Устройство для односторонней доводки деталей Советский патент 1989 года по МПК B24B37/04 

Изобретение относится к абразивной обработке деталей, может быть использовано для доводки плоской поверхности деталей и является усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1065165.

Целью изобретения является повышение эффективности обработки деталей за счет управления ее режимами.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - вид А на фиг. 2; на фиг. 5 - принципиальная схема электронного блока управления; на фиг. 6 - циклограммы скорости детали; на фиг. 7 - схема изменения усилия прижатия детали.

Устройство конструктивно содержит корпус 1, в котором размерены первый эксцентриковый механизм, содержащий приводной вал 2 с кривошипом 3, и второй эксцентриковый механизм с валом 4 и кривошипом 5. В корпусе 1 закреплена солнечная шестерня 6, в полости которой проходит приводной вал 2 на подшипниках. На приводном валу 2 закреплен с помощью муфты 7 и винта 8 радиальный поводок 9 с блоком шестерен-сателлитов 10 и 11. На поводке с помощью оси 12 установлена промежуточная шестерня 13, предназначенная для изменения закона движения. Вал 4 снабжен шестерней 14 для привода от блока сателлитов 10 и 11 и установлен в кривошипе 3 с помощью осевого упорного подшипннка 15. Блок шестерен 10 и 11 взаимодействует с неподвижной солнечной шестерней 6 и промежуточной шестерней 13 или с шестерней 14. К кривошипу 5 прикреплен держатель 16 обрабатываемой детали 17 и снабжен регулировочным устройством 18 для регулировки выступания детали 17 из держателя 16 и прижатия ее к доводочному диску 19.

Последний выполнен с возможностью перемещения в направлении к обрабатывав4 О)

сс

4;: СЛ

1ч:)

N

мой детали 17, для чего установлен на столе 20 с помощью направляющих 21 н {снабжен механизмом привода в виде рычага 22, одно плечо которого взаимодействует со штоком 23 диска 19, второе - с элект- ромагнитом 24, состоящим из последовательно соединенных катущек с обмотками Wt, Wz и т. д., подключенных к электронному блоку управления. Количество обмоток равно числу ступеней регулирования усилия прижатия.

На приводном валу 2 установлена ведущая щестерня 25 бесконтактного импульсного датчика положения детали 17, а взаимодействующая с ней ведомая шестерня 26 свободно установлена на оси в корпусе 1. Передаточное отношение в паре шестерен |25 и 26 равно передаточному отношению |от вала 2 к валу 4, что необходимо для ;того, чтобы шестерня 26 датчика положения врашалась с той же угловой скоростью, ;что и вал 4. В этом случае возможно ; использование бесконтактного датчика положения детали. Сама же деталь 17 участвует Б сложном движении, а шестерня 14 совершает такое же сложное переносное движение и для идентификации их положе- НИИ необходимы сложные датчики контактные.

В диске шестерни 26 в два ряда по окружности выполнены сквозные отверстия. Отверстия 27 служат для идентификации исходного положения детали 17 на доводоч- иом диске 19, отверстия 28 - для идентификации промежуточных положений детали. Число и угол ф взаимного смешения отверстий 28 определяются числом и тактом корректировки усилия прижатия детали. Фотоэлектронную пару светодиод- фотодиод 29 подключают на вход электронного блока.

Устройство работает следующим образом. После включения электродвигателя привода крутящий момент поступает на привод- ной вал 2, приводя в движение кривошип 3 и поводок 9. Блок шестерен-сателлитов 10 и 11 обкатывается по солнечной шестерне 6 и приводит во вращение вал 4 и, следовательно, обрабатываемую деталь 17, вовлекая ее в циклоидное движение: при включенной промежуточной шестерне 13 деталь движется по эпициклоиде, при выключенной - по гипоциклоиде.

Для получения разомкнутых эпи- и гипоциклоид необходимо, чтобы передаточное отношение от приводного вала 2 к валу 4 было иррациональным числом (например, число я) или сложным нецелым числом. В этом случае деталь будет всегда перемешаться по новым участкам доводочного диска.

Усилие резания зависит от усилия, с которым деталь 17 и доводочный диск 19 взаимодействуют друг с другом. Усилие прижатия доводочного диска 19 к детали 17

0

0

5 5

30 5

п 5

0

55

регулируют изменением магнитной силы электромагнита 24, что достигается автоматически с помощью электронного блока, включающего нужное число катушек Wi, Wz и т. д. Регулировка выполняется ступенчато, поэтому усилие прижатия изменяется дискретно. Плавное регулирование нецелесообразно из-за возрастания сложности в связи с инерционностью системы и достаточно высокими скоростями обработки детали.

Аналог скорости движения детали по эпи- и гипоциклоидам изменяется по сниусои- дальному закону (рассматривается циклограмма скорости для трехарочной циклоиды при равенстве длин кривошипов 3 и 5 с периодом 120°). Амплитуды колебания скорости при эпи- и гипоциклондальных формах движения одинаковы, однако различаются минимальные, максимальные и средние значения скорости.

Равенство амплитуд облегчает регулировку, поскольку позволяет иметь меньшее число регулирующих магнитных катушек.

При движении детали из исходного положения по гипоциклоиде происходит рост скорости движения, поэтому в устройстве предусмотрено снижение усилия прижатия детали до момента, когда скорость достигает максимального значения, а затем усилия прижатия увеличивают, пока скорость не достигнет минимального значения.

При движении по эпициклоиде из исходного положения скорость, наоборот, снижается, поэтому усилие прижатия увеличивают, а затем, после достижения мииимального значения скорости и последующего роста скорости, усилие уменьшают.

Регулировку осуществляют ступенчато в пределах одного цикла. Число ступеней регулирования можно увеличить, при этом возрастает стабильность потребной мощнос- ги на обработку.

Электронный блок управления работает следующим образом. Режтим работы «Эпициклоида и «Гипоциклоида задается переключателем 30 рода работы. В положе- иии «Э в начальный момент включення электронного блока формируется импульс, устанавливающий управляющие ключи в иулевое состояние (электромагниты обесточены). В положении «Г формируется импульс, устанавливающий ключи в единичное состояние (электромагниты сработали). Электромагнит 31 (YAI) в режиме «Э задает дополнительное смещение штока 23, так как среднее значение скорости при эпици- клоидальной форме движения больще, чем при гипоциклоидальной.

Бесконтактный импульсный датчик выполнен двухканальным и состоит из канала 32 идентификации исходного положения и канала 33 идентификации промежуточного положения детали. При вращении ведомой шестерни датчика, периодически прерывается поток излучения светодиода, падающий на фотодиод, и тем самым в щели фотодиода действует импульсный ток. Пара све- тодиод-фотодиод работает на инфракрасном участке светового спектра.

Нормализатор 34 импульсов каждого канала выполнен по одинаковым схемам, состоящим из согласующих усилителей на транзисторах VT1,VT2, (VT3, VT4) и триггеров Шмидта ДД 1.1 (ДД 1.2), на выходе которых сигналы датчиков приведены к уровню ТТЛ - логнки.

На логическом элементе ДД2 реализован RS-триггер, который срабатывает (высокий потенциал иа выходе 8) только от прихода

10

нитов YA2-YA5, что обеспечивает ступенчатое регулирование усилия прижатия детали к доводочному диску (фиг. 5).

Эффективность обрабрткн детали достигается установлением стабильных усилий прижатия детали к доводочному диску в течение цикла обработки за один оборот приводного вала или при смене одного рода движения другим.

Формула изобретения

1. Устройство для односторонней доводки деталей по авт. св. № 1065165, огпервого импульса по входу сГ из канала 32, 5 личающееся тем, что, с целью повышения

тем самым разрешая прохождение импульсов из канала 33 иа счетный вход С1 блока 35 выработки управляющих сигналов на микросхеме ДД4. Логический элемент ДД4 путем сдвига информации, записанной по входам Д1-Д4, реализует полу- 20 цикл управления электроиными ключами 36, состоящий из пяти тактов. Один такт - это поступление импульса из канала 32. Соответствие потенциалов на выходах ДД4 по тактам представлено в таблице.

эффективности обработки деталей, доводочный диск устройства выполнен с возможностью перемещения в направлении к обрабатываемой детали и снабжен рычажным механизмом перемещения с электромагнитным приводом в виде силовой элект- ромагнитиой катушки, выполненной из нескольких по числу ступеней регулирования усилия прижатия детали к диску последовательно соединенных обмоток, а устройство 25 снабжено датчиком геометрического положения обарабатываемой детали иа арке циклоидальной траектории ее перемещения по доводочиому диску.

За пятый такт происходит обновление записанной информации в ДД4 и вторые полцикла проходят аналогично.

Электронный ключ состоит из Т-тригге- ра ДД5 и усилителя на транзисторах VT5-VT7. Т-триггер изменяет свое состояние с приходом каждого импульса по входу С, Высокий потенциал на первом выходе ДД5 откроет транзистор VT5 и электромагнит YA2 срабатывает.

За один оборот ведомой шестерни датчика идеитификации промежуточного положения детали, что соответствует одному циклу регулирования, на ключи поступают десять управляющих импульсов. Первые пять импульсов приводят к последовательному срабатыванию электромагнитов YA2- YA5, последующие пять импульсов приводят к последовательному отключению электромаг

нитов YA2-YA5, что обеспечивает ступенчатое регулирование усилия прижатия детали к доводочному диску (фиг. 5).

Эффективность обрабрткн детали достигается установлением стабильных усилий прижатия детали к доводочному диску в течение цикла обработки за один оборот приводного вала или при смене одного рода движения другим.

Формула изобретения

1. Устройство для односторонней доводки деталей по авт. св. № 1065165, ог5 личающееся тем, что, с целью повышения

0

0

д

эффективности обработки деталей, доводочный диск устройства выполнен с возможностью перемещения в направлении к обрабатываемой детали и снабжен рычажным механизмом перемещения с электромагнитным приводом в виде силовой элект- ромагнитиой катушки, выполненной из нескольких по числу ступеней регулирования усилия прижатия детали к диску последовательно соединенных обмоток, а устройство 5 снабжено датчиком геометрического положения обарабатываемой детали иа арке циклоидальной траектории ее перемещения по доводочиому диску.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено электронным блоком управления, а датчик положения детали выполнен в виде пары шестерен с передаточным отношением, равным передаточному отношению от приводного устройства к валу второго эксцентрикового механизма, при этом ведущая шестерня датчика закреплена на приводном валу, а ведомая свободно установлена на оси в корпусе устройства и снабжена расположенными в два ряда по окружности диска сквозными отверстиями, причем один ряд отверстий идентифицирует исходное положение детали, а второй - промежуточные ее положения, в которых осуществляют корректировку усилия прижатия детали, а число этих отверстий равио числу корректировок во время перемещения детали по од5 ной арке циклоиды, при этом на корпусе установлена пара светодиод-фотодиод с возможностью взаимодействия с ведомой шестерней и подключенная к электронному блоку управления.

3.Устройство по п. 2, отличающееся тем, 0 что электронный блок управления снабжен

переключателем рода работ при переходе с гипоциклоидальиого режима обработки на эпициклоидальный.

5

Фиг.1

Изобретение относится к абразивной обработке и может быть использовано для доводки плоских поверхностей деталей. Целью изобретения является повышение эффективности обработки деталей за счет управле- ния ее режимами. Устройство содержит электромагнит, соединенный катушками электрически с датчиком положения детали через электронный блок управления и сердечником кинематически с доводочным диском через рычаг. Количество катушек на сердечнике электромагнита равно числу корректировок силы прижима доводочного диска к детали. 2 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 табл.

6 3/iefifnpoHHb/u бло/

20

.1

Vxl

- .Z9

фиг. 2

DJ)/.

КЛ5-ШУЗ JJ

28

ФигЛ

t5g

DJJ./ Ш.2 I

+15 В

Фиг. 5

a f

Угол лоЗорогпа вала Z фиг. В

/rjox Э

zffod