Устройство для автоматической подналадки резца
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (ii) 516471 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.07.74 (21)2042946/08 (61) М. Кл.о с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.06 76. Бюллетень i №21 (46) Дата опубликования описания 18.07,77
В 23 В 29!18
В 23 Я. 17/18
Государственный комитет
Совета Министров СССР па делам изобретений и OTKpblTkM рз) ьдк
621.952.5 (088.8) (72) Автор изобретения
Б. М. Бромберг
Специальное конструкторское бюро алмазно-расточных и радиально- сверлильных станков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОДНАЛАДКИ
РЕЗЦА.!О
20
Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в прецизионных станках, преимущественно алмазно- расточных, Известны устройства для автоматической подналадки резца и его отвода от обработанной поверхности детали с закрепленной на шпинделе упругодеформируемой резцовой оправкой, взаимодействующей с расположенной в шпинделе центральной тягой, находящейся под воздействием нажимного механизма с приводом размерной поднастройки резца. В известном устройстве между нажимным механнзм м и центральной тягой, размещен с возможностью смещения с оси вращения шпинделя невращающийся копир, конгактирующий с ощупывающим элементом, расположенным на приводном во вращение от шпинделя рычаге, воздействующем на централь. ную тягу.
Устройство снабжено дополнительным нажимным механизмом (механизмами), а копир размещен в упругодеформируемом основании,. закрепленном в корпусе и взаимодействующем с указанным нажимным механизмом (механизмами) .
Однако известное устройство при переменном профиле поперечного сечения обрабатываемой по. верхности детали по ее длине не компенсирует систематических ошибок профиля поперечного и продольного сечения.
Цель изобретения - повышение точности обработки.
Для этого в предлагаемом устройстве копир связан с обрабатываемой деталью кинематической цепью, раэмыкаемой силовым органом, а нажимной механизм, подключаемый к приводу размерной поднастройки резца, расположен в шпинделе, снабженном механизмом доворота и фиксации, между центральной тягой и рычагом, несущим ощупывающий элемент.
Нажимной механизм может быть выполнен в виде винтовой пары, винт которой соединен с центральной тягой а гайка механизма снабжена
) зубчатым венцом, входящим в зацепление с выходным звеном привода размерной поднастройки резца и с закрепленным на шпинделе зубчатым колесом с внутренними зубьями.
Привод размерной поднастройки резца может быть выполнен в виде многопозиционного гидроцилиндра, шток-поршень которого несет зубчатую рейку.
Кроме того, особенности устройства позволяют копиром компенсировать систематический износ
516471
2gl
30 эб резца в н,;.;,елях одной детали (без использования вал<, ..::.,;, .,Э!х,а С ПрИВОдОМ раэМЕрПОй ПОцнас-.. рой;;,"х: —: с..:стематнческие ошибки положения и .1 формь! Обр; ботанной поверхности (без смеще"=то пхет надежность и до!повечность уст „,;: с" "-: . (!:. э:,гет "-. T. .Ê!:ÒÑJI ЭОЗМО>КНЫМ ИСПОН,:,:.;:-"...., !.х.,—;.:;.;:;-;ХаННЭМЫ С НХ ПРИВОДаМИ ,елько !:; . Ко .-, е н! погрешностей, изменяющ:хся о.: цно обраоотанной детали к другой.
На ф —;.-. 1:эображ но предлагаемое устройство, !!родоль:.ь:. ра:-рез; на фиг. " - разрез по А--А на фиг. 1; .: - ..:.:;-. 3- ра-эре.": Iio Б — Б на фиг. 1; нафнг.
4 - раэр=-".;: з =.— В на фиг. 1(шшнщель зафикснроi"ëI); "I=.::.: .; . 5 — оазрез по à — Г на сЬиг, 1 (шпиндель - - :ф -:.::: ..::,:; нг ..::v., 6 — разрезr;aД вЂ” Днафиг.4, .o ".; тень:".с . c узла >!а подшешни
::..ах сь>о!-. .Рова,! нпгнндель 2, на фланце которого ,-т -,сг о;;„1 o / " >ая резцова;I оправ
-..е .:. . JJoI=.:."-Иа) . На хвостовике нf!н!гтс3н;,-",;.;,с-твоа! нолшин!нзков 3 установлен неводе. :.л..1н с анок4, на торце которого закреплен коP":: ., с1хщхх:: УИРУгодефоРмиРУемое осно...,-.í ;;- 6. ."л:.:Оз.ь е р образу!от в Основании
- етыре -..;. .е неремычкн7 и столько же вертикальных .рс.:;маек 8 (фиг. 2).
Ha oc.!oç":.;.:н! уста!!овлена полая ось 9, несущая нег«нхащттещи!!ся копир 10, штифтом 11 свя
--.аннь!н!, .Ол.еателем 12, расположенным внутри оси 9. Ь:,. :- Ирохо,шт сквозь продольный паз г:олой c ".:.: ".- ::.i то!тсречн!х!Й !!83 толкателя 12, Рабочая вовер;:нс . 1:- копира выполнена на основании э!ализа т";лонений формы обработанной поверхности, !Ин -, !ен!!Ой на том >ке шпинделе при отклн>. че!!ном у..т!гойстве (анализ производится по результатам !го нрол:! формы обработанной поверхности в песков-.енх поперечных и продольных сечениях больша-,.-„. хн сла деталей). Левая часть 14 наружной поверхно;. ьт! копира занижена по диаметру.
На основа!и!и 6 также смонтированы нажимные
МЕХЕ!ИЗХ Ы 1 х И 16 ПОДНаЛЗДКИ ПОЛОжЕНИя, КОТО, рые оспа-цены приводами 17, сообщающими толкателям 18 н 19 !!млульсные линейные перемещения заданной в еличнны.
В шпинделе 2 расположена центральная тяга 20, левый ко!ец которой представляет собой винт 21 нажимно! о ь>еха!в!зма размерной поднастройки резца. На гайке 22 выполнен зубчатый венец, зацепляюшийся с закрепленным на шпинделе зуб:атым колесом 23 с внутренними зубьями. Центральная тяга, постоянно зафиксированная в определенно .:: угловом положении в шпинделе, передает ре=цово.! оправке деформирующие усилия, причем переме c."..Iå тяги вправо соответствует подъему резца, а влево его от!уска!пно, HB фланца зубчатого колеса 23 смонтирован рычаг 24., несущл ощу ывающий элемент 25, контактирующий с копиром 10 Рычаг взаимодействует с гайкой 22, при>кнмаемой к нему пружинной 26.
К неподвижной части станка 27, несущей корпус 1, прикреплен кронштейн 28, на котором расположены: домкрат 29, разгружающий шпиндель от веса смонтированной на нем части устройства, гидроцилинц!> 30, шток 31 поршня которого связан с толкателем 12 и рычагом 32 и ось 33 этого рычага.
Второе плечо рычага взаимодействует с упором 34 рабочего стола 35, несущего обрабатываемую деталь (на чертеже не показана). Таким образом, связь между копиром и обрабатываемой деталью осуществляется посредством кинематической цепи: копир 10 - толкатель 12 - рычаг 32 - упор 34стол 35, к которой подключен гицроцилинд р 30.
На корпусе 5 размещен привод размерной.поднастройки «рез!(а, вЪйтолненньтй в виде многопоэиционного гидроцнлиндра 36 (фиг. 4) . Выходное звено привода представляет собой шток поршня 37, несущий зубчатую рейку 38. Кроме поршня 37 в цилиндре имеются дополнительные поршни 39 и 40 (последний имеет две позиции с расстоянием а между ними). Поршень 39 имеет три позиции, две из которых определяются положением поршня 40, расстояния между позициями равны а и 2t, где tшаг зубчатой рейки 38. Поршень 37 имеет четыре позиции, три иэ которых зависят от положения поршня 39, расстояния между позициями равны а,2t и t. Если принято направление нумерации позиций поршня 37:справа налево, то расстояние между первой и второй позициями равно шагу рейки 38, а между второй и третьей позициями — двум шагам. Позиционирование поршней определяется подключением давления и слива к полостям41-44. Датчик 45, взаимодействующий со шгоком поршня 37 посредством подпружиненного толкателя 46, вьщает сигнал при установке поршня в изображенной на чертеже четвертой позиции, когда рейка 38 расположена за пределами фланца зубчатого колеса 23.
На корпусе 1 установлен кронштейн47, несущий гидроцилиндр 48 механизма доворота и фиксации шпинделя. Ролик 49, закрепленный на штоке 50 поршня этого цилиндра, взаимодействует с кулачком 51, прифла!щованным к шкиву 52 привода шпинделя. Кулачок описан четырьмя участками кривых, выполненными по спирали Архимеда. Датчики 53 и 54, взаимодействующие с кулачком 55, выдают сигналы в обоих крайних положениях ролика.
Работает устройство следующим образом.
При обработке детали стол 35, перемещаясь влево, на рабочей подаче поворачивает рычаг 32, который в это время прижат штоком 31 гидроцилиндра 30 к упору 34, так как давление подключено к штоковой полости цилиндра. Посредством толкателя 12 копиру 10 сооб!цается осевое перемещение вправо (усилие, развиваемое приводом подачи стола, значительно превышает усилие цилиндра 30).
5(6471
Рычаг 24 приводится во вращение шпинделемПри этом элемент 25, ощупывая рабочую поверхность 13 копира, посредством рычага, гайки 22 и центральной тяги 20 изменяет настроенное положение резца. Если ось копира совпадает с осью вращения шпинделя, то изменение положения резца определяется только формой копира. Поскольку последняя получена в результате анализа погрешностей формы деталей, обработанных данным шпинделем, вращательное движение ощупывающего элемента синхронизировано с вращением резца, а перемещение копира - с рабочей подачей, то таким образом компенсируются систематические ошибки формы обработанной повер хности детали.
Давление подведено к нижней полости гидроцилинпра 48 и к полости 41 гидроцилиндра 36, остальные полости обоих гидроцилиндров подключены на слив, вследствие чего ролик 49 отведен от кулачка 51, а зубчатая рейка 38 - от вращающегося шпинделя.
Нажимной механизм 15 посредством толкателя 18 изгибает перемычки 8, перемещая центральную часть основания 6 с копиром 10 в горизонтальном направлении, перпендикулярном к оси вращения шпинделя. Нажимной механизм 16 выполняет аналогичную функцию в вертикальном направлении, посредством толкателя19 изгибая перемычки 7.
В исходном положении, когда ось копира совпадает с осью вращения шпинделя, механизмы 15 и
16 создают предварительный изгиб перемычек 7 и 8.
В дальнейшем изменение положения оси копира всегда происходит при контакте основания 6 с толкателями 18 и 19, обеспечиваемом упругостью основания, Суммарной работой механизмов 15 и 16 осуществляется смещение копира с оси вращения шпинделя на величину, не обходи мую для подналадки центра траектории вращения резца. При этом копирная система заставляет резец повторять на обрабатываемой детали (в определенном масштабе) смешение копира с оси вращения, причем направления смещения капира и подналадочного сме щения центра траектории резца совладают.
По окончании обработки детали стол 35 останавливается, вращение шпинделя прекращается.
Давление подается в верхнюю полость гидроцилиндра 48, шток 50 вводит ролик 49 в контакт с поверхностью кулачка 51. Поскольку при этом усилие гидроцилинцра 48, прикладываемое к кулачку как правило, не проходит через ось шпинделя, то последний поворачивается и фиксируется роликом в одном из двух определенных положений (см. фиг.
5). Сигнал об окончании доворота выдается датчиком 53. Если доворот не произошел (например, вследствие контакта ролика с острием кулачка), то по команде реле времени ролик автоматически отводится от кулачка и включается весьма кратковременное "толчковое" вращение привода шпинделя, после чего работа механизма доворота и фиксации пов1оряется. В зафиксированном положении шпинделя рычаг 24 лежит в горизо пальпой плоскости, а фланец зубчатого колеса 23 расположен вне зоны движения рейки 38 (фиг. 4 и 6).
Сигнал датчика 53 дает разрешение на введение рейки 38 в исходную для подналадки резца позицию, выбор которой завиап от направления подналадки и необходимой величины подналадочиого импульса. Описываемый привод размерной поднастройки обеспечивает возможность подналад .и резца как в сторону его подъема, так и в сторону опускания с одинарной, двойной или тройной величиной импульса, соответствующей перемещению центральной тяги при повороте гайки 22 на один, два или три зуба ее венца (или, что то >кеперемещению зубчатой рейки 38 на один, два илн три шага). Если направление нарезки винтовой пары (винт 21 и гайка 22) выбрано правым, то при подналадке резца в сторону его подъема с одинарной или тройной величиной импульса исходной позицией рейки 38 будет первая, а при подналадке с двойной величиной импульса - вторая позиция.
Первую позицию получают, подав давление в полость42 и подклюпщ полость 41 на слив, вторую позицию - подав давление в полости 41 н 43 с подключением на слив полости 42.
После установки рейки 38 в исходную позицию, в которой впадинь| рейки оказываются напротив впадин зубчатого колеса 23, подают давление в поршневую полость гицроцилиндра 30, в результате чего копир перемещается в крайнее правое положение, а рычаг 32 поворачивается почасовой стрелке, размыкая кинематическую цепь, связывающую . копир со столом, т.е. с обрабатываемой деталью, Ощупывающий элемент 25 соскальзывает на заниженную по диаметру часть 14 копнра, позволяя пружине 26 переместить центральну ю тягу вместе с гайкой 22 влево. Прн этом зубчатый венец гайки выходит из зацепления с зубчатым колесом 23 н вступает в зацепление с рейкой 38, подключая нажимной механизм к приводу размерной погнастройки.
Перемещением рейки 38 поворачивают гайку, сообщая тем сальным центральной тяге продольное смещение относительно последней. Для обеспечения одинарной величины подналадочного импульса в сторону подъема резца рейка перел1сщается во вторую позицию путем подачи давления в полости 41 и 43 с подключением полости 42 ка слив.
Двойную или тройную величину импульса получают, переместив рейку 38 в третью позицию, для чего давление подается в полости 41 и 44, à полости 42 и
43 подключаются на слив. Аналогично производится подналадка резца в сторону его опускания, однако, при этом исходная и конечная позиции рейки меняются местами.
Завершающил1 циклом является ускоренньш отвод стола с сбрабатываемой деталью. Поскольку в это время ощупывающий элелте1п контактирует с заниженной частью копира, соответствующей наименьшему расстоянию между осью вращения шпинделя и вершиной резца, то обработанная поверх516471 ность не портится резцом. При этом кинематическаа цепь между копиром и обрабатываемой деталью разоьпснута, копир неподвижен, т.е. в это время сн связан с постоянно неподвижным корпусом 1 шпиндельного узла, Следовательно, пщрощ линдр ЗО при отводе резца размыкает кинематическую цель между обрабатываемой деталью и копнром и связывает последнй C корпусом шпиндельного узла.
Перед началом нового рабочего цикла выполняются следующие подготовительные операции: давление подается s ппоковую полость гидроцилиндра 30, в результате чего рычаг 32 поворачиваетсяся против часовой стрелки, копир перемещается в крайнее левое положение, гайка.22 с центральной ягой лс,"., воздействием рычага 24 перемещается вправо, а зубчатый венец гайки выходит из рейки 38, отключая нажимной механизм от привода аоднаст-,.ойки, и входит в зацепление с зубчатым солесом 23, фиксируя гайку относительно пптинделя; давление подается в полость41, подключаются на слив полости 42-44, вследствие чего рей a 38 отводится в четвертую позицию, сигнал о достижении которой выдается датчиком 45; давление подается в нижнюю полость гидроцилиндра48, шток 50 перемещается вверх, отводя ролик 49 от кулачка 51 и воздействуя посредством кулачка 55 на датчик 54.
Счгналы датчиков 45 и 54 дают разрешение на последующее включение враще ии шпинделя.
Если после окончания обработки очередной детали не поступила команда на размерную подналадку резца, то из описанного цикла работы опускаются все элементы, связанные с перемещением рейки 38.
Запаздывание в кинематической цепи копир 10 резец компенсируется соответствующим поворотом копира за счет регулировки углового положения оси 9 на упругом основании 6.
Гидроцилиндр 30 может быть заменен другим силовым органом, например электромагнитом. 8 этом случае замыкание кинематической цени между копиром и обрабатываемой деталью производится пружиной, а размыкание - электромагнитом.
Формула изобретения
1. Устройство для автоматической подналадки
1ф резца и его отвода от обработанной поверхности с закрепленной на шпинделе упругодеформируемой резцовой оправкой, взаимодействующей с расположенной в шпинделе центральной тягой, находящей ся под воздействием нажимного механизма с при15 водом размерной поднастройки резца, установленным .с возможностью смещения-относительно оси вращения шпинделя невращающимся копиром, контактирующим с ощупывающим элементом, размещенным на рычаге, связанном с шпинделем и воздействующем на центральную тягу, о т л и ч а ющ е е,ся .,тем, что, с целью повышения точности обработки, копир связан с обрабатываемой деталью кинематической цепью, размыкаемой силовым органом, а нажимной механизм расположен в шпинделе, р снабженном механизмом доворота и фиксации, между центральной тягой и рычагом.
2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я .тем, что нажимной механизм выполнен в виде винтовой пары, винт которой соединен с центральной тягой, а
31 гайка снабжена зубчатым венцом, входящим в зацепление с выходным звеном привода размерной поднастройки резца.
3. Устройство по лп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е . с я тем, что привод размерной поднастройки резца
8б выполнен в виде многопозиционного гидроцилиндра со штоком-поршнем, несущим выходное звено, например .. зубчатую рейку, 516471
Составитель В. Жиганов
Техред 3. Фанта
КоРРектоР И . 1 окс я
Редактор И. Ершова
Заказ 746/! 70
Фи:ш;ш !П! "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4
Тираж 1207 Подписное! (П ИИПИ ocyцарственного комитета Совета Министров (ССР но делам изобрете п и и открытий
I 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5