным. По причине износа и правок шлифовального круга его диаметр изменяется, что вызывает изменение скорости резания и нарушение оптимальных условий обработки. Для стабилизации скорости резания на оптимальном уровне независимо от величины износа шлифовального круга и предназначена данная САУ.

Шлифовальный круг 1 установлен на шпинделе инструментальной бабки 2, имеющей устройство правки с правящим инструментом 3. Суппорт 4 правящего устройства связан с потенциометром 5, выполняющий функции преобразователя перемещения. Двигатель 6 главного движения является регулируемым двигателем постоянного тока и имеет тахогенератор7. Тиристорный преобразователь 8 предназначен для питания двигателя 6. В САУ входят также сравнивающее устройство 9, суммирующее устройство 10 и усилитель 11.

При работе САУ на вход суммирующего устройства 10 подается задающий сигнал в виде напряжения U о. С потенциометра 5 поступает на другой вход устройства 10 сигнал U, пропорциональный величине износа шлифовального круга 1. Суммарный сигнал через усилитель 11 подается на вход этого устройства, поступает сигал обратной связи тахогенератора 7, а напряжение ошибки поступает на вход тиристорного преобразователя 8 питания двигателя 6.

Во время правки круга 1 увеличивается напряжение , увеличивается ошибка, вырабатываемая сравнивающим устройством 9. В результате усиливается напряжение тиристорного преобразователя 8 и повышается угловая скорость двигателя 6 так, чтобы скорость резания соответствовала заданной. При повышении скорости двигателя увеличивается напряжение на выходе тахогенератора 7 и ошибка САУ уменьшится до порога чувствительности. Угловая скорость шлифовального круга стабилизируется на новом уровне и, таким образом, скорость резания остается постоянной.

7. Система автоматического управления гидросуппортом токарного станка.

Гидравлические копировальные устройства, применяемые на токарных станках, предназначены для автоматизации процесса обработки сложных фасонных поверхностей деталей машин, имеющих, как правило, круглое поперечное сечение.

О
брабатываемая деталь 1 установлена в патроне 2 в заднем центре токарного станка. Резец 4 закреплен в резцедержателе каретки 5, связанной со штоком цилиндра 6 и расположенной на направляющих суппорта 7. С копиром 8 взаимодействует щуп 9 однокромочного золотника 10. Полости А и В цилиндра 6 соединены между собой постоянным дросселем 11.

При обработке детали 1 сообщается вращение для создания скорости резания, в суппорте 7 – движение продольной подачи. Рабочая жидкость под давлением проводиться в полость А цилиндра и через постоянный дроссель 11 попадает в полость В, откуда через щель золотника 10 на слив. На схеме видно, что величина давления в полости Б определяется открытием щели золотника 10 и величиной проводимости постоянного дросселя 11.

В нейтральном положении (при неподвижном гидросуппорте) давление в полостях А и Б таково, что поддерживается равновесие цилиндра 6.

P A F A =P Б F Б

При прохождении щупа 9 по копиру 8 изменяется осевое открытие щели золотника 10, а следовательно и давление полости Б. цилиндр 6 перемещается и перемещает корпус золотника 10. Это перемещение происходит до тех пор, пока вновь не установится равновесное состояние. Таким образом, цилиндр 6 с резцом 4 полностью отрабатывает перемещение, заданное копиром 8 и на заготовке 1 формируется заданная поверхность.

В САУ гидросуппорта в качестве объекта управления входит процесс в замкнутой технологической системе станка.