Управление процессом достижения точности диаметральных размеров на МЦС с ЧПУ

Ранее указывалось, что взаимозаменяемый расточной инструмент (резцовые блоки, расточные оправки и борштанги обычной конструкции) в условиях автоматической работы в условиях ГПС не обеспечивает требуемую точность диаметральных размеров.

С целью повышения точности растачивания необходимо иметь возможность осуществления автоматической настройки расточного инструмента в радиальном направлении после его установки в шпиндель станка. Для этого необходимо выполнение следующих условий:

1. Нужно располагать специальной расточной оправкой, конструкция которой позволяла бы осуществлять автоматическую регулировку вылета резца в радиальном направлении по команде системы управления.

2. После установки расточной оправки в шпиндель станка необходимо иметь возможность определять фактический вылет резца относительно оси вращения шпинделя R_ф.

3. Измеренное значение R_ф необходимо сравнивать с заданным настроечным вылетом резца R_н и определять величину необходимой коррекции вылета резца R = R_ф - R_н.

4. Вылет резца нужно корректировать на полученную величину R.

Процесс образования требуемого диаметрального размера в автоматическом режиме можно представить следующей схемой (рис. 13.1). Настройка вылета резца осуществляется при помощи системы автоматической настройки (САН). В состав САН входят специальная расточная оправка 4, радиальное положение резца 1 в которой может регулироваться с помощью клинового механизма 2, приводимого от двигателя 5, управляемого блоком временного срабатывания (БВС) 3. Контроль вылета щупа в оправке осуществляется с помощью датчиков Д₁ и Д₂, установленных на столе станка. Расстояние между датчиками А₂ должно быть известно и строго зафиксировано.

Рис. 13.1. Автоматическая размерная настройка расточного инструмента.

После установки расточной оправки в шпиндель приводы станка подводят рабочий стол в измерительную позицию. При движении из исходной точки (ИТ) и касании резцом оправки попеременно датчиков Д₁ и Д₂ с помощью отсчетно-измерительной системы (ОИС) определяется расстояние А₁. Как замыкающее звено размерной цепи «И», оно равно:

А₁ = И = И₁ - И₂ + И₃ + И₄.

Тогда:

` <sub>А1</sub> =` _И =` <sub>И1</sub> +` _И2 +` <sub>И3</sub> +` _И4,

где: А₁, И - размер, связывающий оси оправки при касании ее датчиков Д₁ и Д₂;

_А1, _И - погрешность размера, связывающего оси оправки при касании ее датчиков Д₁ и Д₂;

И₁, И₂ - размеры, определяющие положение оси оправки относительно ИТ при касании ее щупа датчиков Д₁ (размер И₁) и Д₂ (размер И₂); эти размеры фиксируются ОИС;

_И1 = _И2 - погрешности определения размеров И₁ и И₂ ОИС;

они равны погрешности позиционирования шпинделя по координате Х;

_И3 = _И4 - погрешность измерения датчиков Д₁ и Д₂.

После установления размера А₁ определяется фактический вылет резца относительно оси оправки:

;

_А = 0,5( _А2 + _А1),

где: _А2 - погрешность установки датчиков на фиксированное расстояние А₂.

Учитывая вероятностный характер взаимодействия составляющих погрешностей, входящих в _АD, можно записать:

.

После определения R_ф, как указывалось ранее, производится поднастройка расточной оправки на величину R = R_ф - R_н. При поднастройке будет допущена определенная погрешность _пн, обусловленная неточностью работы механизмов и электроаппаратуры, заложенных в конструкцию расточной оправки.

Таким образом, радиальная суммарная погрешность настройки расточной оправки с помощью САН будет равна:

на радиус _R = _А + _пн;

на диаметр _D = 2· _R = 2·( _А + _пн).

Окончательно имеем:

.

Произведем количественную оценку достижимой точности автоматической диаметральной настройки вылета расточного резца с помощью САН (табл. 13.1).

Таблица 13.1.

Количественная оценка достижимой точности

автоматической диаметральной настройки с помощью САН.

№ п/п	Погреш-ность	Количественная оценка
	ПН	Принимаем ПН = 0.002 мм (по данным ЭНИМС)
	Д	Принимаем: И1 = И2 = 0.012 мм; И3 = И4 = 0.005 мм; А2 = 0.005 мм;

Полученный результат свидетельствует о том, что применение САН в условиях ГПС позволяет значительно увеличить точность обработки отверстий по сравнению со взаимозаменяемым расточным инструментом.

Таким образом, использование САН в совокупности со специальными расточными оправками, допускающими тонкую регулировку вылета резца, позволяет производить в автоматическом режиме на МЦС обработку отверстий корпусных деталей, допуск которых задан по 7-8 квалитетам точности (для отверстий Æ30...100мм ТН7 = 0,021...0,035мм; ТН8 = 0,033...0,054мм).