СТАНОК ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАСТИ ВОЗДУШНОГО ВИНТА Советский патент 1994 года по МПК B24B19/14 B24B21/16 

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к области шлифования сложных криволинейных поверхностей, и может быть использовано для ленточного шлифования длинномерных маложестких деталей типа лопастей воздушных винтов, подвергающихся значительному короблению в процессе обработки.

Целью изобретения является повышение точности и производительности обработки путем автоматического управления условиями шлифования при короблении пера лопасти.

На фиг. 1 изображен станок для ленточного шлифования пера лопасти воздушного винта, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - копировальные устройства шлифовальных головок.

Обрабатываемая деталь - лопасть 1 воздушного винта и копир 2 с параллельными осями установлены в базовом приспособлении 3, которое перемещается относительно шлифовальных головок 4, 5 и 6 по направляющим 7 при помощи гидродвигателя 8, установленного на станине 9 станка и зубчатой цепи 10.

Шлифовальные головки 4-6 установлены на цилиндрических направляющих 11 и соединены с гидроцилиндрами 12, а направляющие 11 установлены при помощи кронштейнов 13 в вертикальных направляющих 14 и соединены с винтовыми преобразователями 15, синхронизированными валом 16 через редукторы 17, на которых установлены гидродвигатели 18 вертикального перемещения шлифовальных головок. Шлифовальные головки станка содержат шарнирные четырехзвенники 19 и 20, на подвижных горизонтальных балках 21 которых установлены контактные ролики 22, несущие абразивные ленты 23. Качалки 24 снабжены копирными пневмоцилиндрами 25 и 26, корпуса которых жестко закреплены на качалке 24. Шарнирные четырехзвенники 19 и 20 кинематически связаны с пневмоцилиндрами прижима 27 и 28 и пневмоцилиндром 29 подвода и отвода контактного ролика. На балке 21 установлен пневмоцилиндр натяжения абразивной ленты 30, управляемый натяжным роликом 31, а также ролик 32 регулирования положения абразивной ленты на контактном ролике 22. Ведущий шкив 33 приводит в движение абразивную ленту 23. Каждый копирный пневмоцилиндр снабжен установочным устройством, имеющим штангу 34 с внутренней резьбой и установленный в ней винт 35. Штанга 34 установлена внутри поршня 36 соосно с ним с возможностью перемещения вдоль оси поршня 36. Винт 35 установлен неподвижно в осевом направлении с возможностью вращения вокруг своей оси.

Штанги 34 зафиксированы от разворота штифтами 37. На поршне 36 расположены контакты 38 и 39 включения электрических переключателей 40 и 41, установленных на качалке.

Станок имеет узлы регулировки давления в пневмоцилиндрах, выполненные в виде механизма 42 переключения давления в пневмоцилиндрах прижима 27 и 28 и клапана сброса давления в копирных пневмоцилиндрах. Электрические переключатели 40 и 41 соединены с соленоидом 43 механизма 42, а также с соленоидами 44 и 45 клапанов сброса давления в копирных пневмоцилиндрах 25 и 26. Механизм 42 переключает магистрали 46 и 47 соответственно высокого Р и низкого Р/2 давления в пневмоцилиндрах 27 и 28. Копирный ролик 48 установлен на штанге 34 с возможностью жесткого взаимодействия с ней.

Контакты 49 и 50 электрических переключателей 40 и 41 расположены на качалке 24 на расстоянии от контактов 38 и 39, равном величине допуска на обработку δ , и с возможностью его регулирования в пределах допуска на обработку винтом 51. Механизм переключения давления 42 в пневмоцилиндрах прижима содержит золотник 52 и втулку 53, имеющую дросселирующие отверстия входа магистралей 46 и 47 и отверстие выхода 54, а клапан сброса содержит золотник 55 и втулку 56 с дросселирующим отверстием 57.

Станок работает следующим образом. Лопасть 1 и копир 2, установленные в базовом приспособлении 3, перемещаются относительно шлифовальных головок 4-6 в горизонтальном направлении при помощи гидродвигателя 8. Шлифовальные головки 4-6 перемещаются в вертикальной плоскости гидродвигателями 18 посредством винтовых преобразователей 15, синхронизированных валом 16 через редукторы 17. Контактные ролики 22, установленные на балках 21 шарнирных четырехзвенников 19 и 20, прижимают абразивную ленту 23, приводимую в движение ведущим шкивом 33, при помощи пневмоцилиндров прижима 27 и 28. Величина снимаемого припуска предварительно устанавливается винтом 35.

В процессе шлифования из-за перераспределения остаточных напряжений в поверхностном слое материала лопасти происходит ее коробление, неравномерное по величине и направлению из-за сложной аэродинамической формы профиля и различной жесткости пера лопасти по его длине. Величина коробления может на порядок превышать величину допуска на обработку. В связи с этим одна сторона пера остается необработанной, а другая будет зарезана за предел допуска согласно программе, заданной в явном виде копиром, и лопасть уйдет в брак. Для предупреждения этого в станок введено дополнительное устройство, состоящее из копирного пневмоцилиндра 25, корпус которого жестко соединен через качалку 24 с контактным роликом 22. При короблении пера в направлении стрелки Б, превышающем величину допуска на обработку, необходимо изменить условия обработки с копирной на бескопирную, т. е. отключить копирный пневмоцилиндр правой стороны для свободного перемещения копирного ролика 48 с поршнем 36 в корпусе пневмоцилиндра. В этом случае будет гарантирован контакт обрабатывающего инструмента правой стороны станка с обрабатываемой деталью.

В связи с отсутствием опоры со стороны контактного ролика при короблении пера, превышающем допуск на обработку, изменяется условие равновесия сил от действия прижимного пневмоцилиндра и вся нагрузка переходит на копирный ролик. Усилие прижима выбрано таким образом, что в условиях бескопирной обработки снимается слой материала, равный припуску на шлифование. Поэтому в связи с двукратным увеличением нагрузки на копирный ролик необходимо уменьшать величину давления в пневмоцилиндрах прижима в 2 раза. Давление в копирном пневмоцилиндре левой шлифовальной головки не изменяется для контроля момента контактирования копирного ролика с профилем пера на участке, где коробление не превышает допуск на обработку. Из схемы действующих сил очевидно, что при условии равенства усилий Р_пр = Р_коп система не устойчива. При Р_пр < Р_коп будет копирная обработка по схеме кинематического замыкания инструмента с деталью. При Р_пр > Р_коп будет бескопирная обработка, т. е. по схеме силового замыкания инструмента с деталью.

Если
F_коп ≥ F_пр, где F_коп и F_пр - соответственно площадь поршня копирного пневмоцилиндра и пневмоцилиндра прижима, то система не будет реагировать на коробление пера перемещением поршня пневмоцилиндра, связанного с копирным роликом. Из этого следует, что необходимым условием реагирования копирного пневмоцилиндра на коробление пера лопасти и копирной обработки является такое соотношение площадей поршней пневмоцилиндров прижима и копирного при одинаковом давлении в них, когда 2F_пр > F_коп > F_пр. Соотношение площадей поршней пневмоцилиндров определяет жесткость системы и чем больше разница в них, тем меньше чувствительность системы переключения с копирной на бескопирную обработку.

В момент, когда величина коробления превышает величину допуска на обработку, которая устанавливается винтом 51 путем относительного перемещения контактов 38 и 39, контакты 38 и 39 замыкают соленоид механизма 42 переключения магистрали высокого Р и низкого Р/2 давлений в пневмоцилиндрах прижима 27 и 28, который перемещает золотник 52 во втулке 53, перекрывающий дросселирующие отверстия магистрали 46 высокого давления, открывает отверстие магистрали 47 низкого давления и соединяет ее с пневмоцилиндром прижима через дросселирующее отверстие выхода 54. Одновременно замыкается соленоид 44, который перемещает золотник 55 во втулке 56, соединяя рабочую полость правого копирного пневмоцилиндра через дросселирующее отверстие 57 с атмосферой.

Использование изобретения по сравнению с известным решением позволяет повысить точность и производительность обработки путем автоматического управления условиями шлифования при короблении пера и позволяет обрабатывать всю поверхность пера лопасти независимо от величины коробления. (56) Авторское свидетельство СССР N 127584, кл. B 24 B 19/14, 1959.

1. СТАНОК ДЛЯ ЛЕНТОЧНОГО ШЛИФОВАНИЯ ПЕРА ЛОПАСТИ ВОЗДУШНОГО ВИНТА несколькими шлифовальными головками с двух сторон, выполненный в виде установленных на станине качалок с жестко закрепленными на них копирными и контактными роликами и узлами прижима контактных роликов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, узлы прижима контактных роликов выполнены в виде пневмоцилиндров прижима, станок дополнительно снабжен установленными на каждой из качалок электрическими переключателями и копирными пневмоцилиндрами, при этом пневмоцилиндры прижима и копирные пневмоцилиндры снабжены узлами регулирования давления в них. 2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что площади поршней копирных пневмоцилиндров выбраны из условия
2F_пр > F_коп > F_пр,
где F_пр и F_коп - соответственно площади поршня пневмоцилиндра прижима и копирного пневмоцилиндра. 3. Станок по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждый копирный пневмоцилиндр снабжен установочным устройством, выполненным в виде штанги с внутренней резьбой и установленного в ней винта, при этом штанга расположена внутри поршня, соосно с ним с возможностью перемещения вдоль его оси, а винт установлен неподвижно в осевом направлении с возможностью вращения вокруг своей оси, причем копирный ролик жестко установлен на штанге. 4. Станок по пп. 1 - 3, отличающийся тем, что электрический переключатель снабжен контактами, один из которых расположен на качалке, а другой установлен на поршне копирного пневмоцилиндра.