Устройство для центрирования заготовки на планшайбе Советский патент 1992 года по МПК B23B25/06 

фигА

Изобретение относится к обработке деталей на станках токарной группы и предназначено для аотоматического центрирования заготовок на планшайбе, Преимущественной областью использования устройства являются токарные станки, имеющие в своем составе оппозитно расположенные шпиндельные бабки, например 11Б40ПсЬ4, МТД- 901 и другие. При этом предлагаемое устройство устанавливается на шпиндельной бабке, предназначенной дня обработки второй стороны детали.

Известен центроискатель (авт.св, СССР № 1423300, кл. В 23 В 49/00, БИ М: 34, 1988 г.), предназначенный для совмещения оси шпинделя станка с осью базового отверстия или базовых поверхностей заготовки.

К недостаткам центроискателя можно отнести сложность конструкции его конуса, значительную по величине погрешность отсчета, вносимую оператором при настройке.

Известно устройство для центрирования изделия по оси (авт.св. СССР Мг 965603, кл. В 23 В 25/06, БИ М 38, 1982 г.). Данное устройство имеет ограниченную область применения -только для центрирования изделий по оси отверстий, при этом для охвата широкой номенклатуры изделий, имеющих различные размеры отверстий, необходим набор сменных щупов, а сам процесс центрирования, реализуемый о несколько этапов, продолжителен по времени. Большое количество деталей, обеспечивающих сложные кинематические преобразования, приводят к снижению точности центрирования.

Известен центроискатель (авт.св. СССР № 1328661, кл. G 01 В 5/24, БИ № 29.1987 г.). применяемый при совмещении оси шпинделя металлорежущего станка с осью базового отверстия детали.

Сложность конструкции центроискателя, отсутствие возможности автоматизации процедуры совмещения осей, ее многоэгап- ность затрудняют-широкое использование устройства на практике, требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала.

Наибопее близким по технической cyai- ности к предлагаемому является конструкция устройства для центрирования заготовки на планшайбе (авт.св, N° 1484442, кл, В 23 В 25/06, БИ М 21, 1989), принятая за прототип.

Известное устройство имеет в своей составе элемент крепления заготовки и привод радиальных перемещений заготовки.

Особенности реализации привода радиальных перемещений в виде каретки с . призмой, взаимодействующей с элементом

крепления заготовки, и его ориентация в пространстве так, чтобы биссектриса угла призмы, проходящей через ось шпинделя, было параллельна направляющим каретки,

ограничивают технологические возможности устройства по обеспечению центрирования заготовки на планшайбе, поскольку движения базирующего элемента с заготовкой и вспомогательного цилиндра с

0 толкателем происходят только в одной плоскости. Кроме того, из-за наличия ШВП, направляющих качения, призмы с точно изготовленными углами граней значительно усложнена конструкция привода

5 радиальных перемещений заготовки. Требуется значительное рабочее пространство для размещения природа радиальных перемещений, цилиндров ввода измерителей и вспомогательного цилиндра с толкателем,

0 что также ограничивает технологические возможности станка, снижает надежность его в работе, а для монтажа и отладки перечисленных узлов требуется дополнительное время.

5Цель изобретени я - расширение технологических возможностей устройства.

На фиг.1 изображен осевой разрез устройства для центрирования заготовки на планшайбе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

0 кз фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг,4 - разрез В-В на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.З; на фиг.6 - вид сбоку на привод радиальных перемещений (в сборе вне устройства).

5 Устройство для центрирования заготовки на планшайбе состоит из основания 1, на котором жестко закреплен корпус 2, в опорах (подшипниках качения) 3 и 4 которого смонтирован шпиндель 5 изделия. К торцу

0 шпинделя 5 прикреплена планшайба 8 с плоским торцом 7, перпендикулярным оси шпинделя. В планшайбе 6 размещена обмотка 8 магнитного патрона, а на ее наружную поверхность напрессована втулка 9.

5 В составе устройства имеются элемент 10 крепления заготовки (например, трехку- лачковый патрон) и промежуточный диск

11.Диск 11 расположен внутри втулки 9 между торцом 7 планшайбы 6 и элементом

0 10 крепления заготовки. В диске 11 изготовлены три радиальных сквозных канала

12,расположенных равномерно как в осевом направлении по толщине диска 11, так и о угловом направлении (под углом 60° друг

5 к другу). Диск 11 и элемент 10 крепления заготовки жестко связаны друг с другом винтами 13.

Элемент 10 крепления заготовки имеет в своем составе поршень 14, перемещающийся вдоль оси в его центральном отаерстии. Поршень 14 имеет резьбовой хвостовик 15, связанный с клиновой тягой 16, взаимодействующей с тремя радизльно перемещаемыми по пазам постоянными кулачками 17, связанными через сухари 18 и винты 19 со сменными кулачками 20. Возврат поршня в исходное положение осуществляется тарельчатыми пружинами 21.

При зажиме заготовки 22 кулачки 17 и 20 перемещаются от периферии к центру до контакта с поверхностью заготовки. При этом поршень 14 под действием сжатого воздуха перемещается влево, преодолевая усилие пружин 21. Подвод воздуха осу- ществляется через центральное отверстие 23 и далее под двум торцовым канавкам 24 на торце планшайбы б, через два незанятых винтами 13 ступенчатых отверстия 25 и затем через полость 26 цилиндра к поверх- ности поршня 14. Герметичность пневмоци- линдра обеспечивается уплотнениями 27.

Привод радиальных перемещений заготовки 22 выполнен в виде наборов пьезоке- рамических пластин 28, соединенных между собой механически последовательно и электрически параллельно. Каждый из наборов имеет с одной стороны нажимной элемент 29 с поверхнос ыо контакта радиусом RI, а с противоположной - микрометри- ческую винтовую вставку 30 Для удобства сборки и монтажа всего пьезонабора применена втулка 31, а на поверхности втулки 9 изготовлены окна 32, а для удобства монтажа соединительных проводов 33 от пьезонаборов с двух диаметрально противоположных сторон втулки 31 изготовлены прямоугольные пазы 34, сопрягающиеся с кольцевой канавкой 35 на втулке 31

Размеры диска 11 меньше размеров от- верстия втулки 9 2Нз 2R, где Рз - радиус диска 11; Ra - радиус отверстия втулки 9. Благодаря такому соотношению размеров между диском 11 и втулкой 9 образуется гарантированный зазор, в пределах которо- го и происходит смещение диска 11.

Центрирование заготовки осуществляется следующим образом.

Заготовку 22 закрепляют в кулачках 20 элемента 10 крепления заготовки, при этом поршень 14 перемещается вдоль оси влево. Внешними измерительными устройствами (не показаны) измеряют фактическое положение оси заготовки и фактическое положение оси вращения шпинделя 5, поспе чего вычисляется величина и направление в пространстве вектора рассогласования, а также направление и величина подналадочных движений для каждого набора пьезопла- стин 28. Для обеспечения возможности работы пьезоиривода в реверсивном режиме до начала центрирования на пьезонаборы подают электрический потенциал такой величины, чтобы в режиме подналадки при изменении его размеров (удлинении или укорочении) обеспечивалась отработка не менее половины диапазона подналадки. При этом в наборе из N пластин 28, каждая из которых изменяет свои размеры на величину А, при подаче на него напряжения U суммарное смещение всего набора составляет величину N-AI.

В результате одновременной работы всех приводов происходит пространственная переориентация положения заготовки, чтобы положение ее оси совпадало с заданным номинальным положением.

Наличие в составе устройства трех наборов пьезопластин 28, обладающих высокой жесткостью, обеспечивает высокую точность центрирования диска 11 вместе с элементом 10 крепления заготовки внутри втулки 9, расширяет технологические возможности устройства, поскольку позволяет реализовывать различные алгоритмы центрирования при сохранении размеров рабочего пространства. Увеличения габаритов устройства не произошло. Наличие в составе устройства большого количества унифицированных элементов повышает технологичность сборки, удешевляет устройство.

Формула изобретения

Устройство для центрирования заготовки на планшайбе, содержащее элемент крепления заготовки и привод радиальных перемещений заготовки, отличающее- с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, в устройство дополнительно введены жестко связанные с планшайбой втулка и расположенный внутри нее диск, жестко соединенный с элементом крепления заготовки, а привод радиальных перемещений выполнен в виде наборов пьезокерамических пластин, размещенных в радиальных сквозных каналах, выполненных в диске.

&-в

ФкгА

1773571

Использование: обработка деталей на станках токарной группы, автоматическое центрирование заготовок на планшайбе. Предпочтительной областью использования устройства являются токарные станки, имеющие в своем составе оппозигно расположенные шпиндельные бабки. Сущность: устройство имеет напрессованный на планшайбу 6 промежуточный диск 11, размещенный в пространстве между торцовыми поверхностями 7 планшайбы 6 и элемента 10 крепления заготовки 22. Внутри диска 11 размещены три привода радиальных перемещений, нажимной элемент 29 каждого из которых контактирует с втулкой 9. Привод выполнен в виде набора пьезокерамических пластин. В результате одновременного срабатывания всех приводов происходит автоматическое центрирование заготовки, осуществляемое с высокой точностью, при этом рабочее пространство станка сохраняется. 6 ил.

зз

55

34