RU1812060C - Method of determining rigidity of machine drive - Google Patents

Description

привода, на работающем станке позвол ет повысить точность ее измерени .drive, on a working machine allows to increase the accuracy of its measurement.

Длл по снени  предложенного способа на фиг, 1 изображена схема цепи обката зубофрезерного станка, содержаща  самотормоз щие звень ; на фиг, 2 -.кинематог- раммы станка при холостом ходе (М 0) и при резании на различных режимах (Mi, M2 им и др.); nq ,фиг,:3 -- крива  зависимости приращени  посто нной составл ющей ки- пемааг-ичес-кой .погрешности- цепи, обката станка под действием нагрузки при различных режимах резани .To explain the proposed method, Fig. 1 shows a circuit diagram of a rolling circuit of a hobbing machine containing self-locking links; in Fig. 2, the kinematogram of the machine at idle (M 0) and when cutting in various modes (Mi, M2, etc.); nq, fig.: 3 - dependence of the increment of the constant component of the circuit, error of the chain, rolling in the machine under load under various cutting conditions.

На оправку черв чной фрезы 1 (фиг.1) и на нарезаемое колесо 2 кинематической цепи обката зубофрезерного станка, содержащей самотормоз щие звень , например черв чную передачу 3 в приводе фрезы и черв чную передачу 6 в приводе стола, движение передаетс  от двигател  А через гитару обката 5. На оправке фрезы 1 и нарезаемом колесе 2 размещены соответственно растровые датчики 7 м 8 цифрового кинемэтомера 9. Кинематическа  погрешность в цифровой Форме представл етс  в регистраторе 10.To the mandrel of the screw cutter 1 (Fig. 1) and to the cut wheel 2 of the kinematic chain for running a gear hobbing machine containing self-locking links, for example, gear 3 in the drive of the cutter and gear 9 in the drive of the table, the movement is transmitted from engine A through a run-in guitar 5. On the mandrel of the cutter 1 and the cut wheel 2, respectively, raster sensors 7 m 8 of the digital kinematometer 9 are placed. The kinematic error in the digital Form is presented in the recorder 10.

Предлагаемый способ определени  .й- сткости привода станка реализуетс  на , .а- закной схеме цепи обкатсЭ следующим образом.The proposed method for determining .y- stkosti drive machine is implemented on, .a- zaknoy circuit diagram obkatsE follows.

Дл  определени  крутильной жесткости привода фрезы и привода стола, содержащие самотормоз щие звень  соответственно 3 и 6, измер ют приращение посто нной составл ющей кинематической погрешности цепи обката станка под действием приращени  крут щего1 момента от силы резани . Дл  этого движение нарезаемому колесу 2 передаетс  от двигател  4 по кинематической цепи обкэта с органом настройки 5, а фрезе 1 - от двигател  4 по инструментальной ветви, При нарезании колеса 2 возникает крут щий момент М от силы резани ,To determine the torsional stiffness of the cutter drive and the table drive, the self-braking links 3 and 6, respectively, measure the increment of the constant component of the kinematic error of the machine rolling chain under the action of the increment of torque 1 from the cutting force. To do this, the movement of the cut wheel 2 is transmitted from the engine 4 along the kinematic chain of the circuit with the tuning body 5, and the milling cutter 1 is transmitted from the engine 4 along the instrumental branch. When cutting the wheel 2, a torque M arises from the cutting force,

Регистраци  кинематической погрешности привода станка ведетс  по импульсным сигналам растровых датчиков 7 и 8, которые подают их на цифровой кинемато- мер 9, работающий по принципу взвешенного суммировани  импульсов с учетом дробной части, В цифровом виде кинематическа  погрешность представл етс  в регистраторе 10.The kinematic error of the machine drive is recorded using the pulsed signals of the raster sensors 7 and 8, which feed them to a digital kinematometer 9, operating on the basis of the weighted summation of pulses taking into account the fractional part. The kinematic error is digitally displayed in the recorder 10.

Особенность работы цифрового кипе- матомера 9 состоит в том, что измер ютс  абсолютные углы поворота фрезы 1 и колеса 2 - конечных звеньев кинематической цепи станка и производитс  расчет кинематической погрешности по зависимости.A specific feature of the digital flowmeter 9 is that the absolute angles of rotation of the cutter 1 and wheel 2, the final links of the kinematic chain of the machine, are measured and the kinematic error is calculated from the dependence.

,  ,

00

55

00

55

00

VV

00

55

00

55

где /)), / -углы поворота фрезы 1 и колеса 2 соответственно, Z -- число зубьев нарезаемого колеса 2, С - константа, отражающа  несовпадение точек начала отсчета углов р и р2 (при холостом ходе С -- G. Поскольку углы р- и да измер ютс  абсолютным методом, то нет необходимости в перенастройке кинематомера 9 при измерении кинематической погрешности с изменением настройки станка (в том числе и изменение числа нарезаемых зубьев). Это позвол ет достоверно измерить как величин посто нной составл ющей кинематической погрешности, так и ее переменную часть, величина которой зависит также от режимов резани .where /)), / are the rotation angles of the mill 1 and the wheel 2, respectively, Z is the number of teeth of the cutting wheel 2, C is a constant reflecting the mismatch of the reference points of the angles p and p2 (at idle speed C - G. Since the angles p - and yes are measured by the absolute method, there is no need to reconfigure the kinematomer 9 when measuring the kinematic error with a change in the machine settings (including the change in the number of cut teeth) .This allows you to reliably measure both the values of the constant component of the kinematic error and her variable frequently , Whose value also depends on the cutting conditions.

Переход от регистрации кинематической погрешности станка при холостом ходе к регистрации в процессе резани  с разли.ч- ными режимами резани  сопровождаетс  приращением посто нной составл ющей в функции кинематической погрешности, что соответствует величине ГЬ (фиг.2) при переходе от холостого хода с М 0 к первому режиму с Mi; при переходе от первого режима ко второму с М2 и т.д. до величины Пп при переходе от(п-1) режима к п режиму с Мп,The transition from registering the kinematic error of the machine during idle to registration during the cutting process with different cutting modes is accompanied by an increase in the constant component in the function of the kinematic error, which corresponds to the value of Hb (Fig. 2) when switching from idle to M 0 to the first mode with Mi; when switching from the first mode to the second with M2, etc. to the value of PP during the transition from (p-1) mode to p mode with MP,

При переходе от холостого хода станка к первому режиму резани  измер ют известным способом величину крут щего момента Mi и регистрируют приращение посто нной составл ющей кинематической погрешности станка Hi. Аналогично ведут измерени  приращени  посто нной составл ющей кинематической погрешности Пг при переходе ко второму режиму резани  и т.д. до n-го режима.When switching from the idle speed of the machine to the first cutting mode, the torque value Mi is measured in a known manner and the increment of the constant component of the kinematic error of the machine Hi is recorded. Similarly, increments of the constant component of the kinematic error гr are measured in the transition to the second cutting mode, etc. to the nth mode.

По измеренным приращени м ITi, П2,...,Пп и величинам крут щего момента стро т кривую, отражающую зависимость приращени  посто нной составл ющей кинематической погрешности цепи обката станка под действием нагрузки при различных режимах резани  (фиг.З).Using the measured increments ITi, P2, ..., Pn and the values of the torque, a curve is plotted showing the dependence of the increment of the constant component of the kinematic error of the machine rolling chain under the action of the load under various cutting conditions (Fig. 3).

Затем определ ют приращение величины крут щего момента при переходе от одного режима резани  к последующим режимам:Then, the increment of the torque value is determined during the transition from one cutting mode to the following modes:

Д. М М2 - Mi; A Mz Мз - М2 и т.д.D. M M2 - Mi; A Mz Mz - M2, etc.

Мп-1 М„ - Мп-1.Mp-1 M „- Mp-1.

Отношением приращени  величины крут щего, момента Д Мп-1 к величине соответствующего приращени  посто нной составл ющей кинематической погрешности Д Пп-1 Пп - Пп-1 определ ют жесткость привода зубофрезерного станка, кмнкматические цепи которого содержат самотормоз щие звень , по формулеBy the ratio of the increment of the magnitude of the torque, moment Д Мп-1 to the value of the corresponding increment of the constant component of the kinematic error Д Пп-1 Пп - Пп-1, the stiffness of the gear hobbing machine drive is determined, kmkmmatic chains of which contain self-braking links, according to the formula

К Д Мп 1 Мп Мп 1 АПп-1 Пп-Пп-iK D Mp 1 Mp Mp 1 APp-1 PP-PP-i

Конкретный пример реализации предлагаемого способа. При зубофрезеровании зубчатого колеса (Z 45, m 12 мм, / 0°, сталь 45, черв чной фрезой на чистовых режимах (V Юм/мин, с 5 0,8 мм/об; 1, 2 и 3 мм/об.заг.) с глубиной резани  t 0,35 мм получены в соответствии с режимами: Mi - 140 Нм; М2 186 Им; Мз 260 Нм; М/1 340 Нм; Г i - 27,9 угл.с.; Па 43,7 угл.с.; Пз 64,32 угл.с.; 86,15 угл.с. Зубофре- зерование производилось на вертикальном зу юфрезерном станке модели КУ - 38 (диа- митром 2000 мм) производства ПО Коломен- ский завод т желого станкостроени  (встречное резание). Самотормоз щее звено станка - делительна  черв чна  пара.A specific example of the implementation of the proposed method. When gearing a gear wheel (Z 45, m 12 mm, / 0 °, steel 45, a worm milling cutter in finishing modes (V Yum / min, with 5 0.8 mm / rev; 1, 2 and 3 mm / rev. .) with a cutting depth of t 0.35 mm obtained in accordance with the modes: Mi - 140 Nm; M2 186 Im; Ms 260 Nm; M / 1 340 Nm; G i - 27.9 angular sec .; Pa 43.7 angular ss; Пз 64.32 angular ss .; 86.15 angular ss. Gear milling was performed on a vertical mill for a model KU-38 model (2000 mm diameter) manufactured by the Kolomensky Heavy Machine Tool Plant (counter cutting). Self-braking link of the machine - dividing red steam.

Крутильна  жесткость цепи обката станка определ лась по данным эксперимента по зависимост м:The torsional stiffness of the run-in chain of the machine was determined according to the experiment according to the dependences

Ki Ki

M2-Mi 186-140M2-Mi 186-140

П2-П1 43,7-27,9 1139 Н-м/угл. с 60,05P2-P1 43.7-27.9 1139 Nm / corner. from 60.05

М3-М2 260-186M3-M2 260-186

104Н104H

,7, 7

Пз - П2 64,32 58874 Н м/ угл.с 74Pz - P2 64.32 58874 N m / corner s 74

М4-Мз 340-260M4-Mz 340-260

104Н104H

КзKs

П4-Пз 86,15-64,32 6468 Н- м/угл.с 75,58P4-Pz 86.15-64.32 6468 Nm / corner s 75.58

104Н104H

м / рад.m / rad.

м / рад.m / rad.

м / рад.m / rad.

Крутильна  жесткость подобной кинематической цепи станка без самотормоз щих звеньев по экспериментальным данным составл ет примерноThe torsional stiffness of such a kinematic chain of a machine without self-braking links, according to experimental data, is approximately

(100...130) 104 Н- м/рад. (по известному способу).(100 ... 130) 104 Nm / rad. (by a known method).

Предлагаемый способ определени  жесткости привода станка, основанный на измерении и оценке приращени  посто ннойThe proposed method for determining the rigidity of the machine drive, based on the measurement and estimation of constant increment

составл ющей кинематической погрешности цепи привода под действием приращени  крут щего момента от силы резани , позвол ет по сравнению с прототипом и известными способами повысить точностьcomponent of the kinematic error of the drive circuit under the action of the increment of the torque from the cutting force, allows to increase the accuracy in comparison with the prototype and known methods

измерени  крутильной жесткости привода станка примерно в 1,3...1,75 раза, а также определить крутильную жесткость привода с самотормоз щими звень ми.measuring the torsional stiffness of the machine drive approximately 1.3 ... 1.75 times; and also determine the torsional stiffness of the drive with self-braking links.

Ф о р м у л а и з о б р е те н и  FORMULA AND ZOBRETIN

Способ определени  жесткости привода станка, включающий измерение значени  параметра кинематической цепи и величины силового фактора и определение жесткости привода по соотношению приращений величины силового фактора и значени  параметра кинематической цепи, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерени  и расширени  технологических возможностей, значение жесткости привода определ ют по соотношению приращений величины крут щего момента от сил резани  и посто нной составл ющей кинематической погрешности цепи привода.A method for determining the rigidity of a machine drive, including measuring the value of the kinematic chain parameter and the magnitude of the power factor and determining the stiffness of the drive by the ratio of increments of the magnitude of the power factor and the value of the kinematic chain parameter, characterized in that, in order to increase the measurement accuracy and expand technological capabilities, the rigidity of the drive determined by the ratio of increments of the magnitude of the torque from the cutting forces and the constant component of the kinematic error of the chain Yes.

tpv&1tpv & 1

M s 0 (Х0/ 0СЛ90& Xffff) M s 0 (X0 / 0СЛ90 & Xffff)

и i Фиг г уг .сand i Fig g y.

/7tn/ 7tn

-ААМ-7-AAM-7

/// Mtf/// Mtf

фмг.Зfmg.Z

М fttw)M fttw)