Проектування системи автоматичного керування положенням правлячого електрода в процесі електроерозійного (стр. 1 из 10)

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

Донецьк-2007

У комплексному проекті: „Спроектувати агрегатний верстат для обробки отворів у кронштейні та процес заточування свердел алмазними кругами з електроерозійним впливом на його робочу поверхню”

Спецчастина 2. „Спроектувати систему автоматичного керування положенням прав’ящего електрода в процесі електроерозійної правки алмазного круга на базі персонального комп’ютера”

1. Тема проекту (роботи) Спроектувати систему автоматичного керування положенням прав’ящего електрода в процесі електроерозійної правки алмазного круга на базі персонального комп’ютера.

затверджена наказом по інституту від “ 15” березня 2007 р.№ 278-14

2. Термін здачі студентом закінченого проекту (роботи) 27.06.2007р.

3. Вихідні дані до проекту (роботи)_результати роботи по НДРс, курсовий проект з проектування

4. Зміст розрахунково-пояснювальної записки (перелік питань, що їх належить розробити) 1_Аналіз технологічного процесу алмазної обробки матеріалів. 2 Сучасні методи обробки та правки амазних кругов. 3.Методика рєєстрації одиничних імпульсів та їх класифікація 4. Розробка функціональної схеми 5. Технічна реалізація. 6. Розробка програмного забезпечення. 7 Розрахунок надійності системи. 8 Розрахунок економічної ефективності.

РЕФЕРАТ

Дипломний проект: с., рис., додатків, джерел, табл.

У даній роботі спроектована система автоматичного управління положенням електрода в процесі електроерозійної правки алмазного круга на базі мікроконтролера.

Вивчено сучасні методи електроерозійної обробки при шліфуванні твердих матеріалів і сучасна методика реєстрації одиничних імпульсів і їхні види для визначення режимів максимальної продуктивності електроерозійного виправлення. Довідалися вплив різних видів імпульсів на процес виправлення.

Виготовлено реальну модель і програмне забезпечення до неї, і вона перевірена на працездатність.

АЛМАЗНИЙ КРУГ, ОДИНИЧНИЙ ІМПУЛЬС, ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНА ОБРОБКА, ІМПУЛЬС КОРОТКОГО ЗАМИКАННЯ, ІМПУЛЬС ХОЛОСТОГО ХОДУ, РОБОЧИЙ ІМПУЛЬС, ЗВ'ЯЗУВАННЯ, АЛМАЗНЕ ЗЕРНО, РЕЖИМ ВИПРАВЛЕННЯ, МІКРОКОНТРОЛЕР, РІДКОКРИСТАЛИЧНИЙ ІНДИКАТОР.

ЗМІСТ

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

ВСТУП

1. Профілювання алмазних струмопровідних кругов способом теплового впливу (електроерозійний метод)

1.1 Фізичні основи електроерозійної обробки алмазоносного шару

2. Сучасні методи електроерозійної обробки при шліфуванні твердих матеріалів

3. Методика реєстрації одиничних імпульсів і їхня класифікація

4. Розробка функціональної схеми

5. Технічна реалізація

5.1 Розрахунок ланки виділення імпульсів різної амплітуди і вибір елементів

5.2 Розрахунок і вибір елементів для реалізації блоку опорних напруг

5.3 Вибір компараторів

5.4 Вибір тригерів і принцип їхньої роботи

5.5 Проектування формувача скидання тригерів і дозволу рахунка

5.6 Проектування шифрувача і вибір елементів для його реалізації

5.7 Вибір мікроконтролера і рідкокристалічного індикатора

5.8 Вибір крокового двигуна і управління їм

6. Розробка програмного забезпечення

6.1 Розробка алгоритму

6.2 Опис інтерфейсу користувача

7. Розрахунок надійності системи

8. Техніко-економічне обґрунтування розробки і виробництва САК положенням правлячого електрода в процесі електроерозійного виправлення алмазного круга

8.1 Розрахунок собівартості і ціни приладу

8.1.1 Розрахунок вартості основних матеріалів

8.1.2 Розрахунок вартості куплених комплектуючих виробів

8.1.3 Розрахунок основної заробітної плати

8.2 Розрахунок валового прибутку і побудова графіка беззбитковості

ВИСНОВКИ

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

ДОДАТОК А. Технічне завдання

ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ

САУ – система автоматичного управління

МЕП – міжелектродний простір

ЕЕО – електроерозійна обробка

КЗ – коротке замикання

РИ – робочі імпульси

ХХ – холостой хід

ЕЕП – електроерозійна правка

СОЖ –

ЧКЗ – часткове коротке замікання

РКІ – рідкокристалічний індикатор

ВСТУП

Успішне розв’язання задач прискорення науково-технічного прогресу нерозривно зв'язано із широким освоєнням передових технологій, підвищенням продуктивності праці і поліпшенням якості виробленої продукції.

Особливо це відноситься до так називаних важкооброблюваних матеріалів, використовуваним останнім часом при виробництві машин і механізмів, що працюють в екстремальних умовах, обробка яких зв'язана з визначеними труднощями. До таких матеріалів відносяться титанові сплави, що застосовуються в різних галузях техніки через високих міцностних характеристик, малої щільності й інших специфічних властивостей, ванадієві швидкорізальні сталі, що мають високу зносостійкість і міцність.

Використання для їхньої чистової обробки шліфування абразивними кругами характеризується низькою продуктивністю і, у ряді випадків, не задовольняє вимогам, пропонованим до якості обробки.

Серед нових високопродуктивних технологічних процесів обробки важкооброблюваних матеріалів у даний час усе більш широке поширення одержує алмазне шліфування кругами на металевому зв'язуванні, заправленими електроерозійним способом, або комбіновані способи алмазного шліфування з підтримкою в процесі обробки властивостей, що ріжуть, робочої поверхні круга за допомогою електроерозійних впливів.

Електроерозійні впливи на робочу поверхню круга. можуть виконуватися по двох схемах - з підведенням технологічного струму в зону різання або в автономну зону. Обидві схеми знайшли своє застосування при обробці зносостійких штампових сталей, нержавіючих сталей, магнитотвердих сплавів і інших твердих металів і сплавів.

Разом з тим, відсутні рекомендації з вибору способів алмазного шліфування з підтримкою властивостей круга, що ріжуть, за допомогою електроерозійних впливів при обробці титанових сплавів і ванадієвих швидкорізальних сталей, що стримує застосування нових способів шліфування при обробці цих перспективних матеріалів.

Не досліджені шляхи підвищення продуктивності електроерозійного виправлення за рахунок керування процесів з урахуванням видів одиничних імпульсів, інтенсифікації керування механічного руйнування алмазних зерен і ін. Відсутні зведення про вплив схем підведення технологічного струму на вихідні технологічні показники обробки титанового сплаву ВТГ4 і стали Р6М5фз.

Метою роботи є спроектувати систему автоматичного управління положенням електрода при виправленні алмазного круга електроерозійним способом, за рахунок керування процесом обліку видів одиничних імпульсів, висновку їх на екран РКІ і видачі визначеної серії імпульсів на кроковий двигун за підсумками підрахунку круговькості видів імпульсів.

1. ПРОФІЛЮВАННЯ АЛМАЗНИХ СТРУМОПРОВІДНИХ Кругов СПОСОБОМ ТЕПЛОВОГО ВПЛИВУ (ЕЛЕКТРОЕРОЗІЙНИМ МЕТОДОМ)

Застосування електроерозійної обробки для профілювання алмазних струмопровідних кругов є досить перспективним. Це порозумівається декруговькома специфічними особливостями, властивому даному методові: наявністю міжелектродного зазору, вибірковістю процесу і минаючих розрядів, полярним ефектом і ін. Перші результати, що підтвердили ці припущення, були отримані в 1965 р. лабораторією правлячих інструментів ВНІІАЛМАЗа. З цього часу були проведені широкі експериментальні і теоретичні дослідження, що підтвердили доцільність застосування електроерозійної обробки при профілюванні алмазних струмопровідних кругов.

При профілюванні алмазних струмопровідних кругов способом теплового впливу виникає питання про якість виправлення, унаслідок цього круг може бути не готово до подальшої роботи, хоча його «очищення» було вже проведене. Відомо, що при цьому методі виникають різні види імпульсів: холості, робочі, фіктивні і короткого замикання. Вид імпульсів залежить від величини міжелектродного проміжку і визначає продуктивність електроерозійного видалення оброблюваного матеріалу. Розглянемо залежність МЕП на види імпульсів і продуктивність ЕЕО на прикладі рис.1.1.

Рисунок 1.1 - Вплив міжелектродного зазору на види імпульсів

Як видно з приведеного графіка, у міру збільшення зазору від

зменшується число імпульсів КЗ і росте продуктивність обробки. Існує єдина точка, що відповідає зазорові , у якій через МЕП проходить 100% робочих імпульсів і, якби при 100%-ном використанні імпульсів, можливому тільки при високій концентрації продуктів ерозії, не зникала і «евакуаційна здатність» МЕП, цій точці повинна була б відповідати і максимальна продуктивність. Однак, унаслідок того, що при 100%-ном використанні імпульсів можливе виникнення коливального режиму сервопривода, максимальна швидкість знімання відповідає 5-10% холостих імпульсів при відсутності імпульсів КЗ. При подальшому збільшенні зазору , коли круговькість холостих імпульсів перевищує 5-10%, продуктивність починає падати. Таким чином, здійснюючи управління процесом ЕЕО з урахуванням видів одиничних імпульсів, можна, через універсальність методу, значною мірою зменшити трудомісткість пошуку режимів, що забезпечує максимальну продуктивність електроерозійної обробки. Завдання полягає в тім, щоб розподілити одержувані імпульси на типи і зробити висновок про поточний процес виправлення алмазного круга. Імпульси короткого замикання повинні майже відсутствувати, а холостого ходу – не більш 10%. Якщо отримані дані не відповідають установленим критеріям, треба змінити зазор між електродом і поверхнею алмазного круга, щоб одержати оптимальний режим виправлення, що відповідає нашим критеріям.