ХОНИНГОВАЛЬНЫЙ СТАНОК Советский патент 1972 года по МПК B24B33/02 

Изобретение относится к станкостроительной промышленности.

Известны хонинговальные станки, содержащие шпиндель с приводом его вращательного и поступательного перемещения и стержень регулирования диаметра хона, связанный с гидравлическим механизмом его перемещения.

Целью изобретения является повышение производительности хонингования. Это достигается тем, что в предлагаемом станке гидравлический механизм перемещения стержня хона снабжен гидроклапаном управления последовательностью циклов обработки, привод которого выполнен из двух соосных последовательно расположенных и подпружиненных между собой сильфонов, соединенных с распределителями давления в трубопроводах.

На фиг. 1 изображена пневмогидравлическая схема описываемого станка; на фиг. 2 - хонинговальная головка, продольный разрез; на фиг. 3 - клапан управления.

Хонинговальный станок имеет неподвижную станину 1. Относительно ее смонтирован с возможностью вертикального скольжения суппорт 2. Гидроусилитель 5 двойного действия, корпус которого выполнен заодно со станиной и поршень 4 которого присоединен стержнем 5 к суппорту, позволяет перемещать последний по отношепию к станине.

Когда суппорт находится в верхнем положении, его плечо б приводит в действие микровыключатель 7, а когда находится вблизи своего нижнего положения, то приводит в действие микровыключатель 8. Когда суппорт находится в своем нижнем положении, то его плечо 9 воздействует на распределитель 10.

На суппорте 2 крепится цилиндр // гидроусилителя двойного действия, порщень 12 которого выполнен вместе с трубой 13. В трубе и картере 14 смонтирован с возможностью вращения посредством подшипников /5 и 16 качения и шарового упора 17 полый шпиндель 18. Его нижний конец прикреплен датчиком 19 крутящего момента к инструменту 20 механической обработки, а верхний конец - к нриводному валу 21 треугольного сечения. Вал 21 может скользить между тремя подщипниками 22 качения, оси которых находятся во втулке 23. Последняя монтируется с возможностью вращения в суппорте 2 при помощи подшипников 24 качения и шаровых упоров 25 и зацепляется с шестерней 26, опирающейся на вал 27. Наружная часть втулки 23 имеет зубья. Вал 27 вращается в суппорте подшипниками 28 качения и шаровыми упорами 29 и присоединен к валу гидравлического двигателя 30. Порщень 12 гидроусилителя захватывает шпиндель 18 упором 17 и двигатель 30 приводит во вращение

этот шпиндель, независимо от его осевого положения.

Инструмент может расширяться посредством стержня 31 расширения, скользяшего в шпинделе 18. Верхний конец стержня 31 соединен со шпинделем 32, проходящим сквозь отверстия 33 шпинделя 18 к раструбу 34, который при помош,и подшипников 55 качения может поворачиваться в болте 36 расширения. Последний ввертывается в снабженную резьбой полость картера 14 и имеет зубья на периферии, входящие в зацепление с шестерней 37. Шестерня установлена на валу 38, вращаюшемся в картере 14.

Вал 38 присоединен к валу 39 треугольного сечения, который скользит между тремя подшинниками 40 качения, опирающимися на втулку 41. Она вращается в суппорте 2 посредством подщипников 42 качения и шаровых упоров 43 и выполнена заодно делое с шестерней 44, зацепляющейся с шестерней 45, установленной на валу гидравлического двигателя 46. Двигатель 46 вращает вал 38, воздействующий на болт 36. Последний соединен с картером 14 и поэтому перемещается в осевом направлении, захватывая стержень 31, в результате чего меняется расширение инструмента.

Камеры гидроусилителя 3 связаны между собой трубопроводами 47 и 48, на которых расположены регуляторы 49 и 50 расхода и распределитель 51, управляемый электромагнитами 52 и 53. Распределитель 10 подключен к регулятору 50. Распределитель 51 с одной стороны присоединен к спускному трубопроводу 54, а с другой - к насосу 55, запускаемому электродвигателем 56.

В начале рабочего цикла электромагнит 52 включается, в результате чего опускается суппорт 2. В конце рабочего цикла электромагнит 52 выключается и включается электромагнит 53, в результате чего суппорт поднимается.

Двигатель 30 трубопроводами 57 и 58 присоединяется к распределителю 59, управляемому электромагнитами 60 и 61. С другой стороны распределитель 59 присоединен к спускному трубопроводу 62 и насосу 63, запускаемому электродвигателем 56.

Электромагниты 61 и 52 включаются одновременно в начале рабочего цикла. При этом суппорт 2 опускается, а шпиндель 18 начинает вращаться, захватывая инструмент 20.

Камеры гидроусилителя присоединены к сервоклапану 64, который подключен трубопроводами 65 }i 66 к спускному трубопроводу 67 и к насосу 55 распределителем 68, управляемым электромагнитом 69. Микровыключатель 8 установлен в цепи питания этого электромагнита. В связи с этим, когда суппорт 2 опускается, захватывая шпиндель 18, распределитель 68 открывается в тот момент, когда плечо 6 встречает на своем пути микровыключатель 8 так, что сервоклапан 64 запитывается, а шпиндель 8 начинает колебаться.

Сервоклапан 64 управляется электрическим устройством 70, содержащим электронную триггерную схему. Последняя управляется двумя электростатическими контактами. Каждый из них содержит первый неподвижный элемент 71 и второй элемент 72 конденсатора, который прикреплен с возможностью регулировки к стержню 73, выполненному заодно целое с трубой 13. Когда элемент 72

проникает внутрь соответствующего элемента 71, происходящее в результате изменение мощности раскачивает электронную триггерную схему, в силу чего меняется направление пропускания жидкости в сервоклапане 64,

следовательно, и направление движения поршня 12 в цилиндре / гидроусилителя.

Вилка 74 опирается на болт 36 посредством шаровых упоров и перемещается одновременно со стержнем 31. Ввиду того, что

инструмент 20 практически не изнашивается, перемещение вилки связано с размером рассверливаемого инструментом отверстия. Вилка 74 захватывает пневматический золотник 75, подвижный в цилиндре 76, являющимся

ненодвижным по отношению к картеру 14. Когда вилка 74 находится в верхнем положении или около него, т. е. когда инструмент не полностью расширен, трубопровод 77 в золотнике 75 соединен с атмосферой. Трубопровод,

77 связан с общим трубопроводом 78 подачи воздуха при помощи регулятора 79 давления и жиклера 80.

Манометрический контакт 81 присоединен к трубопроводу 77 за жиклером 80. Когда

вилка опускается на некоторую длину, трубопровод 77 закрывается цилиндром 76. При этом давление в трубопроводе повышается, в результате чего срабатывает контакт 81. Трубопровод 82 предусмотрен в золотнике

75, соединен с атмосферой, когда вилка находится в нижнем положении, т. е. когда получается требуемый размер, и связан с трубопроводом 78 посредством редуктора 83 давления и жиклера 84. Манометрический контакт 85 присоединен к трубопроводу 82 за жиклером 84. В конце обработки трубопровод 82 соединяется с атмосферой, при этом давление в нем уменьщается, в силу чего срабатывает контакт 85.

Кроме того, золотник 75 имеет выступ, открывающий клапан 86, когда вилка 74 находится в верхнем положении, т. е. когда инструмент ослаблен. В результате открытия этого клапана трубопровод 87, присоединенный к регулятору 79 давления жиклером 88, сообщается с атмосферой. Контакт 89 присоединен к трубопроводу 87 за жиклером 88 и срабатывает в зависимости от того является ли инструмент нормальным или расширенпым.

Несмотря на твердость инструмента через определенное количество осуществленных, операций он изнашивается. Для компенсации износа положение цилиндра по отношению к 5 колесом 90, навинченным в цилиндр и введенным в полость картера. Колесо 90 взаимодействует с защелкой, прикрепленной к норшню 91, подвижному в цилиндре 92 двойного действия, который может присоединяться к5 общему трубопроводу 78 распределителем 93, уравляемым электромагнитом 94. В случае износа достаточно оставить электромагнит 94 под напряжением, в результате чего начинает действовать поршень 91, хра-10 повое колесо 90 вращаться, а питание электромагиита выключается. Эта операция повторяется до полной компенсации износа. Контакты 81, 85 и 89 и датчик 19 крутящего момента используются для регулировки15 действия двигателя 46, т. е. расширения инструмента. Датчик 19 содержит средства для изменения выпускного сечения трубонровода 95в зависимости от противодействующего крутящего момента. Трубопровод 95 присое-20 динен к общему трубопроводу 78 жиклером 96и регулятором 97 давления. Давление в трубопроводе 95 меняется в зависимости от его выпускного сечения, следовательно, от противодействующего крутящего момента,25 причем изменение давления используется для управления движениями двигателя 46. Манометрические контакты 98 и 99 присоединены к трубопроводу 95 и функционируют, когда крутящий момент соответственно имеет30 свое минимальное и максимальное значение. Контакт 99 установлен в цепи питания сигнализационной лампы и в цепях электромагиитов 61 и 69. Следовательно, когда крутящий момент превыщает свое максимальное значе-35 ние, лампа зажигается, труба 13 прекращает свои колебания, а щпиндель 18 - свое вращение. Трубопровод 95 присоединен к клапану 100 последовательности потенциометрического уп-40 равления обычного типа, регулирующему рабочий крутящий момент и удерживающий его в заданном значении, причем измерение и управление выполняются отдельно. Кланан 100 состоит из картера 101, в котором за-45 креплен одной из стенок сильфон 102, сообщающийся с трубопроводом 55. Другая стенка сильфона действует против усилий возвратной пружины 103 на золотник 104 корпуса 105, клапана, переводящего в выпускное50 положение трубопровод 106 гибким трубопроводом 107. Начиная от положения, показанного на фиг. 1, трубопровод 106 становится в выпускное положение лищь после некоторого движения золотника 104, соответствующе-55 го уменьшению давления в трубопроводе 95, а пружина 103 действует на золотник в направлении, соответствующем открыванию кланана. Помимо этого корпус 105 клапана подвижен в картере 101 и присоединен к од-60 ной из стенок второго сильфона 108, другая стенка которого выполнена заодно целое с картером 101. Сильфон 108 присоединен к общему трубопроводу 78 трубопроводом 109, на котором установлены регулируемый регу-65 S лятор 110 давления и жиклер 111. Жиклер 112 связывает часть трубонровода 109 за жиклером 111 с распределителем 113, управляемым электромагнитом 114. Последний открывает распределитель 113, когда он находится под током, чтобы поставить жиклер 112 в выпускное положение. Микровыключатель 8 и контакт реле задержки, управляемый контактом 81, введены в цепь питания электромагнита 114 так, чтобы действие мнкровыключателя 8 возбуждало электромагнит, а контакт реле задержки отключал электромагнит от цепи. Давление в трубопроводе 106 через раепределитель 115 и сильфоны 116 управляет сервоклапаном 117 двигателя 46 так, что, когда оно понижается ниже определенного значения, двигатель 46 останавливается, что прекращает расширение инструмента, а когда оно превышает определенное значение, двигатель 46 снова работает, восстанавливая расщиреиие. При таком положении, предполягая, что давление в трубопроводе 109 остается постоянным и что двигатель 46 продолжает работать, т. е. что инструмент расщиряется, противодействующий крутящий момеит имеет определенное значение и новыщается по мере расщирения, что уменьщает давления в трубопроводе 95. Золотник 104 перемещается в цилиндре. Однако, трубопровод 106 остается первоначально нзолированным от атмосферы так, что расщирение продолжается с постоянной скоростью, Когда противодействующий крутящий момент достигает приблизительно заданного значения регулировки, золотник 104 постепенно соединяет трубопровод 106 с атмосферой, Давление в трубопроводе понижается и в определенный момент сервоклапан 117 уменьшает питание двигателя 46, затем останавливает так, что скорость расщирения инструмента уменьшается, а затем снижается до нуля. С этого момента рабочий крутящий момент остается фактически постоянным, поскольку при уменьшении противодействующего крутящего момента давление в трубопроводе 95 увеличивается, и сервоклапан 117 снова запитывает двигатель 46. Следовательно, скорость расширения икструмента остается высокой, поскольку начало перемещения золотника 104 не оказывает влияния на давление в трубопроводе 106. Но, когда рабочий крутящий момент почти достигает значения регулировки, скорость расширения постепенно уменьшается, при этом предотвращается резкая остановка, MiOMeHT, когда трубопровод 106 соединяется с атмосферой, зависит от положения цилиндра, т. е. от давления в трубопроводе 109. Значение рабочего крутящего момента таким образом зависит от этого давления: он тем больше, чем это давление выше. Регулятор 110 давления таким образом позволяет регулировать значение рабочего крутящего момента. 7 Тот сильфон, который не сообщается с трубопроводом 106, может соединяться с атмосферой или присоединяется к общему трубопроводу 78 распределителем 118 и регулятором 119 давления. Регулятор 119 отрегулиро-5 ван на давление, меньшее, чем регулятор 97. Распределитель 115 управляется электромагнитом 120 по цепи питания, в которую введен контакт 98, причем закрывание кон-10 такта запитывает электромагнит 120 так, что распределитель 115 становится в положение, при котором сервокланан 117 обеспечивает приподнимание стержня 31. Со своей стороны распределитель 118 управляется электромаг-15 нитом 121 по депи питания, в которую внедены микровыключатель 8 и выключатель второго реле задержки, управляемый контактом 98. Соединения выполнены таким образом, что распределитель 118 изолирует20 один из сильфонов 116 от атмосферы, когда действует микровыключатель 8 и еще не работает контакт 81. Сервоклапан 117 позволяет присоединить двигатель 46, выполненный, например, в виде25 гидроусилителя, либо к выпускному трубопроводу 122, либо к трубопроводу 123. Последний также может быть присоединен распределителем 124 к насосу 125, запускаемому электродвигателем 56. Распределитель 124 управ-зо ляется электромагнитом 126 по цепи питания, в которую введены микровыключатель 8 и контакт 85, а также выключатель второго реле задержки. В процессе работы первый сильфон 116,35 например, связан с регулятором 97 давления. Если клапан 100 при этом изолирует трубопровод 106 от атмосферы, то давление в сильфоне является тем давлением, которое определяется регулятором 97. Второй сильфон 11640 соединен, например, с атмосферой. Скорость расширения, зависящая от разницы давления в сильфонах 116, оказывается значительной. Если теперь включить электромагнит 12}, то второй сильфон 116 сообщается с ре-45 гулятором 119. Разница давлений в сильфонах tl6 уменьщается и становится равной разнице значений, на которые отрегулированы регуляторы 97 и 119, скорость расширения уменьшается, а затем стабилизируется на50 значения, пропорциональные этой разнице. Когда рабочий крутящий момент увеличивается для достижения своего регулировочного. значения, то трубопровод 106 постепенно соединяется с атмосферой клапаном 100.55 Так как при этом к правому сильфону 116 подводится постоянное количество воздуха с учетом жиклера /27, то давление в этом сильфоне постепенно уменьшается. То же действительно для скорости расширения, которая60 прекр-ащается, когда рабочий крутящий момент достигает своего регулировочного значеНйя. 3468 46 8 Начало рабочего цикла возможно лишь, если микровыключатель 7 приводится в действие, а контакт 89 замкнут. Это означает, что суппорт 2 находится в верхнем положении и что притир не расширен. При этих условиях электромагниты 52 и 61 находятся под током, суппорт 2 опускается, и шпиндель начинает вращаться. В конце спуска приводится в действие микровыключатель 3, что возбуждает электромагнит 69. При этом шпиндель начинает колебаться, возбуждает электромагнит 126 и жидкость управления доходит до сервоклапана 117, возбуждает электромагнит 114 распределителя 113 так, что часть воздуха от жиклера 111 удаляется и рабочий крутящий момент регулируется до меньшего значения, и наконец возбуждает электромагнит 121, в результате чего левый сильфон 116 соединяется с атмосферой. Начинается расширение. Затем начинает работать контакт 81, выключающий нитание электромагнита 121 и включающий первое реле задержки, в результате чего расширение замедляется. Инструмент доходит до обрабатываемого предмета и работает с умеренным крутящим моментом, реле задержки замкнуто, в результате чего прекращается питание электромагнита 4. Рабочий крутящий момент при этом доводится до нормального значения, а деталь обрабатывается с постоянным крутящим моментом. Когда обрабатываемая деталь достигает требуемого размера, контакт 85 выключает питание электромагнита 126, обесточивая двигатель 46. Расширение прекрашается. Ннструмент обрабатывает деталь так, что противодействующий крутящий момент уменьщается и давление в трубопроводе 95 принимает свое первоначальное значение, Контакт 98 функционирует, возбуждая электромагнит 120 и изменяя направление распределения распределителем 115. Включается второе реле задержки. Затем реле задержки замыкается, в результате чего снова возбуждается электромагнит 126 так, что сервоклапан 117 вновь запитывается. Ввиду перемены направления распределителя 115, превый сильфон 116 присоединяется к регулятору 119, тогда как левый соединяется с атмосферой. Двигатель 46 вращается с больщой скоростью в направлении, противоположном тому, которое он имел ранее, и стержень расширения быстро поднимается. Одновременно реле задержки выключает питание электромагнитов 69 и 52. Колебания шпинделя прекращаются, а питание электромагнита 53 обеспечивается так, что суппорт 2 снова поднимается. Когда стержень расширяется, снова заняв свое верхнее положение, выключатель 89 начинает работать, отсоединяя питание электронита 126 (сервоклапан 117 изолируется), отсоединяет питание электромагнитов 121 и 120, (распределитель 115 возвращается в нормальное положение).

Наконец, срабатывает микровыключатель 7. Питание электромагнита 53 отсоединяется, в силу чего распределитель 51 возвращается в свое нейтральное положение, при котором обе камеры гидроусилителя 3 изолированы.

При необходимости возбуждают электромагнит 94 для компенсации износа притира, которая возможна в любое время в процессе работы. При этом головка готова для использования, чтобы выполнять новую операцию.

Если во время механической обработки превыщается максимальный крутящий момент, то начинает работать контакт 99, который выключает питание электромагнитов 61

и 69, в результате чего прекращаются колебания щпинделя.

Предмет изобретения

Хонинговальный станок, содержащий щпиндель с приводом его вращательного и поступательного перемещения и стержень регулирования диаметра хона, связанный с гидравлическим механизмом его перемещения, отличающийся тем, что, с целью повыщения производительности хонингования, гидравлический механизм перемещения стержня хона снабжен гидроклапаном управления последовательностью циклов обработки, привод которого выполнен из двух соосных последовательно расположенных и подпружиненных между собой сильфонов, соединенных с распределителями давления в трубопроводах.

50

109

127

Фиь.З