» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Декабрь, 2019 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №12 (33) 2019
Автор: Николай Николаевич Дубовик, аспирант
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Обзор и анализ методов контроля выходных параметров процесса доводочных операций
Дата публикации: 9.12.2019
УДК 621.923.74
ОБЗОР И АНАЛИЗ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА ДОВОДОЧНЫХ
ОПЕРАЦИЙ
Дубовик Николай Николаевич
аспирант
кафедры ИУ4 «Проектирование и технология производства ЭВС»
Московский Государственный Университет им Н.Э. Баумана,
г. Москва
Аннотация. В статье
приведен обзор и анализ различных методов контроля выходных параметров процесса
доводочных операций. Рассмотрены следующие методы: Пневматический, Индуктивный метод активного
контроля. Также приведены различные схемы, описывающие данные процессы: дифференциально-трансформаторная схема
включения индуктивного датчика, схема устройства индуктивного датчика,
расположение якоря в зазоре магнитной системы. В заключение приведены выводы о
эффективности данных методов.
Ключевые слова: плоские
поверхности, пневматический метод контроля, индуктивный
метод активного контроля, доводка, доводочные операции.
При контроле притёртых плоских
поверхностей применяются различные методы измерения: абсолютный и
относительный, прямой и косвенный, дифференциальный и комплексный, контактный [1]
и бесконтактный [2].
При абсолютном методе измерения искомую
величину определяют непосредственно, в то время как при относительном - путём
сравнения с установочной мерой или деталью - образцом. Измерений по абсолютному
методу производят с помощью инструментов и приборов, основанных на
использовании штриховых мер длины (измерительные микроскопы, оптические
приборы, длинномеры и др.).
Прямой и косвенный методы измерения
характеризуют способ получения искомой величины непосредственно или путём
измерения других величин. Измерения могут производиться с помощью приборов,
работающих по принципу как абсолютного, так и относительного методов измерения.
В зависимости от характера
взаимодействия измерительных средств и измеряемых поверхностей - наличия или
отсутствия между ними контакта - различают контактный и бесконтактный методы
измерения. Для контроля при притирке поверхностей применяют: лекальные линейки,
контрольные стекла, индикаторы, миниметры, плоскопараллельные концевые меры
длины, микрометры, оптиметры, специальные и оптические приборы и т. д.
При точных измерениях находят применение
пневматические и индуктивные методы контроля. Приборы активного контроля
позволяют без участия оператора вести непрерывный автоматический контроль
размеров деталей в процессе обработки и по достижению заданных размеров
отдавать команды исполнительным механизмам на выполнение технологического
перехода и выключение станка после получения последнего размера, выполняемого
на данной операции.
Пневматический метод контроля. Основным достоинством пневматического
метода измерения линейных размеров обрабатываемых деталей, обусловившим его широкое
применение в процессах плоской доводки, являются высокая точность измерения. К
тому же пневматические измерения легко автоматизировать. Пневматический метод
контроля применяется для активного контроля размера обработанного изделия на
станке мод. 3814ПС. Способ контроля косвенный - замеряется перемещение шпинделя
верхнего притира (рис. 1).
Сопло пневмоэлектроконтактного датчика
настраивается по торцу А шпинделя 1 в соответствии с высотой
обрабатываемых изделий.
Рис. 1.
Пневматический метод контроля размера обрабатываемого изделия
Трубка 3 с с пневмоэлектродатчиком
крепятся на неподвижную часть устройства нагружения (к корпусу). Под буртиком А
верхнего шпинделя 1.Сопло настраивается по торцу А в соответствии ' с
высотой обрабатываемого изделия.
От пневмоэлектроконтактного датчика к
трубе 3 подводится сжатый воздух, который истекает через сопло 2. По мере съёма
припуска с изделия верхний доводочный диск со шпинделем 1 опускается. Это ведёт
к уменьшению зазора 5 между торцом сопла и контрольным буртиком шпинделя 1.
Вследствие этого изменяется расход воздуха из сопла и давление воздуха в
датчике. Эти изменения преобразуются в электрические импульсы, которые дают
команды на управление станком. По достижению готового размера на изделии, зазор
5 между торцом сопла'2 и буртиком А шпинделя 1 составляет 0,01 - 0,02
мм. Данный метод контроля позволяет измерять толщину обрабатываемых деталей с
точностью 0,01-0,005 мкм
Индуктивный метод активного контроля. Индуктивный метод активного контроля предназначен для контроля толщины
плоских деталей в процессе её обработки методом доводки на плоскодоводочном
станке и управление станком по результатам измерений путём выдачи двух команд:
предварительной для изменения обработки и окончательной для её прекращения.
Прибор состоит из измерительного датчика
и преобразующего электронного блока. Датчик построен на индуктивном методе
преобразования измерительного импульса.
В электронном блоке прибора применена
дифференциальнотрансформаторная схема (рис. 2). Величина напряжения на входе
усилителя зависит от комплексного сопротивления элементов измерительного моста,
составленного из катушек датчика 1 и 2 и обмоток дифференциального
трансформатора 3 и 4.
Рис. 2. Дифференциально-трансформаторная схема включения индуктивного датчика
В зоне действия катушек помещён якорь.
Смещение якоря из зафиксированного положения вызовет изменение индуктивности
катушек 1 и 2, что приведёт к нарушению электрического состояния системы и
перемещению стрелки прибора Г в новое положение, соответствующего перемещению
якоря. Схематическое устройство индуктивного датчика со скобой (рис. 3).
Рис. 3. Схема
устройства индуктивного датчика
Расположение якоря в зазоре магнитной
системы определяется как положением измерительного штока (положением верхнего
доводочного диска (размером детали)), так и положением торца микровинта. Вращая
микровинт при неизменном Положении измерительного штока, можно перемещать
магнитную систему относительно якоря и, установив его в нейтральное положение,
сбалансировать измерительный мост.
В рабочем состоянии датчик базируется
аналогично пневмоэлектродатчику, на неподвижном корпусе механизма нагружения,
Измерительный шток 1 устанавливается на буртик А верхнего шпинделя 1
(рисунок 1.4). Измерительный шток подвешен на плоских пружинах 2, на которых он
имеет возможность перемещаться вдоль своей оси. Спиральная пружина 3 прижимает
шток к изделию. Второй конец штока несёт якорь 10 и гайки 9, ограничивающие его
перемещение относительно магнитной системы.
Магнитная система 7 подвешена на плоских
пружинах 5 и спиральной пружиной 6 прижимается к микрометрическому винту 4,
установленному в корпусе датчика. Датчик настраивается на размер по
эталону, или образцовой детали. Для этого вращением микровинта 4 перемещают
магнитную систему 7 относительно якоря 10 до установки стрелки указывающего
прибора на выбранную отметку.
В дальнейшем работа прибора происходит
следующим образом. Датчик крепится на неподвижный механизм нагружения и если
величина на обработку превосходит величину допустимого хода якоря, то
ограничивающие гайки 9, упираясь в кронштейн 8, увлекают за собой магнитную
систему 7, отрывая её от микровинта 4. По мере снятия припуска измерительный
шток в месте с магнитной системой перемещается по направлению к микровинту, и
магнитная система соприкасается с ним. С этого момента начинается процесс
измерения.
Индуктивный метод активного контроля
позволяет измерять толщину деталей с точностью до 0,05 мм.
Таким образом, существующие индуктивный
и пневматический методы контроля могут измерять величину снимаемого припуска в
процессе доводки. Однако погрешность измерения в процессе доводки (5 мкм) не
позволяет оценивать изменяющиеся свойства алмазного слоя в процессе доводки, и
назначать режимы доводочного процесса в зависимости от динамических характеристик
процесса обработки.
Список литературы:
- Дунин - Барковский И. В. Измерения и анализ шероховатости, волнистости и некруглости поверхности//М.: Машиностроение, 1978. 232с.
- Харизоменов И. В. Бесконтактный контроль размеров деталей при прецизионной обработке // Прецизионная отделочная обработка - М.: МДНПП им. Ф. Э. Дзержинского, 1969.
- Орлов П. Н. Влияние кинематических факторов доводки кольцевых поверхностей корпусных деталей на параметры качества обработки // Прогрессивные конструкции режущих инструментов и рациональные условия эксплуатации: - МДНТП, 1983. С.72-79.
- Орлов П. Н. Технологическое обеспечение качества деталей методами доводки // М: Машиностроение, 1988. 383с.
- Дубовик Н.Н. Анализ кинематики доводочных станков планетарного типа // «Научно-практические исследования» 2019. – № 7-4(22)
- Дубовик Н.Н. Обзор стандартных технологических процессов изготовления пластин из кремния и сапфира // «Colloquium-journal» 2019. – №25(49)
- Дубовик Н. Н. Анализ существующих методов расчета формы износа притиров // «Современные проблемы и перспективные направления инновационного развития науки». 2019
- Дубовик Н. Н. Исследование кинематики доводочного оборудования для повышения показателей точности формы плоских поверхностей обрабатываемых деталей // «Результаты современных научных исследований и разработок», 2019.- С.32-40.
Комментарии:
