Копировально-шлифовальный станок Советский патент 1992 года по МПК B23Q35/00 B24B19/14 

Изобретение относится к металлообработке и предназначено для шлифования сложных поверхностей на копировальных станках, в частности деталей типа турбинных лопаток.

Шлифование сложного профиля, например пера лопаток газотурбинных двигателей и турбин энергетического машиностроения, производится в настоящее время в основном на копировально- шлифовальных станках абразивной лентой или алмазными кругами.

Известно, что в металлорежущих станках, особенно в шлифовальных, большое внимание уделяется защите механизмов станка и обслуживающего персонала от воздействия вредного влияния отходов технологического процесса: абразива, стружки, СОЖ и т.д., а в шлифовальных станках, кроме того, шлифовальный круг имеет специ- альное ограждение из соображений техники безопасности.

Для защиты механизмов и персонала используют различные устройства: кожухи, ограждения, дверки и т.д.

Известно защитное устройство в виде рамы с прозрачным экраном, снабженным жалюзи с пластинами. Пластины связаны системой кривошипно-шатунных механизмов с приводом посредством шарниров. Ус- тройство достаточно сложно и предназначено для защиты от стружки на станках токарной группы.

Известно ограждение зоны резание металлорежущего станка, выполненное а виде сплошной гофрированной упругой ленты, охватывающей шпиндель с инструментом. Это ограждение также предназначено для защиты от стружки, но для станков фрезерной группы.

Известно, например, устройство для защиты направляющих прямолинейно перемещающихся рабочих органов, содержащее телескопические щитки, соединенные между собой с помощью двух рычажно-шарнир- ных механизмов.

Специфика шлифовальных станков (обильная подача СОЖ и абразивный шлам при высоких скоростях вращения шлифо- вального круга) делает необходимой защиту механизмов, особенно подвижных их частей, а следовательно, и направляющих, от попадания шлама. С этой целью применяют различные устройства: простые или теле- скопические щитки, устройства с лентами, гармоникообрэзные меха и т.д.

Рабочую зону (зону обработки) в шлифовальных станках в основном закрывают дверками, щитами, заслонками, неподвижными кожухами, предохраняя персонал от разбрызгивания СОЖ.

Применение на копировально-шлифо- вальных станках для обработки пера лопаток ГТД алмазных кругов вызвало необходимость, с целью устранения прижо- гов при обработке, применять специальные устройства для охлаждения и очистки шлифовального круга. Однако эти устройства, осуществляя эффективную очистку круга, вызывают сильное распыление СОЖ. вследствие чего в рабочей зоне станка образуется туман. Для улучшения условий труда на станках устанавливают систему отсоса, как это сделано в станках для обработки лопаток ГТД-ЛШ-1А или в станке ДШ-197 (прототип), выпускаемом Дербентским заводом шлифовальных станков, а зону обработки ограждают откидной крышкой,

Использование системы отсоса и откидной крышки не обеспечивает надежную защиту обслуживающего персонала от воздействия распыленной СОЖ. Вдыхание же аэрозоли из СОЖ оказывает вредное влияние на здоровье персонала. Отсасывание СОЖ из негерметично закрытой зоны неэффективно и, кроме того, удаленная системой отсоса, а также вышедшая из зоны станка распыленная СОЖ безвозвратно пропадает.

Цель изобретения - улучшение условий труда.

Поставленная цель достигается тем, что в известном копировалько-шлифовальиом станке, содержащем основание, станину с установленным на ней с возможностью перемещения столом, размещенным на столе с возможностью поворота корпусом, в котором установлены шпиндели для копира и летели, шлифовальную бабку, механизм подач на врезание, устройство для охлаждения и очистки шлифовального круга и ограждение зоны обработки в виде шарнирно закрепленной на корпусе крышки, в зоне обработки установлен вертикальный гофрированный упругий кожух с рамками на его торцах, причем посредством верхней рамки кожух соединен с корпусом, а между откидной крышкой и верхней рамкой размещена введенная а станок герметизирующая прокладка; или кожух посредством верхней рамки соединен с корпусом, жестко, а посредством нижней рамки закреплен на основании: или станок снабжен установленным на станине поддоном с направляющими, параллельными оси шпинделей детали и копира, и роликами, закрепленными на нижней рамке кожуха, установленными с возможностью перемещения по направляющим, при этом верхняя

рамка кожуха связана с корпусом при помощи введенного в станок замка и шарнира, размещенного со стороны шарнирной связи крышки с корпусом, а верхняя и нижняя рамки кожуха связаны между собой; связь рамок кожуха выполнена в виде установленных в гофрах кожуха, выполненных упругими дополнительных рамок с горизонтальными лапками, в которых выполнены перпендикулярно оси шпинделя копира пазы, и жестко закрепленными на лапках вертикальными стержнями, при этом верхняя и нижняя дополнительные рамки посредством лапок и стержней связаны с первыми рамками кожуха, а каждый стержень расположенной выше дополнительной рамки предназначен для взаимодействия с пазом дополнительной рамки, расположенной ниже, или связь рамок кожуха выполнена в виде по крайней мере двух телескопических подпружиненных штанг, расположенных в вертикальной плоскости под углом одна к другой, концы которых соединены с рамками посредством введенных в станок шаровых шарниров..

Сущность изобретения заключается в том, что улучшение условий труда достигается за счет локализации зоны обработки в замкнутом объеме, сохраняемом в течение всего процесса шлифования детали. Такая локализация практически исключает распространение распыленной СОЖ вне этой зоны, и нет необходимости использовать вытяжную вентиляцию для удаления распыленной СОЖ. Достигнуто это тем, что зона обработки ограждена вертикальным гофрированным упругим кожухом, который торцовыми плоскостями посредством рамок жестко закреплен соответственно к основанию станка и корпусу с копиром и деталью, при этом между откидной крышкой станка и верхней рамкой установлена герметизирующая прокладка.

На фиг. 1 и 2 показан внешний вид станка; на фиг. 3 - гофрированная оболочка и ее крепление; на фиг, 4 и 5 - вариант с использованием поддона; на фиг. 6-8 -устройства кинематической связи рамок кожуха.

Станок состоит из основания 1, станины 2 с установленным на ее направляющих столом 3 с приводом (не показан) возвратно-по- ступательного движения. На столе с возможностью качания на оси 4 установлен корпус 5 с соосными шпинделями 6 и 7 для установки копира 8 и обрабатываемой детали (лопатки) 9. На станине жестко закреплены механизм 10 врезания с копирующим роликом и шлифовальная бабка (шпиндель)

11 с алмазным шлифовальным кругом 12 и устройством 13 для его очистки и охлаждения. Зона обработки закрыта шарнирно прикрепленной (на петлях) к корпусу 5 откидной крышкой 14. Нижний торец упругого гофрированного кожуха 16 жестко прикреплен рамкой 15 (фиг. 3) к основанию, а его верхний торец рамкой 17 - к корпусу 5. Откидная крышка 14 опирается на рамку 17

посредством герметизирующей прокладки 18 (например, из мягкой резины), расположенной между ними. Для стока СОЖ в основании 1 выполнены каналы 19. Такая конструкция применима при большом свободном пространстве в рабочей зоне станка. При ограниченном пространстве к станине (посредством корпуса шлифовальной бабки 11) жестко прикрепляют поддон

20(фиг. 4, 5, 6) с направляющими 21, парал- лельными оси копира 8 и детали 9. На нижней рамке 15 на осях 22 закреплены ролики 23, которые установлены на направляющие

21поддона. Верхняя рамка 17 гофрированного кожуха 16 стороной 24 соединена с

корпусом 5 шарнирно, например петлей 25, расположенной со стороны петли 43 откидной крышки 14, а стороной 26 связана с корпусом 5 (или крышкой 14) быстродействующим устройством (зацепом), например

замком 27 по ГОСТ 16561. Для отвода СОЖ поддон имеет сливной патрубок 28.Для кинематической связи рамок 15 и 17 (фиг. 6,7) в гофры кожуха 16 установлены дополнительные упругие рамки 29, например, из

пружинной проволоки. Упругость рамок 29 обеспечивают изгибы-компенсаторы 30. Рамки имеют лапки 31 с пазами, которые образованы, например, за счет соответствующего изгиба материала рамки (проволоки).

Лапки 31 расположены горизонтально и перпендикулярны оси копира 8 и детали 9. В пазах лапок 31 жестко закреплены вертикальные стержни-пальцы 32, которые своим свободным (нижним) концом 33 взаимодействуют с пазом лапки 31 расположенной ниже дополнительной рамки 29. Крайние дополнительные рамки аналогично (стержнями 32) взаимодействуют с верхней 17 и нижней 15 рамки кожуха 16.

Кинематическая связь рамок 15 и 17 (фиг. 8) гофрированного кожуха 16 может быть выполнена в виде пб крайней мере двух штанг 34 и 35, с одной стороны выполненных из частей 36 и 37, телескопически связанных между собой и нагруженных пружиной 38. Штанги расположены в вертикальной плоскости под углом одна к другой. Угол между ними (для надежной передачи

движения) должен быть не менее 60-90°. Штанги 34, 35 связаны с рамками 15 и 17 шаровыми шарнирами, например, в виде опор 39 и 40-42, жестко закрепленных к рамкам 15 и 17.

Станок работает следующим образом. После установки детали, закрытия крышки 14 и пуска механизмов стол 3 с корпусом 5, копиром 8 и деталью 9 совершает возвратно-поступательные движения, ползун с копирующим роликом механизма 10 врезания опускается после каждого оборота шпинделей 6, 7 с копиром 8 и деталью 9. При движении стола корпус 5 в результате взаимодействия копирующего ролика с копиром совершает качательные движения относительно оси 4. Для охлаждения и очистки шлифовального круга посредством устройства 13 поступает СОЖ, которая при взаимодействии с кругом образует туман.

Кожух 16, ограждающий рабочую зону, совместно с крышкой 14, соединенной герметично с ним посредством прокладки 18, создают закрытую локальную зону распространения СОЖ, практически исключая возможность ее распространения вне этой зоны. В закрытом объеме распыленная СОЖ быстро осаждается в виде образующихся капель и стекает по гофрам кожуха 16 и каналам 19 основания в отстойник емкости для СОЖ.

В процессе работы станка закрытая локальная зона распространения СОЖ постоянно сохраняется, что обеспечивает жесткая связь верхней рамки 17 кожуха 16 с подвижным корпусом 5. Гофрированный упругий кожух 16 (например, из резины) в верхней части (с рамкой 17) повторяет траекторию движения корпуса 5, по мере необходимости (в зависимости от величины хода и профиля копира), увлекая расположенные ниже гофры (слои). Нижняя часть кожуха 16 с рамкой 15 неподвижна-жестко закреплена к основанию 1. Достаточно большая высота гофрированного кожуха 16 позволяет за счет упругости гофр гасить инерционные воздействия при реверсе стола, обеспечивая надежность при эксплуатации.

4 При малой высоте рабочего пространства, т.е. и гофрированного кожуха 16 (фиг. 4-6), его нижняя рамка 15, установленная роликами 23 на направляющих 21 поддона 20, будет перемещаться совместно с корпусом 5 за счет кинематической связи верхней 17 и нижней 15 рамок. Кинематическая соязь осуществляется за счет стержней 32, жестко закрепленных на дополнительных упругих рамках 29, установленных в rodmax кожуха 16 Свободные (нижнее) концы 33 стержней 32 взаимодействуют с пазом лапок

31 расположенной ниже рамки. Аналогично связаны с верхним и нижним гофрами кожуха 16 его рамки 15 и 17. При возвратно-поступательном движении корпуса 5 стержни

32 увлекают за собой весь кожух 16. При поворотах корпуса 5 относительно оси 4 стержни 32 скользят вдоль пазов лапок 31, так как лапки с пазами перпендикулярны оси шпинделей 6, 7 и оси 4, и кинематичеекая связь рамок 15 и 17 сохраняется. Инерционные воздействия при реверсе гасятся, а некоторые изменения формы и размеров гофрированного кожуха 16 в процессе работы компенсируются упругостью рамок 29 (за

счет компенсаторов 30). При кинематической связи рамок 15 и 17 (фиг, 8), осуществляемой штангами 34 и 35, движение корпуса 5 с рамкой 17 посредством сферического шарнира в виде башмака 42 и опоры 40

сообщается штангам 34 и 35, концы 36 и 37 которых телескопически связаны и нагружены пружиной 38, которая обеспечивает контакт в шарнирах. Конец 36 штанг 34 и 35 аналогичным шарниром в виде башмака 41

и опоры 39 передает движение нижней рамке 15. При поворотах корпуса 5 относительно оси 4 пружины 38 обеспечивают контакт в сферических опорах, а штанги 34 и 35 поворачиваются в этих опорах на некоторый

угол относительно вертикальной плоскости. Если при открывании крышки 14 затрудняется доступ для установки и съема детали, а также для обслуживания механизмов, необходимо открыть быстродействующий замок 27 и опустить переднюю сторону рамки 17 (с кожухом 16), повернув рамку 17 на петлях 25. Это обеспечит свободный доступ к механизмам. При закрывании замка 27 происходит герметизация соединения рамки 17 с корпусом 5 (или крышкой 14) посредством прокладки 18.

Формула изобретения

1. Копировально-шлифовальный станок, включающий основание, станину с установленным на ней с возможностью перемещения столом, размещенным на столе с возможностью поворота корпусом, в котором установлены шпиндели для копира

и детали, шлифовальную бабку, механизм подачи круга на врезание, устройство для охлаждения и очистки шлифовального круга и ограждение зоны обработки в виде шар- нирносвязанной с корпусом крышки, о тличающийся тем, что, с целью улучшения условий труда, станок снабжен вертикально расположенным гофрированным упругим кожухом с рамками на его торцах, причем посредством верхней рамки кожух соеди- нен с корпусом, а между откидной крышкой

и верхней рамкой размещена введенная в станок герметизирующая прокладка.

2.Станок по п. 1,отличающийся тем, что кожух посредством верхней рамки соединен с корпусом жестко, а посредством нижней рамки закреплен на основании.

3.Станок по п. 1,отличающийся тем, что снабжен установленным на станине поддоном с направляющими, параллельными оси шпинделей детали и копира, и роликами, закрепленными на нижней рамке кожуха, установленными с возможностью перемещения по направляющим, при этом верхняя рамка кожуха связана с корпусом при помощи введенных в станок замка и шарнира, размещенного со стороны шарнирной связи крышки с корпусом, а верхняя

и нижняя рамки связаны между собой. .

4.Станок по п. 3, отличающийся тем, что связь рамок кожуха выполнена в виде установленных в гофрах кожуха выполненных упругими дополнительных рамок с горизонтальными лапками, в которых выполнены пазы перпендикулярно оси шпинделя копира, и жестко закрепленными на лапках вертикальными стержнями, при этом верхняя и нижняя дополнительные рамки посредством лапок и стержней связаны с первыми рамками кожуха, а каждый стержень расположенной выше дополнительной рамки предназначен для взаимодействия с пазом расположенной ниже дополнительной рамки.

5. Станок по п. 1,отличающийся тем, что связь рамок кожуха выполнена в виде по крайней мере двух телескопических подпружиненных штанг, расположенных в вертикальной плоскости под углом друг к другу, концы которых соединены с рамками посредством введенных в станок шаровых шарниров.

Использование: металлообработка, шлифование сложных поверхностей на копировальных станках, на деталях типа турбинных лопаток. Сущность изобретения: станок включает основание, станину с установленным на ней с возможностью перемещения столом, корпус 5 с возможностью V U 7 поворота, в котором установлены шпиндели для копира и детали 9, шлифовальную бабку 11, механизм подачи круга на врезание, устройство для охлаждения и очистки шлифо- вального круга и ограждение зоны обработки в виде шарнирно закрепленной на корпусе крышки 14. Станок снабжен вертикально расположенным горфрированным упругим кожухом 16с рамками 15 и 17 на его торцах, причем посредством верхней рамки 17 кожух соединен с корпусом 5, а между откидной крышкой 14 и верхней рамкой 17 размещена герметизирующая прокладка 18. Нижняя рамка 15 может жестко крепиться на основании или посредством роликов 23 с возможностью перемещений - на направляющих поддона, установленного на станине. Верхняя рамка 17 связана с корпусом 5 замком и шарниром, а рамки связаны между собой. Даны различные варианты этой связи. 4 з.п.ф-лы, 8 ил. с/ С 2 СО 00 о тгч

7 12 9

Фие.7

Bui А s /

Ь

+

i-iPs

A

Фиг. 2

5 ;з « v

,

Шца.З

ffT 42 4,1пИп

-Ј&Л&

,

ГГП

lOSCfril

29 16

Фиг. 8

Фаг. 7