Способ обработки криволинейных поверхностей и станок для его осуществления Советский патент 1983 года по МПК B23C3/18 B23Q35/00 B24B19/14 

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ioщ и и с я тем, что отношения paдиy сов образующих дуг рабочих поверхностей инструмента выбирают в соответствии с отношением радиусов кривизны поперечных сечений обрабатываемых ими поверхностей, а величину перемещения плоскости инструмента выбирают .так, чтобы отнсмиение углов, образованных этой плоскостью с обрабатываемыми поверхностями, было равно

X- R4

. где V - угол, образованный плос костью вращения инструмента с обрабатываемой поверхностью, имеющей меньшую кривизну в поперечном сече-, НИИ}

Ц - угол, образованный плоскостью вращения инструмента

. с другой обрабатываемой поверхностью;

R. - радиус образующей дуги инструмента в осевом сечении со стороны, производящей обработку поверхности, имеющей меньшую кривизну поперечного сечения; R. - радиус образующей дуги ин струМента со сто)оны, производящей обработку второй поверхности,

3. Станок для обработки криволинейных поверхностей, о т л и ч д ю щи и с я тем, что ось качания люльки инструментального шпинделя и роликов установлена с возможностью перемещения относительно станины по окружности, центр которой расположен на плоскости, проходящей через оси качания люльки с инструментальным шпинделем и роликами и люльки с деталью и копирами.

1. Способ обработки криврлинеймых поверхностей по авт..св.11 987894, о т л и ч а ю щ и и с я тем что, с целью расишрения технологических возможностей, в процессе обкатки деталь располагают гак, чтобы биссектриса угла пересекаюьшхся обрабатываемых поВ(ерхиостей находилась на линии, соединяющей оси качания инструмента и деталиу определяют обраба-. тываемую поверхность с наименьшей кривизной поперечного с.ечения, плоскость вращения инструмента перемещают от линии, соединяющей оси качания инструмента и детали, к указанной поверхности и эту поверхность обрабатывают той стороной инструмента, радиус обрабатывакшей дуги которой в сечении выбирают больше радиуса сопряженной дуги на противоположной стороне инстру:мента, которой обрабатывают другую из пересекакшихся поверхностей. ш о з: эо :л

1. , ;

.Изобретение относится к размерной формообразующей обработке пересекакАцихся криволинейных поверхностей деталей, в основном прикомлевых участков лопаток газотурбинных двигателей.

По основному авт.св. № 987894 известен способ, включающий обработку строчками по двум копирам, которым совместно с деталью сообщают качательное движение, а с вращающимся инструментом связывают копирные ролики. Обработку производят методом обката, сообщая инструменту перемещение об одной обрабатываемой поверности к другой в плоскости, прохоАящей через ось вращения инструмента, рабочим поверхностям которого придают чечевицеобразную форму, которую образуют дугами окружности с радиусом кривизны в поперечном сечении, равными радиусам копировальных роликов, а центры их кривизны совмещают с центрами кривизны послених. Инструменту и роликам соо.бщают качание вокруг оси, параллельно оси качания обрабатываемой детали с копирами, последнюю ось смешают в направлении качания инструмента с роликами, а перемещение на строчку осуществляют путем относительного смещения обрабатываемой детали и копира в направлении, перпендикулярном плоскости обкатки.

Станок для осуществления известного способа включает люльку с двум копирами и площадкой для детали

и инструментальный шпиндель с двумя копировальными роликами.

Станок снабжен также второй люлькой для шпинделя и роликов, разме5 ,щеннай опозитно первой люльке, причем ось качания второй люльки связана -с рычагом, снабженным механизмом его поворота ij .

Однако длина лопаток, которые мож0 но обработать по извecтнo Iy способу ; на известных станках, имеет ограниченную величину, так как их перо упирается в шпиндель инструмента. Этот недостаток, ограничивающий тех5 нологические возможности. Не удается устранить увеличением диаметра инструмента, так как при зтом ограничение обрабатываемых деталей начинается по кривизне профиля (пера) их - поперечных сечений.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей.

Эта цель достигается тем, что согласно способу обработки, включающему обработку строчками по двум копирам, которым совместно с деталью сообщают качательные движения, а с вра щающимся инструментом связывают копирные роли5 и, которым как инструменту, имеющему чечевицеобразную 0 форму, сообщают качание вокруг

оси, параллельной оси качания детали с копирами, и последнюю ось сме; щают в Направлении качания инструмента с роликами и инструменту сооб5 щают перемещение от одной обрабатываемой поверхности к другой в плескости, проходящей через ось вращения инструмента, в процессе обкатки деталь располагают так, чтобы биссектриса угла пересекающихся обрабатываемых поверхностей находилась на линии, соединяющей оси кача ния инструмента и детали, определяю обрабатываемую поверхность с наименьшей кривизной поперечного сечения, плоскость вращения инструмента перемещают от линии, соединяю щей оси качания инструмента и детали, к указанной поверхности, и эту поверхност-ь обрабатывают той стороной инструмента, радиус обрабатываю щей которой в осевом сечении выбирают больше радиуса сопряженной дуги на противоположной стороне инструмента, которой обрабатывают другую из пересекающихся поверхностей. Кроме того, отношения радиусов образующих дуг рабочих поверхнос- , тей инструмента выбирают в соответствии с отношениями радиусов кривиз ны поперечных сечений обрабатываемых ими поверхностей, а величину перемещения плоскости инструмента выбирают так, чтобы отношение углов образованных этой плоскостью с обрабатываемыми поверхностями, было равно где Y - угол, образованный плоскостью вращения инструмента с обрабатываемой поверхностью, имеющей меньшую кри визну в поперечном сеченииj (f - угол, образованный плос-г костью вращения инструмента с другой обрабатываемой поверхностьюН - радиус образующей дуги инст румента в осевом сечении со стороны производящей обрабо ку поверхности, имеющей Мен шую кривизну поперечного се чения; R. - радиус образующей дуги инст мента со стороны, производя щей обработку второй поверх ности, При этом в станке для осуществле ния указанного способа включающем люльку с деталью и копирами и люльку с инструментом и роликами, ось качания которой связана с поворотным рычагом, указанная ось установлена с возможностью перемещения.отн сительно станины по окружности,цент которой расположен на плоскости, проходящей через оси качания люльки с инструментальным шпинделем и роли ками и люльки с деталью и копирами. На фиг. 1 изображена упрощенная кинематическая схема реализации пре лагаемого способа, в плоскости обкатки; на фиг. 2 - крайние положение инструмента в процессе обкатки при обработке бандажированной ; спрямляющей лопатки компрессора; на фип. 3 - сечение А-А на фиг.2; на фиг. 4 - сечениеВ-Б на фиг.2 на фиг. 5 - конструкция станка fe плоскости обкатки; на фиг; б сечение В-В на фиг.5. Способ осуществляется следующим образом. На детали (лопатке) 1 обрабатывают пересекающиеся криволинейные поверхности - полку II хвостовика и прилежащую к ней часть поверхности пера Г, которые плавно сопрягаются между собой дугой окружности малого радиуса г (например, г 0,84 мм). Обработку (шлифование) производят профильным инструментом 2, например алмазным кругом, которому сообщают рабочее вращение (со скоростью резания) вокруг его геометрической оси 00. Формы обрабатываемых поверхностей П и Г. детали 1 восцроизводят по двум копирам 3 и 4 с рабочими контактными поверхностями Д и Е, соответственно. Копиры 3 и 4 жестко связывают с обрабатываемой деталью 1, для чего деталь с помощью приспособления 5 крепят на люльке 6, на которой крепят также и указанные копиры. Копировальные ролики 7 и 8, взаимодействующие соответственно с копирами 3 и 4, жестко связывают с ин-. струментом 2. Для этого корпус 9 шпинделя 10, сообщающего рабочее вращение инструменту 2, вместе с осями 02 и Од, на которых вращаются копировальные ролики 7 и 8, крепят на одной люльке 11. Обработку производят обкаткой в плоскости, проходящей через ось 00 вращения инструмента (фиг. 1). При этом обкатку ос тдествляют в направлении от одной из обрабатываемых пересекающихся поверхностей к другой, например, обрабатывают полку П детали 1 (фиг. 2), затем обкс1тку осуществляют в направлении к радиусной поверхности г сопряжения пера с полкой лопатки и обрабатывают эту поверхность (галтель), после чего обрабатывают часть поверхности пера Г. . . Обкатку производят путем синхронизации качания Со обрабатываемой детали 1 с копирами 3 и 4 вокруг оси Oj и качания S2. инструмента 2 с копиральными роликами 7 и 8 вокруг оси 0, параллельной оси 0ц . Для этого люльку 11 качают шатуном 12,. шарнирно соединенным с вращающимся кривошипом 13.. В процессе обкатки ось 0| качания обрабатываемой детали.смещают в направлении к оси 0 путем упругого лоджатия копиров к роликам, для чег ось Of располагают на/рычаге 14,) имеющем возможность noBopoTa вокруг оси Ос, который осуществляют силовы цилиндром 15. Рабочей поверхности F инструмен та 2 придают чечевицеобразйую форму образуемую дугами о и Н окружностей 1 и К,радиусы R и R которых в осевом9ечении принимают равнъали радиусами копировальных роликов 7 и 8 а центры кривизны совмещают с осями Oj и 0 вращения роликов. В нейтральном положений люлек 6 и 11 в процессе обкатки (фиг. 1) биссектрису Л минимального угла об обрабатываемых пересекающихся поверхностей Пи Г детали 1 располага ют на линии Of 0 центров Of и 04 ка чаний инструмента 2 и детали 1 а плоскость пп рабочего инструмента 2 вокруг оси 00 отклоняют от этой линии в направлении к той из поверх ностей II и Г детали, которая имеет меньшую кривизну поперечного сечения. Когда 1 1инимальный радиус кривизны Кр (фиг.4} поверхности Г пер лопатки 1 меньше минимального радиу са R YV (фиг ё 3) поверхности II бандажной полки лопатки, т.е. кривизна об рабатываемой поверхности П Полки ме ше кривизны обрабатываемой поверхности Г пера, (в соответствии с опи санным признаком) плоскость пп вра щения инструмента 2 отклоняют от ли нии в сторону П (фиг. 1). Поверхность П, имеющую меньшую к кривизну ПРОФИЛЯ в поперечном сечении, обрабатывают стороной G инстру мента 2, расположенной противополож но шпинделю 10, т.е. в данном кг нкретном случае лопатку располагают таким образом, чтобы обработка ее полки II производилась поверхностью инструмента G, а не поверхностью Н. Радиус RI обрабатывающей дуги О инструмента в осевом сечении со сто роны, обрабатывающей эту поверхность детали (имеющую меньшую криви ну ), принимают больше радиуса Н сопряженной дуги П противоположной стороны инструмента. Отношение радиусов Н и Rj образующих дуг G и Н инструмента принимают равным отношению радиусов кривизны RJ. и Rf, поперечных сечений соответствующих обрабатываемых-ими пересекающихся поверхностей Г « П детали 1.. Величину угла () (фиг. 1) указанного отклонения плоскости пп рабочего вреицения инструмента от линии . принимают из условия, чтобы отношение углов oL и (( , образованных зтой плоскостью с обрабатываемыми поверхностями П и Г, .было равно 1.Ж где V - угол, образованный плоскостью пп вращения инструмента 2с обрабатываемой поверхностью II, имеющей меньшую кривизну в поперечном сечении A-AJ (f - угол, образованный плоскостью вращения инструмента с другой обрабатываемой поверхностью, в данном случае с поверхностью Г; R - радиус образующей дуги Н инструмента в осевом сечении со стороны, производящей обработку поверхности Г, имеющей большую кривизну поперечного сечения (Б-Б); Rg- радиус образующей дуги G инструмента в осевом сечении со стороны, производящей обработку поверхности П, имеющей меньшую кривизну в поперечном сечении А-А. Соотношение Rj /Rj принимается из расчета одинаковых условий .обработки . Обеих пересекающихся поверхностей, т.е. практически одинакового пятна контакта инструмента с деталью. Соотношение у / Ч . R(R2-Rf) получается из геометрических построений при выбранйом соотношении R| и R2. Копировальный станок для обработки пересекающихся поверхностей детали (лопатки) 1 провильным инструментом (алмазным кругом) 2 содержит копиры 3 и 4, которые, как и приспособление 5 для крепления детали, установлены на люльке 6. Взаимодействующие с копирами 3 и 4 копировальные ролики 7 и 8 жестко связаны с инструментом 2. Для этого корпус 9 шпинделя 10, как И указанные ролики установлен на люльке 11, которая шатуном 12 шарнирно соединен с кривошипом.13 привода ее качания. Люлька 6 установлена на рычаге 14, -шарнирно соединенном с силовым цилиндром 15, шток 16 которого с помощью оси 17 шарнирно соединен с рычагом 14, а корпус с помощью оси 1В шарнирно соединен d кронштейном 19, закрепленным на станине 20. Ось 21 качания люльки 6 закреплена на рычаге 14, а ось 22 поворота рычага 14 установлена на кронштейне 23, закрепленного на станине. Приспособление 5 для крепления обрабатываемой детали 1 и копиры 3 и 4, каждый в отдельности, закреп лены на качалках 24, оси качаний Ко торых 25 закреплены на люльке бгОНа женной силовым цилиндром 26, которы шатуном 27 Шарнирно соединен с одно из качалок 24, которые, в свою очередь, шарнирно соединены между собо тягой 28. Шатуном 29 люлька 6 шарнирно сое нена с. коромыслом 30 механизма изме ния направления поджима копиров к ролккам..Ось 31 этого коромысла закреплена на кронштейне 14. Коромысло 30 снабжено грузом 32, а на рыча ге 14 закреплены упоры 33 и 34 огра ничения поворота люльки 6, Оси 35 и 36 копировальных роликов 7 и 8 закреплены на ползушках 37 и.38, установленных в направляющих люльки 11 с возможностью регули ровочного перемещения, осуществляемого При настройке станка микрометрическими винтами 39. Ось 40 качания люльки 11 с помо11, подшипников 41 установлена на кроНштейне 42. Во внутренней полости этой оси на подшипникс1х 43 установлен трансмиссионный вал 44, на котором закрепляется шкив 45, соединенный бесконечной гибкой связью ремнем 46 со шкивом 47, закрепленным на приводном валу электродвигателя 48. На втором конце трансмиссионного вала 44 закреплена коничес кая шестерня 49, находящаяся в зацеплении с конической шестерней 50, закрепленной на валу 51, установлен ном с возможностью вращения в подшипниках 52 корпуса 53, закрепленного, на люльке 11. На валу 51 закре лен шкив 54, соединенный обесконечным плоским ремнем 55 сошкивом 56, закрепленным на нерабочем конце шпи деля 10. Ремень 55 огибает направ-; ляющий шкив 57, ось 58 которого уст новлена на кронштейне 59, закреплён ном на люльке 11. Механизм подачи инструмента на врезание содержит маховичок ручной подачи 60, закрепленный на валу 61, установленном с возможностью вращения (но без возможности осевого : смещения) в стакане 62, во внутренней полости которого установлен с возможностью осевого перемещения по зун 63. С кольцевой проточкой этого ползуна взаимодействует вилка коромысла 64, ось 65 которого закреплена на кронштейне 66, установленном на корпусе 53. С коромыслом 64 шарнирно соединена тяга 67, второй конец которой шарнирно соединен с .корпусом 9 шпинделя. Корпус 9с помощью оси 68 установлен с возможностью поворота на кронштейне 69, закрепленном на люльке 11. Стакан 62 закреплен на кроштейне 70, который вместе с кронштейном 42 закреплен на стойке 71. Стойка 71, кронштейй 72, несущий двигатель 48, и редуктор 73 вместе с электродвигателем 74 закреплены на плите 75. Люлька 11 шпинделя инструмента и копировсшьных роликов установлено на станине с возможностью смещения оси 40 ее качания (фиг. 6, на фиг.1 эта ось обозначена позицией 0) по дугр окружности L с центром 0 (фиг. 1 и 5), лежащим на плоскости, проходящей через ось 0(фиг. 1) качания этой люльки, а также ось 0( люльки 6 обрабатываемой детали с копировальными роли к с1ми, причем упомянутый центр расположен на прямой 0|04, проходящей через линию пересечения обрабатывс1емых поверхностей Г и П детали 1 в нейтральном положении люльки 6 этой детали. Это достигается ам, что плита 75, на которой расположена люлька 11, устанрв- лена на стенке 76 (фиг.- 5 и 6) станка с возможнс)стью настроечного поворота вокруг точки О (фиг. 1 и 5). Для этого на плите 75 имеются пазы (фиг. 5), выполненные по радиусу R с центром в точке Og. Плита 75 крепится к стенке 76 с помощью винтов 77 и 78. Для поворота плиты 75 вокруг точки 0 при настройке станок снабжен винтовым механизмом, содержащим тягу 79, в концы которых завинчены рычаги 80 и 81, шарнирно соединенные осями 82 и 83 соот ветственно с плитой 75 и станиной (или кронштейном 19). После установки обрабатываемой детали 1 в приспособление 5 силовым цилиндром 15 поворачивают рычаг 14 на оси 22 до упора копиров 3 и 4 в ролики 7 и 8. Лопатка 1 при этом подводится в зону обработки. Включают вращение электродвигателя 48, которое через шкив 47, ремень 46, шкив 45, трансмиссионный вал 44,:коническую передачу 49 и 50, вал 51, шкив 54, ремень 55 и шкив 56 передается шпинделю 10 вместе с инструментом 2. После этого включают двигатель 74 и его вращение через редуктор 73 передается кривошипу 13, который через шатун 12 сообщает качания люльке 11 на оси 40. Вместе с люлькой качается инструмент 2 и ролики 7 и 8, которые через копиры 3 и 4 качают люльКу 6 на 9си 21. в процессе этих качаний рычаг 14 , поворачивается на оси 22, при этом происходит обкатка обрабатываемых поверхностей детали 1 по профилю инструмента 2. . Плоскость пп вращения инструмента в нейтральном положении люлек б

и 11 отклоняют от линии, проходящей через оси их качаний, на необходимый угол р (фиг. 1) при настройке станка. Япя этого отпускают винты 77 и 78 и вращением тяги 79, при котором изменяется расстояние между осями 82 и 83, поворачивгиот плиту 75 вокруг точки Og. Вместе с плитой поворачивается и шпиндель с инструментом.

После установки плоскости враме ия инструмента в расчетное положение вннтами 77 и78 поджимают плиту 75 к стенке станка 76,

Изобретение расширяет технологические возможности способа и станка так как позволяет обработать более длинные лопатки. Чем больше угол тем большие лопатки можно обработать,

76

20

И Й5

W

.ejL.