ХОНИНГОВАЛЬНЫЙ СТАНОК Советский патент 1972 года по МПК B24B33/02 

Изобретение относится к области станкостроения.

Известны хонинговальные станки, во вращающемся шпинделе которых закреплен инструмент (хон), иолучающий поступательное перемещение и снабженный стержнем регулирования диаметра хона с механизмом управления.

Целью изобретения является автоматизация процесса хонингования. Это достигается тем, что в предлагаемом станке стержень регулирования диаметра хона связа-н с механизмом управления, например гидравлическим, посредством клапана, подвижный элемент которого, контролирующий давление в системе, управляющее механизмом привода стержня посредством манометрического датчика, жестко соединен со стержнем.

На фиг. 1 изображена схема описываемого станка; на фиг. 2 - щпиндель, продольный разрез.

Головка для микромеханической обработки содержит ненодвижную станину /, относительно которой может скользить в вертикальном направлении суппорт 2. Гидроусилитель 3 двойного действия, корпус которого выполнен вместе со станиной 1 и порщень 4 которого присоединен стержнем 5 к суппорту 2, обеспечивает возможность перемещения последнего по отнощению к станине.

Суппорт 2 выполнен вместе с плечом 6, приводящим в действие микровыключатель 7, когда суппорт находится в верхнем положепип, и микровыключатель 8, когда он вблизи

своего нижнего ноложення. Суппорт также вынолнен в.recтc с плечом 9, воздействующим на распределитель }0, когда суппорт находится В своем нижнем положении.

Иа суппорте 2 расположен цилиндр //

гидроусилителя двойного действия, порщень 12 которого выиолнен вместе с трубой 13, прикрепленной к картеру 14. В трубе 13 и картере 14 монтируется с возможностью вращения посредством подщипников 15 и 16 качения и шарового упора 17 лолый Шпнндель 18. Нижний конец шпинделя лрнсоедннен датчиком 19 крутящего момента к 1нструменту 20 механической обработки расщнряющегося типа.

Верхний конец шпинделя 18 прикреплен к приводному валу 21 треугольного сечения, скользящему между тремя лодщипниками 22 качения, оси которых находятся во втулке 23. Последняя монтируется с возможностью вращения в суппорте 2 с помощью подщплников 24 качения и шаровых уноров 25. Наружная часть втулки 23 имеет зубцы и зацепляется с шестерней 26, надетой жестко на вал 27. Он врашается в суппорте 2 посредством подшипсоединен к валу гидравлического двигателя 30. Следовательно, поршень 12 гидроусилителя захватывает шниндель 18 упором 17 и двигатель 3U приводит во вращение гининдель, незавиеимо от его осевого положения.

Инструмент может расширяться носрсдством стержня скольжения в шнинделе 1 Верхний конец стержня 31 присоединен шпинделем 32, проходяш,им сквозь отверстия 3-: шпинделя W, к раструбу 34, который при помош,и подшипников 35 качения может поворачиваться в болте 36 расширения. Последний ввертывается в снабженную резьбой полость картера 14 и имеет зубцы, па своей иериферии входяидие в зацепленне с шестерней 37. Последняя установлена на валу 38, вращающемся в картере 14.

Вал 38 присоединен к валу 39 треугольного сечення, екользяшему между тремя иодшицникамн 40 качения, опертыми на втулку 41. Последняя |вращается в сунпорте 2 с немощью подшипников 42 качения и шаровых упоров 43 и вьыюлпена заодно целое с шестерней 44, зацепляющейся е шестерней 45, устаповлещшй iia валу гидравлического двигателя 46. Двигатель 46 вращает вал 38, воздействующий на болт 36. Последний соединен с картером 14 и потому перемещается в осевом направлении, захватывая стержень 31 расщирения, в результате чего меняется расширение инструмента.

Описываемые средства, позволяющие опустить суппорт 2, попеременно запитывают камеры гидроусилителя, так что труба /6 выполняет переменное продольное перемещение, захватывая щпиндель 18, следовательно, и инструмент. Двигатель 46 перемещает в осевом направлении стержень 31 так, что инструмент работает с ностоянным крутящим моментом, и по окончании работы приводит стержень 31 в исходное нолол ение, прекращая колебания трубы 13 и ноднимая суппорт 2.

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

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

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

Электромагнит 61 включается одновременно с электромагнитом 52 в начале цикла так, что суппорт 2 оиускается, щпиндель 18

;ачинает врап;атьея, захватывая инструмент 20.

Камеры гидроусилителя присоединены к сервокланану 64, которой подключен трубонроводами 65 и 66 к спускному трубопроводу 6/ и к насосу 55 распределителем 68, управляемым электромагнитом 69. Микровыключатель 8 установлен в цени нитания этого электроамагнита.

Следовательно, если суинорт 2 онусхается, захватывая шниндель 18, то распределитель 68 открывается в тот момент, когда плечо 6 встречает на своем пути микровыключатель 6, в результате чего сервокланан 64 занитывается, а шниндель /6 начинает колебаться.

Сервоклапан 64 унравляется 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 труоой 13.

Когда элемент /2 проникает внутрь соответствующего элемента 71, происходящее в результате изменения мощности раскачивает электронную триггерную схему, в силу чего меняется направление пропускания жидкости

в сервокланане 64, следовательно, и направление движения норщня 12 в цилиндре 11 гидроусилителя.

Билка 74 оперта на болт 36 посредством шариковых упоров и перемещается одноврел;снно со сгерж11и.: 31. Ввиду того, что инстру.мент 20 практически не нзнащиваетея, перемещение вилки связано с размером рассверливаслшго инструментом отверстия.

Вилка 74 захватывает пневматический золотник 75, подвижный в цилиндре 76 и неподвижный по отношению к картеру 14. Когда вилка 74 находится в верхнем положении или около него, т. е. когда инструмент не полиостью расширен, трубопровод 77 в золотнике 75 соединен с атмосферой. Трубопровод 77 ирисоедиисн к общему трубопроводу 78 иодачи с помощью редуктора 7У давления и жиклера 80. Мапометрический контакт 31 присоединен к трубопроводу 77 жиклером 80. Когда вилка опускается на некоторую длину, трубопровод 77 закрывается цилиндром 76 так, что давление в трубопроводе повышается, в результате чего срабатывает контакт 81.

Трубопровод 82 в золотнике 75 соединен с атмосферой, когда вилка находится в нижнем положении (инструмент имеет требуемый размер). Золотпик связан с трубопроводом 78 посредством редуктора 53 давления и жиклера 84. Манометрический контакт 85 присоединен к трубопроводу 82 за жиклером 84. В конце обработки трубопровод 82 соединяется с атмосферой так, что давление в этом трубопроводе уменьшается, в силу чего срабатыЗолотник 75 имеет выступ, открывающий клапан 86, когда вилка 74 находится в верхнем положеияи (иНСтрумеит ослабло}). В результате ОТКРЫТИЯ этого клапапа трлбопровод 87. присоединенный к регулятору 79 жиклером 88, сообщается с атмосферой.

Манолгетпический контакт 89 пписоединен к трубопроводу 87 за жиклером 5 и срабатывает в зависимости от того, является ли И1гстру гент нормальным или расшипениым.

Для компенсации износа инструмента положение цилиндра по отношению к картеру 14 может регулироваться храповым колесом 90. навинченнылг в цилиндр и введенным в полость картера. Колесо 90 взаимодействует с защелкой, прикрепленной к поршню 91, подвижному в цилиндре 92 двойного действия, который может присоединяться к трубопроводу 78 распреде.днтелем 93. управляемым электромагнитом 94.

В случае износа инструмента достаточно ноставить электромагнит 94 под напряжение, в результате чего начинает действовать поршень 91 и вращается колесо 90, затем выключается .питание электромагнита, причем эта операция повторяется до пОиТной компенсации износа.

Контакты 81. 85 и 89 и датчик 19 используются для регулировки действия двигателя 46, т. е. расширения инструмента.

Датчик 19 содержит средства для изменения выпускного сечения трубопровода 95 в зависимости от противодействующего крутящего момента. Трубопровод 95 присоединен к трубопроводу 78 жиклером 96 и регуляторолт 97 давления. Давление в трубоироводе 95 таким образом меняется в зависимости от выпускного сечения этого трубопровода, следовательпо, от противодействующего крутятцего момента, причем это изменение давления используется для управления движениями двигателя 46.

Д1анометрнческие контакты 98 и 99 присоединены к трубо проводу 95 и функционируют, когда крутящий момент соответственно имеет свое лгинимальное и максимальное значение. Контакт 99 установлен в цепи питания сигнализационной лампы и в цепях электромагнитов 61 и 69. Следовательно, когда крутящий момент препынтает свое максимальное значение, лампа зажигается, труба 13 прекращает колебания, а шпиндель 18 - вран1ение.

Трубопровод 95 ирисоедииен к клапану 100 последовательности потенциометрического управления обычного типа, регулирующему рабочий крутящий момент и удерживающему его в заданном значении, причем измерение и управление выполняются отдельно.

Клапан 100 состоит из кожуха 101, в котором одной из своих стенок закреплен сильфон 102, сообщающийся с трубопроводом 95. Другая стенка сильфона действует .против усилий возвратной пружины 103 на золотник 104 корпуса клапана 105, нозволяющего переводить в выпускное положение трубопровод 106 с помощью гибкого трубопровода 107. Начиная от положения, представленного на фиг. . трубонрово.д 106 станомится в выпускное )ие липть после некоторого движеиия золотника 104, соответствующего уменьитению давления в трубопроводе 95, пружина 103 действует на золотник в направлении, соoтвeтcтвyющe г открыванию клапана. Помимо этого коппус клапана 105 подвижен в картеDe 101 и ирисоединен к одной из стенок второго сильфона 108. Другая стенка сильфона 108 выполнена заодно целое с кожухом 101. Сильфон// S присоединсут к трубопроводу 78 трубопроводом 109. па котором установлены

настраиваемый регулятор 110 давления и жиклер 111. Жиклер 112 связывает часть трубопровода 109 с жиклером /// ц распределитeлe r 113, П 1авляемым электромагнитом 114. Последний открывает распределитель 113,

когда он находится под током, чтобы поставить жиклер 112 в выпускное положение. Д икровыключатель 8. кот1такт реле задержки, управляемый контактом 81, введены в цепь питания электромагнита 114 так, что действие

дтнкровыключателя 8 возбуждает электромагнит и контакт реле задержки отключает электпомагнит от цепи.

Давление в трубопроводе 106 может сообП1аться с помощью распределителя 115 с тем

НЛП дпугилг сильфоном 116, управляющим сервоклананом 117. Последний связан с двигателем 46 так, что, когда дав,11ение в трубопроводе oп cкaeтcя ниже опреде,ченного значения, двигатель 46 останавливается, что прекран ает расширение инструмента, и когда давление новьинается, двигатель 46. снова работает, восстанавливая расширение.

При таком положении предполагая, что

давление в трубонроводе 109 остается постоянным и двигатель 46 нродолл ает работать, т. е. инструмент расщиряется, противодействующий кпутяший момент имеет определенюе значение и повышается по мере расптирепня, что вызывает уменьшение давления в трубонроводе 95. Золотник 104 перемещается в цилиндре, однако трубопровод 106 остается первоначально изолированны от атмосферы, так что расширение продолжается

е постоянной скоростью. Когда нротиводействугонптй крутянитй гометтт достигает приблизительтю заданного значения регулировки, золотиттк 104 иостененно соединяет трубопровод 106 с атмосферой. Давление в этом трубопроводе ноннжается и в определенный момент сервоклапан 117 уменьптает питание двигателя 46. затем останавливает его так, что скорость расширения инструмента уменьшается, а затем снижается до нуля. С этого

гомента рабочий крутящий момент остается фактически постоянным, поскольку при уменьшении противодействзющего крутящего момента давление в трубонроводе 95 увеличивается н сервоклапан 117 снова запитывает

Момент, когда трубопровод 106 соединяется с атмосферой, зависит от положения цилиндра, следователь ю, от давления в трубоироводе 109. Значение рабочего крутящего момента таким образом зависит от этого давления: он тем больн1е, чем давление выше. Регулятор 110 таким образом иозволяст регулировать значение рабочего крутя1пего момента. Открывание раснределителя 113 уменьшает давление в трубопроводе 109, что умеш шает значение рабочего крутящего момента.

Тот сильфон 116, который не сообн:,ается с трубопроводом 106, может соединяться с атмосферой или нрнсоединяться к трубонроводу 78 распределителем 118 и регулятором 119 давления, отрегулированным иа значение меньщее, чем значение, на которое отрегулирован регулятор 97.

Распределитель 115 управляется электромагнитом 120 но цепи питания, в которую введен контакт 98, причем закрывание этого контакта запитывает электромагнит 120 так, что распределитель 115 становнтся в ноложение, при котором сервоклапаи 117 обеспечивает приподнимание стержня 31. Со своей стороны распределитель 118 управляется электромагнитом 121 по цеин питання, в которую введены микровыключатель 8 и выключатель второго реле задержки, унравляемый контактом 98. Соединения выполнены таким образом, что раснределитель 118 изолирует один из сильфонов 116 от атмосферы, когда действует микровыключатель 8 и ие работает контакт 8L

Сервоклапан 117 иозволяет ирисоедннить двигатель 46, вьгнолиенный, нанример, в виде гидроусилителя, либо к выиускиому трубонроводу 122, либо к трубопроводу 123. Последний также может быть присоединен раснределггтелем 124 к насосу 125, запускаемому двнгателем 56.

Распределитель 124 уиравления электромагнитом 126 но цепи питания, в которую введены микровыключатель 8 и контакт 55, а также выключатель второго реле задержки.

При работе правый сильфои 116, нанрнмер, присоединен к регулятору 97. Если кланан 100 при этом изолирует трубопровод 106 от атмосферы, то давление в сильфоие 116 является тем давлеииелт, которое определяется регулятором 97. Со своей стороны другой сильфои 1J6 соединен, например, с атмосферой. Скорость расширения, зависящая от разницы давления в сильфоиах 116, оказывается значительной.

Когда левый сильфон 116 сообщается с регулятором 119, разница давлений в сильфонах 116 уменьшается и становится равной разнице значений, на которые отрегулированы регуляторы 97 и 119. Скорость расширения уменьшается, а затем стабилизируется на значении, иронорциональиом этой ра,з)1ице.

Когда рабочий крутящий момент увеличивается для достижения своего регулировочного зиачсння, то трубоировод 106 иостенепно соединяется с атмосферой клапаном 100.

Так как при этом к правому сильфону 116 подводится иостояпное количество воздуха, учитывая наличие жиклера 127, то давление в Этом сильфоие постепенно уменьшается. Это действительно для скорости расширения, которое нрекраи1ается, когда рабочий крутящий момент достигает своего регулировочного значения.

Пачало рабочего цикла возможио лиш

если микровыключатель 7 приводится в действие, а контакт 89 замкнут. Это означает, что суинорт 2 находится в верхнем ноложении и нритир не расширен. При этих условиях электрод агниты 52 и 61 1гаходятся иод током,

суннорт 2 онускаетея, и щниндель начинает вращаться.

В ко1ще снуска приводится в действие .микровыключатель 8, что возбуждает электро-магнит 69, так что шпиндель начииает колебаться, включается электромагнит 126 и жидкость уиравлеиия доходит до сервоклапаиа 117. Электромагнит 114 распределителя 113 возбуждается, так что часть воздуха от жиклера /// удаляется и рабочий крутящий момеит регулируется до меиьшего зиачеиия, и иакоиец срабатывает электромагнит 121, в результате чего левый сильфон 116 соединяется с атмосферой и начинается расширеиие. Затем иачинают работать контакты 81, которые выключают питание электромагнита 121 и нервое реле задержки. Расширение замедляетея. Инструмент доходит до обрабатываемого иредмста и работает с умеренным крутягдим моментом, реле задержки замкнуто,

в результате чего нрекрашается питание электромагнита 114. Рабочий крутяший момент при этом доводится до нормального значения, а деталь обрабатывается с иостоянным крутяни-1м момеитом. Когда обрабатываемая деталь достигает требуемого размера, контакт 85 выключает питание электромагнита 126. Двигатель 46 обесточивается и расширение ирекраи1ается.

Инструмент притирает деталь так, что иротиволействующий крутящий момент уменьи ается и давление в трубопроводе 95 принимает свое первоначальное значение. Контакт 98 ерабатывает, возбуждая электромагнит 120 н изменяя наиравление расиределеиия расиэеделите.лем 115. Включается второе реле задержки.

Затем ре.к- задержк замыкается, что еиоиа возбуждает электромагниты 126 и 121. Сервоклапан 117 вновь занитывается. Ввиду

иеремены направления раепределителя 115 правый сильфои 116 присоединяется к регулятору 119, тогда как левый сильфон 116 соединяется с атмосферой, двигатель 46 вращается с большой скоростью Б иаиравлении,

иротивоположиом тому, которое он имел ранее, и стержень расширеиия быстро поднимается.

Когда стержень расширения снова занимает свое верхнее положение, начиная рабомагнита 61 (шпиндель прекращает вращаться), .питание электромагнита 126 (сервоклапан 117 изолируется), ннтание электромагнитов 121 и 120 (распределитель 115 возвращается в нормальное положение).

Наконец срабатывает микровыключатель 7, который отсоединяет нитание электромагнита 53, в силу чего распределитель 51 возвращается в свое нейтральное положение, при котором обе камеры гидроусилителя 5 изолированы.

Если во время г Iexaничecкoй обработки нревыщается максимальный крутящий момент, то начинает работать контакт 99, который выключает питание электромагнита 61, при этом щниндель останавливается.

10

П р е д л1 е т и з о б р е т е н и я

Хопинговальный станок, во вращающемся шпинделе которого закреплен инструмент (хол), получающий поступательное перемещение и снабженный стержнем регулирования диаметра хопа с механизмом управления, отЛ11чаюп(11йся , что, с целью aвтo raтизaции процесса хоиингования, стержеиь регулирования диаметра хона связан с механизмом унравления, напрнмер гндравлическим, посредством клапана, подвижный элемент которого, контролирующий давление в системе, унразляющее механизлюм нривода стержня посредством манометрического датчика, жестко соединен со стержнем.

30

6

fiiS.t