SU757276A1 - Apparatus for working - Google Patents

Apparatus for working Download PDF

Info

Publication number
SU757276A1
SU757276A1 SU782568410A SU2568410A SU757276A1 SU 757276 A1 SU757276 A1 SU 757276A1 SU 782568410 A SU782568410 A SU 782568410A SU 2568410 A SU2568410 A SU 2568410A SU 757276 A1 SU757276 A1 SU 757276A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
plasma torch
output
plasma
angle
rotation
Prior art date
Application number
SU782568410A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Nikolaj M Sokolov
Vasilij K Shulginenko
Original Assignee
Nikolaj M Sokolov
Vasilij K Shulginenko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikolaj M Sokolov, Vasilij K Shulginenko filed Critical Nikolaj M Sokolov
Priority to SU782568410A priority Critical patent/SU757276A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU757276A1 publication Critical patent/SU757276A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Arc Welding In General (AREA)

Description

Изобретение касается автоматизации в машиностроении и может найти применение при обработке деталей переменных толщин из труднообрабатываемых металлов и сплавов.The invention relates to automation in mechanical engineering and can be used in the processing of parts of varying thicknesses of hard-to-reach metals and alloys.

В настоящее время труднообрабатывае- $ мые материалы находят широкое применение в различных областях машиностроения, самолетостроения и других. Как известно обработка их резанием затруднена. В целях повышения производительности снижают объем механической обработки за счет резки ю расплавлением припуска (электроконтактная или термическая).Currently, hard-to-cut materials are widely used in various fields of engineering, aircraft manufacturing and others. As you know, cutting them is difficult. In order to increase productivity, they reduce the amount of machining by cutting the melting of the seam allowance (electrocontact or thermal).

При необходимости «дефектный» слой (зона термовлияния, скос кромок реза, грат, оплавление· и т.п.) удаляется механическим путем в холодном или нагретом состоянии. 15 If necessary, the “defective” layer (thermal influence zone, bevel of cut edges, burrs, melting, etc.) is mechanically removed in a cold or heated state. 15

Известно устройство для электроконтакт ной резки в котором осуществляется расплавление припуска и фрезеровка «дефектного» слоя в нагретом состоянии [1].A device for electrocontact cutting is known in which the melting of the stock and milling of the “defective” layer in the heated state is carried out [1].

Недостатком устройства является неодно- 2о родность припуска на механическую обработку, обусловленная износом электрода-инструмента. Вследствие этого величина нагрузки на инструмент в течение процесса обра2The disadvantage of this device is the fact that the allowance for machining due to the wear of the electrode-tool is not two . As a consequence, the load on the tool during the process

ботки периодически изменяется, что снижает стойкость инструмента. Кроме того, указанное устройство пригодно только для обработки деталей плоской формы.The tool periodically changes, which reduces tool life. In addition, the specified device is only suitable for processing parts flat shape.

Известно устройство, которое можно использовать для деталей произвольных форм [2].A device is known that can be used for parts of arbitrary shapes [2].

Однако недостатком его является образование скоса кромок в процессе термической резки припуска. Для деталей переменной толщины величина этого скоса в различных сечениям будет неодинаковой. Эта причина будет существенно влиять на стойкость режущего инструмента, так как его режущей кромке приходится снимать переменный по величине участок в состоянии твердости основного металла.However, its disadvantage is the formation of bevel edges in the process of thermal cutting allowance. For parts of variable thickness, the magnitude of this bevel in different sections will be unequal. This reason will significantly affect the durability of the cutting tool, since its cutting edge has to remove a variable in size area in the state of hardness of the base metal.

Известно устройство для плазменно-механической обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, содержащее источник тока и последовательно соединенные систему СПИД, динамометрический узел, блок сравнения, выход которого соединен с усилителем, исполнительный механизм, редуктор и контур обратной связи [3].A device for plasma-mechanical machining of parts from difficult-to-cut materials is known, which contains a current source and a series-connected AIDS system, a torque unit, a comparator, the output of which is connected to an amplifier, an actuator, a gearbox and a feedback loop [3].

При обработке деталей переменных толщин, как уже указывалось выше, величинаWhen processing parts of variable thickness, as already mentioned above,

757276757276

скоса кромки реза будет колебаться и припуск на механическую обработку будет изменяться в различные моменты обработки, что приведет к снижению стойкости инструмента. Повышение стойкости режущего инструмента известными системами адаптивного управления затруднено вследствие того, что сигнал, вводимый в задатчик, Необходимо постоянно изменять в зависимости от сечения обрабатываемой детали. Это вызывает значительное усложнение конструкции задатчика мощности.the bevel of the cutting edge will fluctuate and the machining allowance will change at different points in the machining, which will lead to a decrease in tool life. Increasing the durability of the cutting tool known systems of adaptive control is difficult due to the fact that the signal entered into the setter, You need to constantly change depending on the cross section of the workpiece. This causes a significant complication of the power setpoint design.

Целью изобретения является повышение стойкости режущего инструмента путем создания равномерного припуска на механическую обработку после плазменной резки.The aim of the invention is to increase the resistance of the cutting tool by creating a uniform allowance for machining after plasma cutting.

Это достигается тем, что в устройство введены плазмотрон, дополнительный контур обратной связи и ограничитель источника тока, причем плазмотрон включен в контур обратной связи между редуктором и системой СПИД, ограничитель источника тока своим входом соединен с источником тока, а выходом — с усилителем, а дополнительный контур обратной связи выполнен в виде дополнительного блока сравнения, преобразователя угла поворота плазмотрона и последовательно соединенных датчика толщины детали и задатчика угла поворота плазмотрона, причем преобразователь угла поворота плазмотрона соединен своим входом с редуктором, а выходом — с первым входом дополнительного блока сравнения, выход задатчика угла поворота плазмотрона соединен со вторым входом дополнительного блока сравнения, а выход дополнительного блока сравнения подключен к одному из входов усилителя.This is achieved by inserting a plasma torch, an additional feedback loop and a current source limiter, the plasma torch is connected to the feedback loop between the gearbox and the AIDS system, the current source limiter is connected to the current source and the output is connected to an amplifier, The feedback loop is made in the form of an additional unit of comparison, a converter of the angle of rotation of the plasma torch and the series-connected sensor of the part thickness and the unit of angle of rotation of the plasma torch, and The plasma torch rotation angle is connected by its input to the gearbox, and the output is connected to the first input of the additional comparison unit, the output of the plasma angle rotation angle adjuster is connected to the second input of the additional comparison unit, and the output of the additional comparison unit is connected to one of the amplifier inputs.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 схематически изображено взаимное положение детали, плазмотрона, фрезы при плазменно-механической обработке; на фиг. 3 схематически изображено взаимное положение детали и плазмотрона в начальный момент резки; на фиг. 4 — то же в процессе обработки.FIG. 1 shows a functional diagram of the device; in fig. 2 shows schematically the mutual position of the part, the plasmatron, the milling cutter during plasma-mechanical treatment; in fig. 3 schematically shows the mutual position of the part and the plasma torch at the initial moment of cutting; in fig. 4 - the same in the process.

Устройство содержит систему СПИД 1, динамометрический узел 2, в качестве которого можно использовать датчик активной мощности, потребляемой двигателем главного привода станка, датчик усилий резания, датчик крутящего момента и др. Выход динамометрического узла (датчика мощности) 2 подключен к одному из входов первой схемы сравнения 3, на второй вход которой подается напряжение от задатчика 4. Сигнал рассогласования с выхода схемы сравнения 3 поступает в управляемый усилитель 5, где усиливается и прикладывается к двигателю 6. Двигатель 6 через редуктор 7 механически связан с плазмотроном 8, к которому подключен источник тока 9. Редуктор 7 связан с преобразователем угла поворота 10 плазмотрона, в качестве которого может служить, например, потенциометр, движок которого жестко связанThe device contains the AIDS 1 system, a torque unit 2, which can be used as an active power sensor consumed by the main drive of the machine, a cutting force sensor, a torque sensor, etc. The output of the torque unit (power sensor) 2 is connected to one of the inputs of the first circuit comparison 3, to the second input of which voltage is supplied from the setting device 4. The error signal from the output of the comparison circuit 3 enters the controlled amplifier 5, where it is amplified and applied to the engine 6. Engine 6 through the gearbox 7 is mechanically connected to the plasma torch 8, to which the current source 9 is connected. The gearbox 7 is connected to the rotation angle converter 10 of the plasma torch, which can be, for example, a potentiometer whose engine is rigidly connected

с редуктором 7. Преобразователь угла поворота 10 плазмотрона определяет истинное положение оси плазмотрона 8 и подает соответствующее напряжение на один из входов второй схемы сравнения 11. Контроль за толщиной детали осуществляется датчиком толщины 12, на выходе которого напряжение пропорционально толщине детали.with gearbox 7. The converter of the rotation angle 10 of the plasma torch determines the true position of the axis of the plasma torch 8 and supplies the corresponding voltage to one of the inputs of the second comparison circuit 11. The thickness of the part is controlled by a thickness sensor 12, the output of which is proportional to the thickness of the part.

В зависимости от уровня этого напряжения задатчик угла 13 подает сигнал, соответствующий требуемому положению оси плазмотрона для данной толщины детали на второй вход схемы сравнения 11.Depending on the level of this voltage, the angle adjuster 13 supplies a signal corresponding to the desired position of the plasma torch axis for a given part thickness to the second input of the comparison circuit 11.

В схеме сравнения 11 сравнивается истинное положение оси плазмотрона и требуемое. При их расхождении на выходе схемы сравнения 11 появится сигнал рассогласования, который управляет коэффициентом усиления усилителя 5 (чем больше уровень сигнала на выходе схемы сравнения 11, тем больше коэффициент усиления усилителя 5).The comparison scheme 11 compares the true position of the plasma torch axis and the required one. When they diverge at the output of the comparison circuit 11, the error signal appears, which controls the gain of the amplifier 5 (the higher the signal level at the output of the comparison circuit 11, the greater the gain of the amplifier 5).

При сигнале рассогласования, равном нулю, усилитель 5 запирается. Это обеспечивает правильную установку плаамотрона 8 в требуемое положение.When the error signal is equal to zero, the amplifier 5 is locked. This ensures that the plamotron 8 is correctly positioned.

Для предотвращения гашения дуги, когда плазмотрон 8 в процессе регулировки повернется на угол, при котором она сходит с поверхности детали, в устройство введен ограничитель тока 14, закрывающий усилитель 5, прекращая тем самым дальнейшийTo prevent arc extinction, when the plasma torch 8 in the process of adjustment is rotated at an angle at which it comes off the surface of the part, a current limiter 14 is inserted into the device, closing the amplifier 5, thereby terminating further

разворот плазмотрона 8.plasmatron turn 8.

Плазмотрон 8 (см. фиг. 2) осуществляет расплавление припуска ί, (см.фиг. 3), в процессе которого образуется «дефектный» слой (ί а + 1 з), удаляемый фрезой 15, расположенной на расстоянии Е; обеспечивающем наиболее благоприятные для режущего инструмента (фрезы 15) температурный режим и твердость остывающего припуска 16. В процессе плазменной резки образуется неперпендикулярность кромки реза (уголД). В результате этого фрезе приходится удалять дополнительный припуск ί а в состоянии твердости основного металла, тогда как припуск ί 2 удаляется в «нагретом» состоянии. Для устранения указанного явления плазмотрон 8 поворачиваетася на угол л (см. фиг. 4), обеспечивая перпендикулярность кромок реза.Plasma torch 8 (.. See Figure 2) carries melting allowance ί, (see FIG 3.), Which is formed during the "defective" layer (ί + 1 and h) a removable cutter 15, situated at a distance e; providing the most favorable temperature conditions and hardness of the cooling allowance for the cutting tool (milling cutter 15) 16. In the process of plasma cutting, the cut edge non-perpendicularity (angle D) is formed. As a result, the mill has to remove an additional allowance ί and in the state of hardness of the base metal, while the allowance ί 2 is removed in the “heated” state. To eliminate this phenomenon, the plasma torch 8 is rotated by the angle l (see Fig. 4), ensuring the perpendicularity of the cut edges.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Пусть в начальный момент времени ось плазмотрона находится под углом а < β к поверхности детали 17 (см. фиг. 3 и 4). Начинается плазменная резка припуска ί, и механическая чистовая обработка «дефектного» слоя в нагретом состоянии. От датчика мощности 2 информация о мощности, расходуемой на резание, поступает в схему сравнения 3, в которой сигнал сравнивается с заданным, поступающим от задатчика мощности 4. Усиленный сигнал рассогласования поступает на двигатель 6, который через редуктор 7 начинает осуществлять доворот плазмотрона 8 в сторону уменьшения угла β, тем самым снижая мощность, потребнуюLet, at the initial moment of time, the axis of the plasmatron is at an angle a <β to the surface of the part 17 (see Figs. 3 and 4). Plasma cutting of the allowance ί begins, and mechanical finishing of the “defective” layer in a heated state. From the power sensor 2 information about the power consumed for cutting, enters the comparison circuit 3, in which the signal is compared with the set, coming from the unit power 4. The amplified error signal enters the engine 6, which through the gearbox 7 begins to rotate the plasma torch 8 to the side reduce the angle β, thereby reducing the power required

5five

757276757276

66

на резание. Связанный с редуктором преобразователь угла поворота 10 дает информацию в схему сравнения 11 о действительной величине угла поворота плазмотрона 8. Здесь поступивший сигнал сравнивается с сигналом от задатчика угла 13, который соответствует требуемому наклону оси плазмотрона 8 для данной толщины реза, контролируемой датчиком толщины 12. Сигнал рассогласования поступает в усилитель 5. Когда он становится равным нулю, т.е. плаз мотрон развернулся на требуемый угол, обеспечивающий перпендикулярность кромок реза (0 = О), усилитель запирается и разворот плазмотрона прекращается.on cutting. The rotation angle converter 10 associated with the gearbox gives information to the comparison circuit 11 about the actual rotation angle of the plasma torch 8. Here, the incoming signal is compared with the signal from the angle generator 13, which corresponds to the required inclination of the plasma torch axis 8 for a given cut thickness, controlled by the thickness sensor 12. Signal mismatch enters the amplifier 5. When it becomes zero, i.e. the plazotron turned to the required angle, ensuring the perpendicularity of the cut edges (0 = O), the amplifier is locked and the rotation of the plasma torch stops.

Допустим теперь, что толщина детали 17 уменьшилась, и нам требуется меньший угол разворота плазмотрона (а). В этом случае сигнал рассогласования, снимаемый со второй схемы сравнения 11, будет иметь знак, противоположный первоначальному. Усилитель 5 открывается, но полярность сигнала на его выходе меняется на противоположную, и разворот плазмотрона 8 осуществляется в другую сторону до тех пор, пока сигнал рассогласования не станет равным нулю.Let us now assume that the thickness of part 17 has decreased, and we need a smaller angle of rotation of the plasma torch (a). In this case, the error signal, removed from the second comparison circuit 11, will have a sign opposite to the original one. The amplifier 5 opens, but the polarity of the signal at its output is reversed, and the rotation of the plasma torch 8 is carried out in the other direction until the error signal becomes zero.

С целью предотвращения гашения плазменной дуги в случаях достижения граничных положений, при которых дуга начинает сходить с поверхности детали, введен ограничитель тока 14, который при уменьшении тока плазменной дуги меньше допустимого для устойчивого процесса резки запирает усилитель 5, и поворот плазмотрона 8 прекращается.In order to prevent plasma arc quenching in cases of reaching boundary positions at which the arc starts to move from the surface of the part, a current limiter 14 is introduced, which, when the plasma arc current decreases less than acceptable for a stable cutting process, locks amplifier 5 and the rotation of the plasma torch 8 stops.

Изобретение позволяет повысить стойкость режущего инструмента в 2,5—10 раз, в зависимости от режимов обработки. Экономический эффект на полную загрузку станка составляет 177 тыс. руб.The invention allows to increase the durability of the cutting tool 2.5-10 times, depending on the processing modes. The economic effect on the full load of the machine is 177 thousand rubles.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Устройство для механической обработки деталей из труднообрабатываемых материалов, содержащее источник тока и последо5 вательно соединенные систему СПИД, динамометрический узел, блок сравнения , выход которого соединен с усилителем, исполнительный механизм, редуктор и контур обратной связи, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости режущего инструменю та при плазменно-механической обработке путем создания равномерного припуска на механическую обработку после плазменной резки, в устройство введены плазмотрон, дополнительный контур обратной связи и ограничитель источника тока, причем плаз15 мотрон включен в контур обратной связи между редуктором и системой СПИД, ограни читель источника тока своим входом соединен с источником тока, а выходом — с усилителем, а дополнительный контур обратной 20 связи выполнен в виде дополнительного блока сравнения, преобразователя угла поворота плазмотрона и последовательно соединенных датчика толщины детали и задатчика угла поворота плазмотрона, причем преобразователь угла поворота плазмотрона сое 24 динен своим входом с редуктором, а выходом — с первы.м входом дополнительного бло ка сравнения, выход задатчика угла поворота плазмотрона соединен со вторым входом дополнительного блока сравнения, а выход 30 дополнительного блока сравнения подключенA device for machining parts from difficult-to-work materials, containing a current source and successively connected AIDS system, a torque unit, a comparator unit, the output of which is connected to an amplifier, an actuator, a gearbox and a feedback loop, characterized in that tools for plasma-mechanical processing by creating a uniform allowance for machining after plasma cutting, a plasma torch, an additional feedback Contours limiter current source, wherein the plasma 15 motron included in the feedback loop between the reducer and AIDS system confine its input chitel current source connected to a current source, and output - with an amplifier, and the additional loop feedback 20 connection is made in the form of a supplementary a comparison unit, a converter of the angle of rotation of the plasma torch and a series-connected sensor of the part thickness and a unit for the angle of rotation of the plasma torch, and the converter of the angle of rotation of the plasma torch soy 24 is dinen by its input from the edge ctor, and the output - with the first input of the additional comparison unit, the output of the set angle of rotation of the plasma torch is connected to the second input of the additional comparison unit, and the output 30 of the additional comparison unit is connected к одному из входов усилителя.to one of the inputs of the amplifier.
SU782568410A 1978-01-12 1978-01-12 Apparatus for working SU757276A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782568410A SU757276A1 (en) 1978-01-12 1978-01-12 Apparatus for working

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782568410A SU757276A1 (en) 1978-01-12 1978-01-12 Apparatus for working

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU757276A1 true SU757276A1 (en) 1980-08-23

Family

ID=20743997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782568410A SU757276A1 (en) 1978-01-12 1978-01-12 Apparatus for working

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU757276A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Cryogenic PCBN turning of ceramic (Si 3N 4)
Chryssolouris et al. Theoretical aspects of a laser machine tool
Feyzi et al. Improving machinability of Inconel 718 with a new hybrid machining technique
US3418549A (en) Combined numerical and torque control for a work and feed machine tool
EP0358771A1 (en) Power control system for cnc laser-beam machine tool
GB2053514A (en) Electrical discharge machining gap control using recurrent counting of gap discharges
SU757276A1 (en) Apparatus for working
RU2699469C1 (en) Steel billet machining method with chips crushing
US4163402A (en) Method of machining workpieces after preheating
Copley Laser applications
SU856717A1 (en) Method of plasmomechanical working
Copley et al. Shaping materials with lasers
SU860936A1 (en) Method of working with preheating
Kumar Experimental study on parameters optimization in CNC plasma arc cutting (AISI 206 steel) using Taguchi approach
RU2804202C1 (en) Method for mechanical processing of austenitic class steel blank with chip crushing
Zakovorotny et al. Correlation of the dynamic properties of the manufacturing process on metal-cutting machines and energy efficiency of the process
DE2818112C2 (en) Hot machining method
RU2696512C1 (en) Machining method with chips crushing
Patel et al. A review on optimization of hot machining process
Mahammod Hassan et al. Statistical analysis of the effects of machining parameters and workpiece hardness on the surface finish of machined medium carbon steel
White Precision Plasma Cutting Technology Performance and Applications
Kohail et al. Investigation of the parameters influencing pulsed laser assisted turning of DIN. 1.2379 tool steel
Smurov et al. Laser assisted machining
Shintani et al. Effective Use of CBN Tool in Fine Cutting(Continuous and Intermittent Turning)
RU2207936C2 (en) Method of metal working by means of cemented-carbide tipped tools