Системы стабилизации скорости, усилия, мощности и температуры резания

Системы стабилизации скорости резания. Рассмотрим систему стабилизации скорости резания vp на примере процесса точения. В шпинделе 1, вращающемся с частотой (ош, установлена деталь 2, профиль которой изменяется перемещением резца 4, закрепленного в суппорте 3. С помощью заднего центра 5 обеспечивается жесткость установки детали большого размера. Привод шпинделя с электродвигателем Ml является приводом главного движения. Приводы с электродвигателями М2 и МЗ являются приводами поперечной Sx и продольной S2 подач суппорта с резцом.
Если готовая деталь имеет форму усеченного конуса с образующей L, меньшим и большим радиусами соответственно R{ и А2, то при постоянстве частоты вращения шпинделя <ош = const скорость резания будет переменной в процессе обработки. Выбрав расчетное значение скорости vp при большем радиусе R2 имеем сош = vp/R2 = const.
Автоматическая стабилизация мощности (усилия) резания возможна, если применить нелинейную обратную связь, действие которой начинается после превышения мощностью некоторого значения Рпо, соответствующего рабочему режиму резания.
Их доля существенна, когда металлообработка происходит при малых усилиях резания. Но в этом случае нет опасности появления чрезмерных значений Рр, нарушающих нормальный ход процесса резания. При больших значениях усилий резания можно пренебречь потерями и считать, что Рр = Рэш.
Электропривод шпинделя выполнен на базе асинхронного электродвигателя Ml, управляемого от преобразователя частоты ПЧ, и имеет главную обратную связь по скорости резания vp. Датчик скорости резания ДСР формирует информацию по частоте вращения шпинделя сош и радиусу обработки r. Управление Ml может быть выполнено, в частности, по схеме частотно-токового управления. Датчик мощности ДМ измеряет активную мощность привода и с учетом потерь формирует сигнал иР, пропорциональный мощности резания. Схема датчика мощности подробно рассмотрена в. Электропривод подач выполнен на базе электродвигателя постоянного тока М2, управляемого по напряжению якоря от управляемого преобразователя УП. В зависимости от режима работы привода подач сигнал коррекции «5К может быть подан на вход регулятора положения или скорости.
Стабилизация мощности осуществляется двумя сепаратными системами, взаимосвязанными процессом резания. Выбор регуляторов мощности, скорости резания, положения, скорости и тока привода подач и расчет их параметров могут быть выполнены на основании структурной схемы системы стабилизации. В сепаратной системе стабилизации скорости vp не показан контур стабилизации потока двигателя, а электромагнитные процессы отражены в виде эквивалентного инерционного звена с передаточной функцией.
Типовая система стабилизации мощности и упругих деформаций станка. Применительно к тяжелым фрезерным станкам осуществляется автоматическое поддержание задаваемой мощности резания Ррз путем изменения минутной подачи стола или бабки SM, ограничивающей амплитуду вибраций станка А в допустимых пределах с помощью воздействий на подачу. На функциональной схеме системы обозначены: ДМ, ДК — соответственно датчики мощности и колебаний; УДМ, УДК — соответственно усилители датчиков мощности и колебаний; БЗ, БЗУ, БКР, БР — блоки соответственно задания, запоминающих устройств, контроля режимов, регулирования; ПФ1, ПФ2 — полосовые фильтры; ЭПШ, ЭПП — электроприводы шринделя и подач.
Система обеспечивает автоматическую компенсацию потерь холостого хода главного привода, прохождение на быстром ходу участков без резания и автоматическое форсирование снижения минутной подачи при врезании в изделие. Ограничение амплитуды вибраций станка выполняется в диапазоне резонансных частот от 10 до 100 Гц; диапазон изменения уставки допустимой амплитуды вибраций 1:10. Стабилизирующая мощность задается от 0,1 до 1,2 номинального значения на пульте управления станком.