Гидрокопировальная система Советский патент 1986 года по МПК B23Q35/18 

Изобретение относится к станкостроению и может быть нрименено в станках фрезерной группы для обработки деталей сложной конфигурации по копиру.

Цель изобретения - расширение функцио- нальных возможностей копирования.

Цель достигается за счет осуществления последовательностей обработки в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

На фиг. 1 изображена схема обработки; на фиг. 2 гидрокопировальный прибор, про- дольный разрез; на фиг. 3-6 - поперечные разрезы гидрокопировального прибора А-А, Б-Б, В-В, Г-Г на фиг. 2 соответственно и связи управляющих сопел и силовых карманов ротора; на фиг. 7 - разрез Д-Д на фиг. 2; на фиг. 8 - разрез Е-Е на фиг. 2; на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 2; на фиг. 10 - схема копирования плоскости XY. Гидрокопировальная система (фиг. 1), со- .,.ржит гидрокопировальный прибор 1, ось которого расположена по диагонали куба, имеющего грани, параллельные координатным плоскостям XY, XZ, YZ, со щупом 2, контактирующий с копиром 3 посредством сферического наконечника 4. Копир 3 закреплен на крестовом столе, основание 5 которого связано с исполнительным двигателем 6 оси Y, а ползун 7 крестового стола - с исполнительным двигателем 8 оси X. Крестовый стол расположен на направляющих станины 9, а заготовка 10 закреплена на ползуне 7 крестового стола. Фреза 11 установлена в шпинделе фрезерной головки 13, размешенной во фрезерной бабке 13, с которой связан исполнительный двигатель 14 оси Z.

Гидрокопировальный прибор (фиг. 2) содержит плавающее коническое кольцо 15 механизма регулирования скорости, контактирующее с гайкой 16, и рукоятку 17. Во втулке 18, закрепленной во фрезерной бабке 13, установлен корпус 19 (фиг. 10) и фиксирующий механизм 20. Осевой опорой подпружиненного ротора 21, несущего щуп 2, служит гидростатический подпятник 22.

Входные управляющие сопла 23 соединены с соответствующими силовыми карманами 24, а также с выходными управляющими соплами 25 и силовыми карманами 26, выполненными на роторе (фиг. 3, 4, 5 и 6). В корпусе гидрокопировального прибора выполнены выходные сопла 27 (фиг. 9) - один из чувствительных элементов синусного распределителя, а во втулке - радиальные каналы 28-39. В корпусе гидрокопировального прибора выполнены радиальные отверстия 40, 41, 42, и 43, три фиксирующих гнезда 44 (фиг. 7) и входные сопла 45 (фиг. 8) - другие чувствите.тьные сопла синусного распределителя, причем радиальные отверстия 40, 41, 42 и 43 соединены со

Для осуплествления жесткой обратной связи, взаимно перпендикулярные плоскости симметрии чувствительных элементов синусного распределителя (пары сопел - входных 45 и выходных 27), ориентируют симметрично плоскости координат станка, вдоль которой осуществляется строчечная подача, например, оси Z, т. е. поворачивают гидрокопировальный прибор за ручку 17 во втулответственно с выходными 27 и входными 4555 так, чтобы фиксирующий .механизм 20

соплами синусного распределителя.сконтактировал с одним из трех фиксируюРотор гидрокопировального прибора име-щих гнезд 44, как показано на фиг. 2, 7 и 9.

ет геометрический центр 46 качания, какОдновременно с этим осуществляется соеди5

0

0

5

0

5

0

показано на фиг. 10, где также указана плоскость 47, в которой происходит отклонение ротора со щупом при обходе участка профиля, совпадающегося с осью Y при копировании в плоскости XY.

Гидрокопировальная система работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости под давлением Р (фиг. 2) ротор 21 гидрокопировального прибора 1 (фиг. I) со сферическим наконечником 4 начинает соверщать орбитальное движение так, что его геометрическая ось описывает две конические поверхности с вершинами в геометрическом центре 46 качания (фиг. 10) за счет выполнения на роторе 21 двух рядов силовых карманов 24 и 26, соединенных попарно диаметрально противоположно и с управляюпдими рядами входных 23 и выходных 25 сопел, развернутых по отношению к силовым карманам на уг ол, в частности, 45°. Возможность движения ротора 21 обеспечивается гидростатическим подпятником 22, питающимся утечками из кольцевой канавки, к которой подводится рабочая жидкость под давлением Рв, другой поток которой питает входные сопла 45 (фиг. 8). Попарное соединение соответствующих входных 45 и выходных 27 сопел синусного распред1елителя обеспечивает деление расхода в радиальных отверстиях 40, 41, 42 и 43 корпуса 19 в соответствии с законами синуса и косинуса за счет изменения гидравлических сопротивлений между заслонкой (поверхностью ротора 21) и соплами 27 и 45 в зависимости от углового положения ротора 21 в корпусе 19 по мере его вращения. уменьшении угла при вершине конусов, образованных геометрическими осями ротора 21 и корпуса 19 вследствие завинчивания гайки 16 вместе с плавающим коническим кольцом 15 закон изменения расходов по синусу и косинусу сохраняется, однако разность величин расхода рабочей жидкости через противоположные радиальные отверстия 40, 42 и 41, 43 уменьшается. Поскольку расход через соответствующие радиальные каналы, например, 39, 33 и 30, 36 направляется в противоположные плоскости исполнительных гидродвигателей 8 и 6, то суммарный вектор скорости по модулю уменьшается, т. е. осу- лествляется регулирование скорости подачи.

Для осуплествления жесткой обратной связи, взаимно перпендикулярные плоскости симметрии чувствительных элементов синусного распределителя (пары сопел - входных 45 и выходных 27), ориентируют симметрично плоскости координат станка, вдоль которой осуществляется строчечная подача, например, оси Z, т. е. поворачивают гидрокопировальный прибор за ручку 17 во втулнение радиальных отверстий 40, 41, 42 и 43 с соответствующими радиальными каналами 39, 30, 33 и 36, соединенными с исполнительными гидродвигателями 8 и 6. После этого осуществляют подвод сферического наконечника 4 нажатием на него рукой и копирование. Вращение ротора 21 при этом прекращается, так как сила руки ему препятствует и отклоняет в направлении подвода к копиру. При этом гидравлические сопротивления сопел 27 и 45 синусного распределителя обеспечивают такое соотношение расходов рабочей жидкости в полостях исполнительных гидродвигателей 8 и 6, что сум.мар- ный вектор скорости ползуна 7 с копиром 3 и заготовкой 10 направлен в плоскости отклонения щупа 2 к нему.

При контакте сферического наконечника 4 с поверхностью копира образуется вектор Р (фиг. 10) силы от ротора 21, прижимающей силой Рч и отклоняющей силой Р щуп 2, тем самым задавая направление относительного движения гидрокопировального прибора 1 и копира 3 (фиг. 1) и, следовательно, фрезы II и заготовки 10. Причем направление отклонения щупа 2 совпадает с направлением обхода контура копира 3 со скоро- стью VK. В случае выполнения угла разворота управляющих сопел 23 и 25 относительно силовых карманов 24 и 26 (фиг. 2), равным 45°, вектор силы также будет наклонен к продольной плоскости смещения ротора 21 со щупом 2 на 45°. Поэтому проекции его взаимно перпендикулярных составляющих Pri и Рг на плоскость XY будут равны между собой и займут положе

ния, показанные на фиг. 10, обязательным следствием чего является наклон в 45° вектора Рху силы к касательной к профилю в точке контакта с наконечником 4 для любого относительного положения щупа 2 и копира 3. Таким образом, выполняется яеобходимое условие для обхода контура на 360° без отрыва щупа от копира. Как отмечалось, регулирование скорости VK производится гайкой 16 и плавающим коническим кольцом 15, ограничивающим угол конусов нри вершинах в точке центра 46 качания, описываемых геометрической осью ротора при его свободном вращении. Несовпадение осей координат станка, например X и Y, с проекциями осей симметрии, проходящих через середины диаметрально противоположных сопел синусного распределителя (на 15°), не препятствует функционированию 1 идрокопировальной системы так как компенсируется жесткой обратной связью.

Работа системы в плоскости ZY осуществляется аналогично работе в плоскости XY, однако для этого изменяется ориентация сопел синусного распределителя путем поворота гидрокопировального прибора на 30° вокруг своей оси и фиксации его в новом положении так, чтобы плоскости симметрии, проходящие через середины диаметрально противоположных сопел, были симметричны относительно плоскости, вдоль которой осуществляется строчечная подача, т. е. плоскости ZY.

То же наблюдается и при работе гидросистемы в плоскости ZX ,г1ищь с той разницей, что ориентация сопел изменяется сотасно способу копирования.

П

.2

Фиг. в

Фиг.З .

Л-Л

Е-Е

5

Фм2,.1

Ф1.8

23 2750

V

28 40

/7 J/ 3Z ///.

У

5 36 35 3 Фыг-3

47

.Ю

Редактор В. Ковтун Заказ 3233/15

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель В. Панфилов Техред И. ВересКорректор Т. Колб

Тираж 826Подписное