Устройство для формообразования

Устройство для формообразования

Реферат

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано для изготовления изделий двойной кривизны из листов и панелей в режиме ползучести. Устройство для формообразования участков оболочек с гладкой поверхностью содержит камеру формообразования, рабочие органы с противостоящими приводами, расположенными снаружи камеры формообразования. Каждый рабочий орган состоит из двух деформирующих стержней, расположенных соосно и установленных с возможностью перемещения в камеру формообразования с двух ее противоположных сторон, двух линейных двигателей, один из которых позиционный, а другой дифференциальный. Каждый двигатель имеет установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения от источника перемещения осеподвижную часть, на которой закреплен упомянутый деформирующий стержень. Противостоящие приводы рабочих органов с каждой стороны камеры формообразования выполнены по схеме дифференциального группового привода. Рабочие органы разделены на равные группы, в каждой из которых линейные двигатели связаны общими для группы линиями передачи перемещений их осеподвижных частей с возможностью согласования в режиме формообразования на включение упомянутых групп в различных фазах, а в других режимах - софазно. Каждая группа разделена на подгруппы, подгруппы из групп различных фаз расположены с чередованием, каждая подгруппа выполнена из двух однорядных блоков, расположенных с противоположных сторон камеры формообразования. По меньшей мере один из линейных дифференциальных двигателей каждого рабочего органа имеет устройство регламентации формообразующего хода его осеподвижной части, выполненное в виде неподвижного упора для остановки перемещения его осеподвижной части и подвижного ограничителя его осеподвижной части с линейно-подвижным элементом преобразователя угла поворота в перемещение, связанных между собой односторонней передачей. Повышается качество и расширяются технологические возможности. 14 ил.

Изобретение относится к штыревой оснастке для формообразования участков оболочек.

Предпочтительное применение: космическая, авиационная и судостроительная промышленность.

Изобретение касается улучшений конструкции, которые направлены на повышение точности формообразования, на расширение применения в различных режимах, для разнообразные металлических материалов и для использования более широкого ассортимента толщин и размеров.

В устройствах с постоянным нагружением заготовки рабочие органы являются неустранимой причиной длительного взаимодействия свободных областей заготовки и областей, зажатых рабочими органами в местах их точечного контакта. Смещение материала свободных областей относительно зажатых приводит к появлению локальных областей сжатия, при потере устойчивости которых возникают цуги, содержащие одну или две гофры, длина волны которых определяется для данного материала при данной температуре толщиной заготовки h и межосевыми расстояниями L соседних рабочих органов в направлении максимального сжатия.

Потеря устойчивости в общих областях сжатия, например на периферии поверхности положительной полной кривизны, вызывает гофрообразование, длина волны которого также определяется толщиной заготовки h и межосевыми расстояниями L между соседними рабочими органами в направлении максимального сжатия.

Более частое расположение рабочих органов уменьшает градиенты скоростей перемещений в касательных к оболочке плоскостях между зажатыми и свободными участками и ограничивает размеры области, способной потерять устойчивость при сжатии листа толщиной h.

Более частое расположение рабочих органов предпочтительно и в отношении более точного соответствия теоретической поверхности и реально полученной точечным взаимодействием стержней и заготовки, однако в машинах с двусторонним постоянным зажатием заготовки это трудно достижимо. Линейные двигатели, обеспечивающие перемещения деформирующих стержней с заданными скоростями на заданные расстояния независимо от колебаний нагрузки (в дальнейшем именуемые позиционными двигателями) трудоемки в изготовлении, поэтому количество рабочих органов, в каждом из которых содержится один такой двигатель, лимитируется стоимостью. Для малых толщин заготовки более плотное расположение рабочих органов трудновыполнимо ввиду сравнительно больших сечений и громоздкости позиционных двигателей.

Для исключения неточностей формы в более ранних машинах поверхность изделия с участками двойной кривизны разделяли на области, соотнесенные с рабочими органами, и для каждого рабочего органа изготовляли две опорные поверхности, сопряженные с поверхностями изделия с двух его сторон [1].

Однако, такая мера, увеличивая точность изделия при малочисленных рабочих органах, увеличивает градиенты скоростей между соседними областями заготовки и требует дополнительных мер для их уменьшения.

Позиционными двигателями в устройстве [1] являются винтовые пары с шестеренными передачами, приводимые от общего источника вращения. Дифференциальными двигателями являются грузы или пружины, сжатые предварительно.

В известном устройстве [2] позиционные двигатели представлены гидроцилиндрами, которые связаны с непрерывно действующими дозаторами, причем каждому гидроцилиндру соответствует свой дозатор. Каждый позиционный двигатель обеспечивает перемещение со строгим заданием скоростей независимо от колебаний нагрузки; дифференциальные двигатели - гидроцилиндры, включенные параллельно, которые совершают вынужденное движение, задаваемое изменяющейся формой заготовки и взаимодействующими с ней позиционными двигателями.

Наблюдение сжатых областей указывает на то, что потеря устойчивости происходит за некоторое критическое время t_крит и распадается на стадию гофрообразования и ее развитие в излом.

Картина гофрообразования, наблюдаемая на штыревой оснастке, достаточно сложная, и в силу принципа действия устройства ее нельзя изменить, пока не закончился процесс формообразования.

Для упрощения задачи экспериментального изучения, т.е. для исключения краевых эффектов, вызванных постоянным контактом органов в различных областях заготовки, наблюдения проводились на устройстве, включающем выпуклую матрицу, на которой располагается лист, а сверху листа - металлическая сетка из полос. Относительным перемещением натянутой сетки и матрицы лист постепенно формировался в нагретом состоянии в поверхность двойной кривизны. При этом оказалось, что гофрообразование имеет правильную периодическую структуру с длиной волны (h) и гофры перпендикулярны контуру К, проведенному в направлении максимального сжатия.

Более частое расположение полос, чем и постепенное прилегание полос на область достаточно полно сформировавшейся волновой системы устраняло гофрообразование.

Если напряжения сжатия недостаточны для гофрообразования вдоль всего контура на периферии поверхности двойной кривизны и достигали критических значений только вдоль некоторых участков K_i, то волны гофрообразования определялись величиной h, а их амплитуда - значением полной кривизны на этих участках. Такая ситуация возникала, если выпуклая матрица имела различную кривизну в разных направлениях.

Наиболее близким к заявленному является устройство для формообразования (1), содержащее камеру формообразования, рабочие органы с противостоящими приводами, расположенными снаружи камеры формообразования, каждый рабочий орган состоит из двух деформирующих стержней, расположенных соосно и установленных с возможностью перемещения в камеру формообразования с двух ее противоположных сторон, двух линейных двигателей, один из которых позиционный, а другой дифференциальный, каждый двигатель имеет установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения от источника перемещения осеподвижную часть, на которой закреплен упомянутый деформирующий стержень, линейные позиционные двигатели выполнены с возможностью задания формы поверхности оболочки, а линейные дифференциальные и линейные позиционные двигатели выполнены с возможностью совместного воздействия на заготовку.

Задачей изобретения является улучшение конструкции, обеспечивающее повышение точности формообразования, использование различных режимов для различных материалов и для получения широкого ассортимента толщин и размеров.

Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве для формообразования участков оболочек с гладкой поверхностью, содержащем камеру формообразования, рабочие органы с противостоящими приводами, расположенными снаружи камеры формообразования, каждый рабочий орган состоит из двух деформирующих стержней, расположенных соосно и установленных с возможностью перемещения в камеру формообразования с двух ее противоположных сторон, двух линейных двигателей, один из которых позиционный, а другой дифференциальный, каждый двигатель имеет установленную с возможностью возвратно-поступательного перемещения от источника перемещения осеподвижную часть, на которой закреплен упомянутый деформирующий стержень, линейные позиционные двигатели выполнены с возможностью задания формы поверхности оболочки, а линейные дифференциальные и линейные позиционные двигатели выполнены с возможностью совместного воздействия на заготовку, противостоящие приводы рабочих органов с каждой стороны камеры формообразования выполнены по схеме дифференциального группового привода, рабочие органы разделены на равные группы, в каждой из которых линейные двигатели связаны общими для группы линиями передачи перемещений их осеподвижных частей с возможностью согласования в режиме формообразования на включение упомянутых групп в различных фазах, а в других режимах - софазно, каждая группа разделена на подгруппы, подгруппы из групп различных фаз расположены с чередованием, каждая подгруппа выполнена из двух однорядных блоков, расположенных с противоположных сторон камеры формообразования, по меньшей мере один из линейных дифференциальных двигателей каждого рабочего органа имеет устройство регламентации формообразубющего хода его осеподвижной части, выполненное в виде неподвижного упора для остановки перемещения его осеподвижной части и подвижного ограничителя его осеподвижной части с линейно-подвижным элементом преобразователя угла поворота в перемещение, связанных между собой односторонней передачей.

На фиг. 1 показано устройство для экспериментального формообразования поверхностей двойной кривизны.

Устройство содержит выпуклую матрицу А из жаропрочного бетона с поверхностью двойной кривизны, на которой расположены листовая заготовка В из алюминий-титанового сплава и пуансон С, представляющий собой сетку. Сетка образована элементами D, наложенными друг на друга. Каждый элемент D выполнен из полос из нержавеющей стали в виде частокола, перечеркнутого перпендикулярно расположенной полосой из той же стали. Пересечения полос соединены сваркой. На концах параллельных полос шарнирно закреплены подвижные ролики Е, охваченные тросом F, проходящим через неподвижные ролики G на раме Н, расположенной снаружи матрицы А в направлении, перпендикулярном к проекции матрицы А в плане.

При сближении рамы Н и матрицы А пуансон С полосами прижимает заготовку В. Перпендикулярно к линиям наибольшего ската матрицы А на площади, не охваченной сеткой пуансона С, образовывалась зона зона сжатия на контуре К, а перпендикулярно ей край заготовки приобретал волнистый вид.

На устройстве применялось несколько матриц с поверхностью различной положительной и отрицательной полной кривизны. Матрица А, заготовка В и пуансон С находились в термокамере, нагреваемой галогенными лампами, а привод пуансона С через прорези в термокамере располагался снаружи, так что ролики Е и трос F находились за пределами высоких температур. Максимальные температуры нагрева - 700^oС, режим деформирования заготовки В - ползучесть, смещенная к зоне сверхпластичности.

В основу предлагаемого решения положен принцип динамического воздействия в различных, меняющихся местах контура максимального сжатия. Чтобы не определять особо саму область сжатия и контур, вдоль которого возможно гофрообразование, тот же эффект достигают эпизодическим воздействием на всю заготовку в разных ее местах, причем для любого органа время взаимодействия его с заготовкой меньше времени гофрообразования, с тем, чтобы локальные области потери устойчивости не смогли образоваться.

Достигается это тем, что рабочие органы выполнены из периодически действующих составляющих и разделены на равные группы, каждая из которых пребывает, по крайней мере, в двух состояниях: формообразующего хода или покоя, и разные группы в каждый момент находятся в разных фазах; в свою очередь каждая из равных групп разделена на подгруппы, и подгруппы из разных групп расположены так, что у соседних подгрупп отличаются фазы.

На фиг.2 показаны рабочие органы штыревой многорядной оснастки.

Каждый рабочий орган оснастки содержит два деформирующих стержня 1 и 2, соосные между собой. Между концами стержней внутри камеры формования может располагаться листовая заготовка 3, с которой концы стержней 1 и 2 при формообразующем ходе находятся в контакте, по крайней мере, с одной стороны, а в большей части формообразующего хода с двух сторон. Концы стержней 1 и 2 снаружи камеры формования связаны устройствами 4 и 5 для перемещения стержней вдоль оси рабочего органа. Средства перемещения 4 и 5 в дальнейшем именуются линейными двигателями.

В соседних рядах оснастки при формообразовании рабочие органы пребывают в различных фазах: в состоянии покоя деформирующих стержней в одном ряду и в состоянии движения стержней в соседнем ряду (при двухфазной системе). Состояния движения и покоя в рядах периодически меняются. В состоянии движения стержни 1 и 2 находятся под нагрузкой сжатия, сообщаемой им со стороны линейных двигателей 4 и 5, которая передается на заготовку 3 в области контакта стержней и заготовки. В состоянии покоя стержни 1 и 2 не нагружены.

На фиг.3 показано сечение штыревой оснастки плоскостью, перпендикулярной к осям рабочих органов. Соседние ряды рабочих органов состоят из сечений в виде кружков. В одном ряду кружки заштрихованы, в другом - нет. Заштрихованные кружки обозначают рабочие органы, пребывающие в фазе движения стержней под нагрузкой со стороны их линейных двигателей, не заштрихованные кружки обозначают рабочие органы, пребывающие в фазе снятой нагрузки на стержнях 1 и 2 (см. фиг. 2). При двухфазной системе количество рядов, пребывающих в нагруженном состоянии стержней их рабочих органов, и количество рядов, где стержни не нагружены, одинаково. Множество всех рядов рабочих органов при двухфазной системе их нагружения разбито на две равные группы. Каждый ряд образует подгруппу. Чередующиеся подгруппы из разных групп являются, т.о., соседними рядами, и пребывают в различных фазах. Сказанное касается состояния штыревой оснастки при формовании в двухфазном режиме. При других режимах, достигаемых переключением, пересоединением коммуникаций рабочие органы могут быть либо нагруженными, либо все ненагруженными, либо даже в состоянии, когда стержни рабочего органа осуществляют движение в разные стороны, например, при выемке готового изделия, или при установке заготовки 3 в новое положение.

Как и известные машины с постоянным нагружением рабочих органов, предлагаемое устройство содержит камеру формообразования, рабочие органы, содержащие соосные деформирующие стержни и средства их перемещения. На этом сходство заканчивается.

Предпочтений избрать в качестве прототипа любое из устройств [1] или [2] , а также иные известные машины с постоянным нагружением стержней, связанных с позиционными и дифференциальными двигателями, нет. В известных многоштоковых устройствах заготовка нагружена постоянно. Предлагаемое устройство основано на принципе периодического нагружения соседних областей заготовки.

В предложенном устройстве линейный позиционный двигатель образован присовокуплением к дифференциальному двигателю устройства для регламентации его формообразующего хода, при этом регламентация формообразующего хода включает, по крайней мере, две фазы: формирование ограничения хода в устройстве регламентации и его силовое повторение дифференциальным двигателем, входящим в состав позиционного. При использовании составного дифференциального двигателя, ступени которого связаны серводействием с разделением во времени срабатывания ступеней, фазность позиционного двигателя увеличивается.

На фиг. 4 показан линейный позиционный двигатель, в котором последовательно во времени осуществляются две фазы: формирование ограничения хода выходного звена 7 двигателя 6 при помощи жесткой механической связи между выходным звеном 7 и основанием камеры формования и затем силовое повторение сформированного перемещения выходного звена 7 на расстояние z при включении дифференциального двигателя 6.

Силовое повторение сформированного в устройстве регламентации ограниченного хода дифференциальным двигателем 6 возможно при определенном его устройстве: дифференциальный двигатель 6 на выходном звене 7 должен иметь продолжение как в сторону камеры формования, так и в противоположную от нее сторону.

Со стороны камеры формования на подвижном выходном звене 7 закрепляют формирующий стержень 1, а на продолжении выходного звена 7 в противоположную сторону закрепляют соответствующие элементы, обеспечивающие ограничение хода выходного звена 7.

Рассмотрим простейший случай внешнего управления непосредственно человеком с ручной установкой дискретных значений координаты z.

В этом случае устройство регламентации содержит два ограничителя 8 и 9 на линейной части 10 и два упора 11 и 12, один неподвижный относительно камеры формования, другой - неподвижный относительно выходного звена 7 двигателя 6, линейная часть 10 выполнена в виде рейки с отстоящими на равных расстояниях отверстиями, а ограничители 8 и 9 содержат параллельные направляющие с отверстиями в их стенках. Ограничители 8 и 9 закрепляют на рейке 10 помещением штифтов в совпадающие отверстия рейки 10 и ограничителей.

На основании камеры формования расположен упор 11, а на подвижном выходном звене 7 двигателя 6 упор 12. Упоры выполнены в виде отверстий, больших поперечного сечения рейки 10, но меньших чем поперечные сечения ограничителей 8 и 9.

Возможные варианты расположения подвижных и неподвижных частей простейшего демонстрационного устройства регламентации с заданием координаты z вручную показаны на отдельных фрагментах фиг.4.

Принцип регламентации перемещений выходного звена 7 односторонней жесткой механической связью со стороны основания предполагает наличие тех же составных элементов и при более сложных реализациях с использованием автоматики, что и при регламентации вручную.

Кроме двухступенчатых позиционных двигателей возможны и иные, построенные на ограничении хода выходного звена дифференциального двигателя, например позиционный двигатель, трехступенчатый, в котором первой ограничивается перемещение второй, а второй ограничивается перемещение третьей ступени.

Срабатывание ступеней разделено во времени. Состояния движения ступеней занимают случайные промежутки времени и отличаются от систематических, фазных состояний, циркулирующих в общих силовых коммуникациях, которые, в зависимости от природы состоянии, именуются переменными натяжениями, переменными давлениями, а сами коммуникации, по аналогии с фазными электрическими цепями, именуются также фазными.

Дифференциальность идентичных ступеней группы обеспечена их общей коммуникацией, допускающей перераспределение перемещений носителей силовых импульсов, которым определяется различие в перемещениях выходных звеньев дифференциальных двигателей группы, но для одной ступени данного позиционного двигателя только в пределах достижения позиции, заданной координатой 7 от предыдущей ступени.

На фиг. 5 показаны трехступенчатый позиционный двигатель и устройство двигателя с положением деталей в различных фазах, в котором ступень I образована шаговым двигателем и винтовой парой, задающими ограничение перемещений для гидравлического дифференциального двигателя II, связанного с источником пульсирующего давления Р₀ через обратный клапан и с последующим, конечным звеном III через пороговый клапан. Гидравлический двигатель II имеет общий вытеснитель с гидравлическим двигателем IV, связанным с пульсирующим давлением P₁, которым осуществляются обратный ход двигателя II и прямой ход конечного звена - двигателя III. Полость двигателя III работает на заполнение, а его выходное звено осуществляет прямой ход.

На фиг. 6 показаны трехступенчатый позиционный двигатель обратного хода основного звена и устройство с положением его деталей в различных фазах, в котором ступень I образована шаговым двигателем и винтовой парой, задающим ограничение перемещений для гидравлического дифференциального двигателя II, связанного с источником давления Р₀ через обратный клапан и с гидросопротивлением к сливу через пороговый клапан. Гидравлический двигатель II имеет общий вытеснитель с гидравлическим двигателем IV, который через однопозиционный переключатель связан со сливом и через второй однопозиционный переключатель с конечным звеном - гидродвигателем III, осуществляющим обратный ход.

Возможность задания координаты на конечной ступени III и на промежуточной IV основана на явлении несжимаемости жидкости в широком диапазоне давлений, и линейная зависимость H(x)=kx может быть обеспечена с помощью цилиндрического сосуда переменной высоты где V - объем, Н - высота, S - площадь сечения кругового цилиндра. Полагая 1/S=k=const, H(V)=kV. Построение задающего координату z* агрегата, аналогичного функционально механическому с винтовой парой и приводом, задающим угол , так что Н()=k где k - шаг резьбы самотормозящейся, обеспечивающей одностороннюю передачу угла от источника вращения, возможно и в гидравлическом исполнении, обеспечивающем одностороннее движение посредством обратного и порогового клапанов, а в устройстве на опорожнение дополнением однопозиционных переключателей, сообщающих поочередно слив и гидравлический конечный двигатель, работающий на опорожнение.

Так, устроенные позиционные двигатели - периодического действия и коренным образом отличаются от позиционных двигателей постоянного действия. Последние обеспечивают заданные перемещения с заданными скоростями независимо от колебаний нагрузки. Позиционные двигатели периодического действия обеспечивают перемещения на заданные расстояния, а скорости этих перемещений зависят от нагрузки, и заданные расстояния при различных нагрузках достигаются в различные промежутки времени.

В отличие от жесткой матрицы, образованной позиционными двигателями в машинах с постоянным нагружением рабочих органов, в предлагаемом устройстве матрица упругая, и под действием нагрузок со стороны достаточно жесткой заготовки и действующих на нее с обратной стороны дифференциальных двигателей может и не достигать сразу заданной формы, а только тогда, когда заготовка будет достаточно сдеформирована, особенно при одноступенчатых дифференциальных двигателях, формообразующий ход которых регламентируется.

При использовании в позиционном двигателе периодического действия многоступенчатого дифференциального двигателя на стадии формообразующего хода позиционный двигатель заданное расстояние достигает с переменной скоростью, зависящей от нагрузки, и только после осуществления формообразующего хода приобретает жесткость в силу запертой жидкости в конечной ступени.

Дифференциальные двигатели допускают работу как в постоянном, так и в периодическом режимах. Принцип их может быть основан на различных явлениях. Линейные дифференциальные двигатели могут быть как гидравлическими, так и механическими; последние допускают более высокие температуры нагрева и менее требовательны к средствам охлаждения, но уступают гидравлическим по величине усилий и быстродействию.

На фиг. 7 показана принципиальная схема дифференциального двигателя на основе гидроцилиндра. (Гидроцилиндр есть объемный гидродвигатель с прямолинейным возвратно-поступательным движением выходного звена. В зависимости от конструкции возвратное движение цилиндра может осуществляться посторонним источников возврата, а при определенной его конструкции то и другое движение осуществляется без посторонних приспособлений).

Дифференциальность, независимо от возможностей расхода Q(t) источника достигнута параллельным соединением группы идентичных гидроцилиндров.

(Утверждение, независимо от возможностей расхода Q(t) источника, означает, например, что при одном гидроцилиндре и при строго постоянном расходе источника Q(t)= const, выходное звено гидроцилиндра, его шток или плунжер движутся с постоянной скоростью, v(t)=const, независимо от колебаний нагрузки. Или вторая возможность, при одном гидроцилиндре и его питании от пневмогидроаккумулятора, скорость движения его выходного звена испытывает колебания с колебаниями нагрузки).

Здесь 6 - гидроцилиндры, 7 - их выходные звенья, 13 - источник давления, 14 - коммуникации (трубопроводы, второе название: гидромагистрали). За счет перераспределения жидкости, поступающей в гидроцилиндры в зависимости от нагрузок P_i на выходных звеньях 7, скорости движения v_i различны.

На фиг.8 показан механический дифференциальный двигатель (аналогичный с упоминавшимся ранее при описании устройства для экспериментального изучения формования поверхностей двойной кривизны, показанного на фиг.1). Перераспределение перемещений достигнуто тем, что на стержнях 7, имеющих возможность осевого перемещения, закреплены ролики 15, а на неподвижном относительно стержней сновании закреплены ролики 16, охваченные совместно с роликами 15 общим гибким элементом 17, например тросом или лентой. Гибкий элемент 17 выполняет ту же роль, что и параллельно соединяющие гидроцилиндры 6 коммуникации 14.

По крайней мере, один из линейных дифференциальных двигателей рабочего органа снабжен устройством регламентации его формообразующего хода. В пределах ограниченного хода движение происходит с теми же особенностями, что и без ограничения.

На фиг.9 показан рабочий орган, который содержит стержни 1 и 2, связанные с линейными двигателями 4 и 5, один из которых позиционный, другой - дифференциальный.

На фиг. 10 показан рабочий орган, который содержит стержни 1 и 2, связанные с линейными двигателями 4* и 5*, оба из которых позиционные.

Позиционность в обоих случаях достигнута снабжением линейных дифференциальных двигателей устройствами регламентации их формообразующего хода. Ступенчатость двигателей 4* и 5*, а также одного из двигателей 4 или 5 не оговорена, так что рабочие органы и на фиг.8, и на фиг.9 периодического действия.

Устройство регламентации содержит подвижный ограничитель осеподвижной части дифференциального двигателя, неподвижный упор для остановки ее движения, при этом подвижный ограничитель включает линейно подвижный элемент преобразователя угла поворота в перемещение, который связан односторонней передачей с его управляемым приводом.

На фиг. 11 показана схема механического устройства регламентации формообразующего перемещения деформирующего стержня 1. Устройство показано в различных фазах.

Позиционное перемещение стержня 1 достигается при двухступенчатой схеме позиционного двигателя, ограничением перемещений выходного звена 7 (см. фиг. 4) дифференциального двигателя 6, имеющего продолжение выходного звена 7 наружу от камеры формования.

Ограничение перемещения достигается при помощи устройства 18, в котором угол поворота источника вращения 19 и связанного с ним входного звена 20 преобразователя вращательного движения в перемещение выходного звена 21, преобразуется по зависимости H=k, где k=const.

После задания перемещения Н(), при помощи ограничителя 8, содержащего упор 9 и линейную часть 10, в следующей фазе оно повторяется силовым дифференциальным двигателем 6 путем ограничения перемещений его выходного звена 7 замыканием упоров 9 и неподвижного упора 11 при их контакте. В качестве преобразователя угла поворота в перемещение Н может быть применена, например, винтовая пара, которая удовлетворяет условию H=k, если нагрузка на ее элементы и при задании координаты, и при удержании выходного звена 7 дифференциального двигателя 6 односторонняя. При нагрузке, чередующейся по направлению, неизбежные люфты могут нарушать линейность соотношения, и оно становится линейным только приближенно: Hk. В этом случае применяются особые меры, обеспечивающие одностороннюю нагрузку и при задании кординаты z, и при ее силовом повторении. Одной из таких мер является расположение винтовой пары на выходном звене 7 двигателя 6.

На фиг.12 показано устройство регламентации, содержащее винтовую пару на выходном звене 7 двигателя 6. Таких расположений два: а) либо гайка неподвижна относительно выходного звена 7, а болт и его резьбовую часть ввинчивают в гайку; b) либо резьбовая часть закреплена на выходном звене 7, а гайка осеподвижна вдоль резьбовой части. В первом случае головка болта является подвижным упором 9, а его резьбовая часть - линейной частью 10, во втором случае подвижным упором 9 является гайка, а резьбовая часть винта - линейной частью 10.

На фиг. 13 показано устройство регламентации с неподвижной гайкой на выходном звене 7 двигателя 6. Источник вращения 19 и входное звено 20 преобразователя 21, осуществляющего преобразование H()=k, представлено винтовой парой, содержащей неподвижную гайку на выходном звене 7 двигателя 6, и подвижный болт 10, головка которого 9 может опираться на края отверстия 11 в основании камеры формования. Головка 9 болта и источник вращения 19 связаны механической коммуникацией 22 для передачи вращения, выполненной из гофрированной трубки с малой продольной жесткостью. Задание угла поворота управляемым источником вращения 19 и его передача посредством вращательной коммуникации 22 на преобразователь 21 в виде винтовой пары осуществляются в фазе покоя дифференциального двигателя 6.

Отметим, что винтовая пара, как преобразователь H()=k, односторонняя передача от источника вращения 19, в том смысле, что в следующей фазе нагрузка на резьбу максимальна, а самовращения назад не происходит, так как винтовая пара - самотормозящаяся.

В отличие от штыревых оснасток [1] и [3], где винты работают на сжатие, все приведенные применения винтовой пары в устройствах регламентации отличаются работой винта исключительно на растяжение, и, таким образом, проблемы с потерей устойчивости винтов при их сжатии не имеют места.

Устройство регламентации допускает множество вариантов. Например, если преобразователь угла поворота управляемого привода выполнен на основе винтовой пары, то она является одновременно и односторонней передачей от управляемого привода к линейно подвижному элементу, который в то же время так или иначе входит в состав ограничителя.

При конструкции преобразователя угла поворота в перемещение, например, на основе червячной передачи с одним или с двумя червячными колесами червячная передача является односторонней передачей от управляемого привода к линейно подвижному элементу, который выполнен отдельным звеном.

В предлагаемом устройстве не оговаривается и управляемый привод. Приводами могут быть и шаговые двигатели, и электромагнитные муфты, снабженные счетчиками, которые расположены на осях реверсивных двигателей различного действия. Управляемость предполагается программная, например, от компьютера, хотя не исключается и от других устройств, и даже ручное осуществление программы.

Это связано с тем, что регламентацию определяет число оборотов, которое преобразовано в линейное перемещение, а как число оборотов достигнуто, не важно, была ли скорость вращения постоянной, переменной или изменялась ступенчато и даже с перерывами.

В качестве управляемого привода устройства регламентации может быть применен и асинхронный двигатель со счетчиком оборотов и электромагнитной муфтой, которая по программе отключает источник оборотов от устройства преобразователя угла поворота в линейное перемещение, и шаговый двигатель, совмещающий в себе источник вращения и счетчик оборотов и т.п.

В известных штыревых оснастках винтовая пара и источник вращения выполняют роль одноступенчатого позиционного двигателя [1], [3], в предлагаемом же устройстве для формообразования агрегат из винтовой пары и управляемого источника вращения выполняет вспомогательную роль управляющего звена.

Касательно двухступенчатых позиционных двигателей, образованных из дифференциального двигателя и устройства регламентации перемещений, принципиально не важно, как устроен и на каких принципах работает дифференциальный двигатель: гидравлика применена или пневматика, тросовая передача, винтовая ли с двигателем достаточной приемистости - точность задания координаты обеспечивается только жесткостью и устойчивостью связи, ограничивающей перемещение выходного звена.

Однако в силу периодичности работы круг или область приемлемых дифференциальных двигателей, используемых в позиционном двигателе в силовых ступенях, ограничен требованием экономичности по затратам энергии и малой инерционностью подвижного ограничиваемого звена. Таким требованиям удовлетворяют гидроцилиндры и двигатели на основе применения троса, стержня, подвижных и неподвижных роликов, охваченных тросом, и малопригодны пневматические, а также на основе винтовой пары или иной конструкции линейного преобразователя вращения приемистого двигателя из-за громоздкости и возможного закусывания при остановках вращающихся массивных частей привода преобразователя в линейное перемещение.

В предлагаемом устройстве рабочие органы разделены, по крайней мере, на две равные группы, в которых линейные двигатели связаны общими для группы линиями передачи перемещений их осеподвижных частей, а указанные линии сообщены с источниками перемещений посредством однопозиционных переключателей.

Особенностью дифференциального двигателя, на любом принципе основанного, является неограниченность перемещения его подвижного звена в пределах максимально допустимого хода.

Остановка возможна только в двух случаях: если на выходное звено наложена останавливающая перемещение связь, по типу упор или стяжка, в первом случае, или прекратилось воздействие на входное звено со стороны линии передачи перемещений, во втором случае.

Исключение из второго случая составляют дифференциальные двигатели, принцип действия которых основан на физическом законе всемирного тяготения. Тяготение нельзя прекратить или прервать, подобно другим источникам перемещения.

Дифференциальные двигатели на основе тяготения приведены в материалах известного устройства [1], где имеется пример применения гирь, каждая из которых размещена на деформирующем стержне штыревой оснастки при осуществлении формообразующего хода ее рабочих органов.

В п