Контрольная работа: Технологические системы и управление ими

1. Стабилизировать величину силы резания, т.е. обеспечить условия или =0;

2. Сделать переменной величину жесткости технологической системы var, поставив ее в зависимость от изменяющейся силы резания:

Возможности управления величиной силы резания, например, при точении вытекает из формулы:

Из формулы следует, что компенсировать изменение силы , возникающие в результате колебаний глубины резания, твердости материала в партии заготовок и затупления инструмента, можно изменением подачи или коэффициента , характеризующего условия обработки, т. е. геометрию режущего инструмента, материал режущей части, скорость резания и т. д.

Изменения подачи должны соответствовать условию, полученному из формулы:

Преимущественно использования подачи в качестве управляемого параметра является возможность создания очень тонкого и чувствительного механизма управления упругими перемещениями. Поправка вносится в размер динамической настройки за счет изменения величины самих упругих перемещений, не требуется никаких относительных перемещений частей станка или приспособления, поэтому нет причину для скачкообразных изменений величины вносимой поправки. Размер статической настройки остается неизменным в течение всего времени обработки заготовок между подналадками.

На рис… приведена блок-схема системы адаптивного управления упругими перемещениями при фрезеровании торцевой фрезой в технологической системе вертикально-фрезерного станка путем изменения минутной подачи стола вместе с заготовкой. В соответствии с назначенными режимами резания определяется величина упругих перемещений и во время наладки устанавливается задающим устройством ЗУ. Отклонения силы подачи измеряется датчиком (динамометрическим устройством) Д и в виде электрического сигнала дается через усилитель УС в сравнивающее устройство СУ. В сравнивающем устройстве сигнал сопоставляется с заданной при наладке в задающем устройстве ЗУ величиной, определяется величина и знак рассогласования и этот сигнал как команда на управления подается через усилитель в командное устройство КУ и далее на статорную обмотку двигателя постоянного тока, приводящего в движение механизм подачи стола. В соответствии со знаком управляющего сигнала напряжение на статорной обмотке двигателя увеличивается или уменьшается, в результате плавно изменяется число оборотов двигателя и, следовательно, минутная подача стола станка. Изменение подачи происходит до тех пор, пока не будет достигнуто заданное значение силы .

Недостатком использования подачи для управления упругими перемещениями является неодинаковая шероховатость как на отдельных участках поверхности одной детали так, так и на разных деталях партии. Известно, что с увеличением подачи растет высота остаточных микронеровностей на обрабатываемой поверхности. В ряде случаев этот недостаток удается компенсировать созданием на инструменте дополнительной режущей кромки, параллельной направлению подачи.

Управлять величиной силы резания возможно путем изменения геометрии резания. Принципиальные схемы реализации такой возможности применительно к точению приведены на рис…. Поворотом резца в горизонтальной плоскости вокруг его вершины можно изенять величину главного угла в плане ф1, а поворотами резца в вертикальной плоскости вокруг его продольной оси а-а, проведенной через вершину, можно изменять угол наклона режущей кромки λ и, как следствие, заданной α и передний y углы резания. Эти изменения к соответствующим изменениям величины силы резания и таким образом опосредственно повлияют на величину упругих перемещений в технологической системе.

Для сохранения постоянства величины упругих перемещений можно изменять и жесткость технологической системы в функции силы резания. Для этого в динамическую цепь технологической системы необходимо включить упругое звено с изменяемой жесткостью, управляя которой можно изменять жесткость всей технологической системы. В качестве примера на рисунке приведена схема резцедержателя для токарного резца с переменной жесткостью. Резец 1 опирается на плоскую пружину 2. Эта пружина представляет собой балку на двух опорах. Расстояние между опорами может изменяться вращением винта 3 с правой и левой резьбой, который приводится во вращение электродвигателем. Работой электродвигателя управляет автоматическая система, аналогичная приведенной на рис… Очевидно, что при возрастании силы резания для сохранения постоянной величины упругих перемещений необходимо опоры пружины 2 сближать и наоборот.

42. Доля подготовительно-заключительного времени , приходящаяся на изготовление одного изделия t = /n, зависит от числа и изделий в партии. В условиях крупносерийного и массового производств, когда n очень велико, доля t становится исчезающе малой величиной и ее сокращение практически не влияет на повышение производительности процесса.

В условиях единичного и мелкосерийного производств доля подготовительно-заключительного времени доминирует, достигая порой 70...80 % от tшг к- Поэтому в этом случае сокращение величины приобретает особую актуальность.

Подготовительно-заключительное время включает затраты времени: на получение и ознакомление рабочего с задачей, которую ему необходимо выполнить - на получение и установку на станке режущего инструмента - , и приспособлений, служащих для установки и закрепления обрабатываемых объектов - to, на статическую настройку размерных и кинематических цепей технологической системы - .

Сокращение осуществляется с помощью быстросменных приспособлений, например, для смены сверл, разверток, блоков с заранее установленными режущими инструментами и т.п.

Примером может служить сменная револьверная головка с державками и настроенным режущим инструментом для обработки одной или нескольких, близких по назначению, а иногда и различных, деталей. Сменные головки позволяют быстро осуществить перенастройку высокопроизводительного станка с обработки одной детали на другую.

Для сокращения времени , затрачиваемого на статическую настройку размерных цепей технологической системы, используются различные средства, служащие одновременно и для увеличения точности, в виде встроенных индикаторов, линеек, габаритов и т.д.

Одним из радикальных средств, служащих для этой же цели, являются станки с программным управлением. Станки с ЧПУ могут быть достаточно быстро перенастроены с обработки одной детали на другую путем смены программы. Программа позволяет обеспечить необходимые начальные перемещения узлов станка, их рабочие и холостые движения. Однако при программированном управлении за наладчиком остается настройка размерных цепей технологической системы на требуемую точность обрабатываемой детали. Это обстоятельство существенно сказывается на производительности обработки.

Стремление изготовить всю деталь на одном-двух станках сталкивается с проблемой сокращения затрат времени на настройку станка на заданную точность при обработке каждой поверхности. Большие затраты времени имеют место при разработке управляющих программ на изготовление сложных деталей. Поэтому эту работу целесообразно осуществлять вне станка, что сокращает цикл обработки заготовки, но при этом отладка управляющей программы осуществляется рабочим и требует больших затрат времени.

При изготовлении детали с большим числом ответственных поверхностей время на настройку технологической системы резко возрастает.

Другим путем сокращения подготовительно-заключительного времени, приходящегося на единицу изделия, является увеличение количества изделий в партии, обрабатываемой при одной настройке размерных и кинематических цепей технологической системы.

Увеличение количества изделий может быть достигнуто двумя путями:

1) увеличением одинаковых изделий в партии, как это имеет место, например, в массовом производстве, когда на ряде настроенных технологических систем производится обработка одних и тех же изделий иногда в течение нескольких лет. В таких условиях учет вообще теряет смысл, так как это время становится исчезающе малой величиной;

2) увеличением количества деталей за счет обработки различных деталей, близких по служебному назначению и по конструкции, размерам, материалу, техническим условиям и т.д.

Обработка деталей группы во втором случае требует незначительной переналадки технологической системы при переходе от обработки одной детали к другой. Действительно, если, например, на револьверном станке обрабатывают валы одного диаметра, но различной длины, то д,ля перехода на обработку более длинного вала необходимо только переставить упоры ограничения длины хода револьверной головки. Следовательно, обработка группы такого типа деталей как бы увеличивает количество деталей, обрабатываемых с одной настройкой или при небольшой перенастройке технологической системы, что, в итоге, привело к появлению групповой технологии. Для ее реализации используются различного рода универсальные приспособления, позволяющие обрабатывать группу деталей с быстрой перенастройкой.

Для тех же целей используются различного рода унифицированные наладки, позволяющие осуществлять быстрый переход с обработки заготовки одной детали на обработку заготовки другой детали.

63 . Время технического обслуживания на рабочем месте затрачивается на смену инструмента, регулировку и подналадку механизма в процессе работы, правку инструмента и другие подобные действия рабочего, связанные с уходом за рабочим местом при выполнении заданной работы.