4.9. Система автоматического управления продольной подачей при сверлении

(последняя цифра зачетной книжки «9»)

При сверлении изменение условий обработки обусловлено вариациями физико-механических свойств обрабатываемого материала, износом сверла и, в особенности, увеличением текущей глубины сверления. Поэтому для оптимального управления режимом обработки станок необходимо оснастить системой автоматического управления, например, осевой подачей по моменту на сверле.

На сверлящем шпинделе 1 силовой головки установлен измерительный прибор момента 2, который вырабатывает сигнал в виде напряжения, пропорционального действующему моменту на сверле 3 (рис. 4.9). Двигатель 4 постоянного тока через редуктор 5 и ходовой винт 6 передает головке 7 движение осевой подачи.

Рис. 4.9. САУ агрегатов сверлильного станка

Для управления двигателем 4 используется управляемый усилитель-преобразователь 8, на вход которого воздействует сигнал, пропорциональный погрешности δU/= U₃- U₀, где U₃ - заданное напряжение на входе САУ, соответствующее необходимому моменту в определенном масштабе, U₀ - напряжение на выходе усилителя 9, пропорциональное действующему моменту резания. Заготовка 10 устанавливается в патрон станка и при сверлении ей передается вращение от приводного двигателя (на рис. 4.9 не показан).

При расчетах САУ необходимо учитывать, что управляемый объект, которым является процесс сверления, рекомендуется описывать математической моделью, соответствующей динамической модели. Из-за динамических свойств такой модели фактическая подача V_ф будет отличаться от заданной двигателем V₃ в переходных режимах работы.

В динамической модели использованы следующие обозначения: т - масса, с - жесткость, λ - коэффициент вязкого трения силовой головки, ПС - процесс сверления, Р₀ - осевая сила резания, М - момент сверления.

В табл. 4.9 представлены исходные данные для проведения расчетов «САУ сверлением».

Таблица 4.9

Исходные данные

Первая цифра	Параметры элементов САУ
	Преобразователь			Двигатель							Измеритель момента
	kУ.П		ТУ.П, с	kД,, рад/(с∙В)			ТЯ, с		ТМ, с		kИ.М, В/(Н∙м)
1	20		0	2,5			0		0,30		10
2	50		0	2,0			0,05		0,25		5
3	10		0,05	1,5			0		0,20		6
4	70		0	0,6			0		0,45		8
5	80		0	1,7			0,03		0,15		7
6	20		0,01	2,0			0		0,35		3
7	30		0	2,5			0,10		0,40		12
8	25		0	1,5			0		0,55		2
9	65		0	2,5			0		0,10		15
0	40		0,04	3,0			0,90		0,65		4
Первая цифра	Параметры процесса резания							ЭУС
	ТР, с	VО, м/мин			SО, м/мин	D,мм		m, кг		λ, кг∙с/мм		с, Н/м
1	2	3			4	5		6		7		8
1	0,010	0,10			0,05	10		20		600		1∙10^7
2	0	0,05			0,07	8,5		30		950		5∙10^6
3	0	0,09			0,06	12		40		750		4∙10^6
4	0,005	0,15			0,08	16		20		650		1∙10^7
5	0,007	0,12			0,10	23		80		900		2∙10^6
6	0	0,03			0,04	13		70		800		9∙10^5
7	0	0,07			0,12	7,1		50		850		6∙10^6
Продолжение табл. 4.9
1	2	3			4	5		6		7		8
8	0,003	0,06			0,09	6,0		45		700		4∙10^6
9	0,008	0,08			0,11	14		35		500		3∙10^6
0	0	0,20			0,02	10		25		550		8∙10^5
Примечание. Для всех вариантов приняты следующие параметры: коэффициенты и показатели степени в формулах для расчетов силовых зависимостей при сверлении: Ср = 1730, См = 0,315, хр = 0,2, ур = 0,7, zp =0,36, хм = 0,03, ум = 0,6, zM = 0,46; длина сверления L = 100 мм; коэффициент передачи редуктора осевой подачи kР = 0,025, шаг винтовой пары 6 мм. Коэффициент усиления электронного усилителя kП = 20.