4.8. Система автоматического управления подачей при фрезеровании (последняя цифра зачетной книжки «8»)

Точность фрезерования и качество обработанной поверхности (шероховатость, глубина дефектного слоя и т.п.) как правило, определяются силой резания. Сила резания при фрезеровании зависит как от режимов обработки, геометрии инструмента, материала заготовки и т.п., так и от случайных факторов: колебания припуска, твердости и т.п. Следовательно, при постоянных режимах фрезерования нельзя обеспечить стабильность важнейшего параметра процесса - силы резания.

САУ подачей при фрезеровании (рис. 4.8) предназначена для стабилизации силы резания или ее изменения по заранее заданному закону в соответствии с сигналом управления за счет регулирования подачи; в результате повышаются точность и качество обработки.

Рис. 4.8. САУ фрезерного станка

САУ осуществляет управление процессом резания, который происходит в технологической системе станка, состоящей из заготовки 1, инструмента 2 и стола 3. Главное движение резания сообщается двигателем 4, в цепь питания которого включен преобразователь тока (токовый трансформатор) 5. Привод подачи состоит из сравнивающего устройства 6, усилителя-преобразователя 7 комплектного электропривода, двигателя постоянного тока 8 и коробки подач 9.

Момент двигателя 4 главного движения пропорционален моменту резания и определяет ток в цепи питания от сети -380В. Поэтому преобразователь тока 5, включенный в цепь питания двигателя 4, вырабатывает сигнал, пропорциональный моменту, следовательно, и силе резания. Этот сигнал U₀ поступает на вход сравнивающего устройства 6, где сравнивается с задающим сигналом U₃, пропорциональным в определенном масштабе заданной силе резания.

Сигнал в виде напряжения δU, которое образовалось в результате сравнения, поступает на вход усилителя-преобразователя 7 комплектного электропривода и вызовет изменение напряжения питания электродвигателя постоянного тока 8, следовательно, и подачи стола 3. Подача изменяется (увеличивается или уменьшается) в сторону уменьшения сигнала погрешности. САУ стабилизирует силу резания на заданном уровне. В САУ как управляемый объект входит процесс резания в замкнутой технологической системе (табл. 4.8).

Таблица 4.8

Исходные данные

Первая цифра	Параметры элементов САУ
	Электродвигатель главного движения			Двигатель подачи						Усилитель-преобразователь
	kЭ.Д, А/(Н∙м)		ТЭ.Д, с	kД,, рад/(с∙В)		ТЯ, с		ТМ, с		kУ.П		ТУ.П, с
1	0,2		0,03	2,6		0		0,20		45		0
2	0,5		0	2,8		0		0,25		50		0,01
3	0,4		0,05	2,4		0		0,31		90		0
4	0,6		0,06	3,8		0,08		0,43		12		0
5	0,7		0	3,0		0,03		0,18		24		0,04
6	1,0		0	3,2		0,06		0,13		35		0,03
7	1,5		0	4,0		0,10		0,24		95		0,02
8	0,8		0,16	2,4		0		0,22		30		0
9	0,5		0,12	4,2		0		0,10		70		0
0	0,4		0,15	5,3		0,90		0,06		80		0
Первая цифра	Параметры процесса резания						ЭУС
	ТР, с	Фреза					ωО, рад/с		ξ		с,Н/м
		D, мм			Z
1	0	100			20		240		0.7		3∙106
2	0	80			16		310		0.6		5∙106
3	0	120			20		340		0.5		4∙106
4	0.005	150			24		-		-		1∙106
5	0.007	150			20		-		-		9∙106
6	0.002	100			24		-		-		2∙106
7	0	120			20		250		0.6		6∙106
8	0	80			14		290		0.8		4∙106
9	0.008	90			16		280		0.5		3∙106
0	0	100			18		320		0.8		8∙106
Примечание. Для всех вариантов приняты следующие параметры: коэффициент и показатель степени в зависимости для расчета силы резания: Ср = 1000, к = 0,25; ширина фрезерования В = 50 мм; режимы резания для линеаризации: t0 = 6 мм, SZ0 = 0,035 мм/зуб; коэффициент передачи редуктора подачи kР.П = 0,012, шаг винтовой пары 6 мм, передаточное отношение коробки главного движения i = 4; коэффициент передачи токового преобразователя kТ.П = 0,55 В/А.