Копировальный станок Советский патент 1981 года по МПК B24B19/14 B23Q35/00 

1

Изобретение относится к машиностроению, в основном к системам ynpaB-i ления металлорежущими станками для обработки криволинейных поверхностей «деталей с помощью следящего контактного элемента, движущегося вдоль контура копира.

Известны копировальные станки,содержащие механическое следящее устройство, контактный элемент (ролик, щуп) которого, взаимодействуя с копиром, смещает по требуемому закону обрабатывающий инструмент (резец, фрезу, шлифовальный круг и т.п.) относительно заготовки 1 .

Недостатком этих станков является то, что при обработке крупногабаритных деталей, например вентиляторных лопаток газотурбинных двигателей, требуются тяжелые и крупногабаритные жесткие копиры, изготовление и доводка которых вызывает значительные трудности, большую трудоемкость.

Наиболее близкими к предлагаемому являются копировальные станки непрямого действия, в которых используются гидравлические следящие системы, контактный элемент которых взаимодействует с копиром, а исполнительный .орган соединен с несущим инструмент

столом следящей подачи, установленным в направляющих корпуса стола за дающей подачи с гайкой и ходовым винтом, а также механизм вращения L2.

Недостатком станков является низкая скорость копирования максимум 6 м/мин. При алмазном шлифовании титановых лопаток при такой скорости

перемещения алмазного круга вдоль лопатки из-за малой скорости копирования (источник тепла).получаются прижоги. Для исключения прижогов требуется скорость копирования поднять вдвое. Однако известные гидравлические копировальные (следящие) системы такой скорости слежения не обеспечивают без снижения точности обработки.

Цель изобретения - обеспечение

резкого увеличения скорости копирования, а следовательно, и качества обработки.

Указанная цель достигается тем,

что в качесЛве следящей системы следящего устройства использован гидроусилитель крутящего момента, причем гидроусилитель с контактным элементом установлены на корпусе стола задающей подачи, а кинематическая

связь входного вала гидроусилителя со следящим элементом и выходного вала со столом следящей подачи осуществлена кинематическими цепями с отношением передаточных чисел, равным масштабу копирования.

Для упрощения конструкции станка в качестве механизма вращения использован стол следящей подачи, для чего установленная на нем гайка,взаимодействующая с ходовым винтом, выполнена в виде червячного колеса, взаимодействующего с установленным на корпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма подачи врезания.

На чертеже станок изображен в плоскости формообразующих копировальных движений.

Станина 1 станка имеет вращающие 2, в которых установлен стол 3 продольной подачи, осуществляемые, например, вращение от привода (на чертеже не изображен) ходового винта 4, взаимодействующего с закрепленной на столе 3 продольной подачи гайкой 5.

В направляющих 6 стола 3 продольной подачи установлен корпус 7 стола задающей подачи, которая осуществляется, например, силовым гидроцилиндром 8, поршень 9 которого штоком 10 через кронштейн 11 соединен со столом 7 (элементы управления возвратно-поступательным движением поперечной подачи, т.е. гидроцилиндром 8, на чертеже не изображены).

В направляющих 12 корпуса 7 стола установлен с возможностью (вертикального) перемещения .стол 13 следящей подачи.

На кронштейне 14 стола 13 установлен обрабатывающий инструмент 15,например, алмазный круг, привод шпинделя 16 которого во вргицение осуществляется гибкой (ременной) передачей 17 от электродвигателя 18, также установленного на столе 13 следящей подачи.

На столе 7 с помощью кронштейнов установлены с возможностью свободного вращения ролики 19 и 20, через которые перекинут трос 21, один конец которого закреплен на столе 13, а второй несет груз 22, уравновешивааквдий вес стола 13.

На станине 1 с помощью приспособления 23 крепится обрабатываемая деталь (лопатка) 24, а с помощью приспособления 25 - копир 26, с которым взаимодействует следящий контактный .элемент - ролик (щуп) 27 следящего устройства гидравлического типа.

Отличительной особенностью предлагаемого станка является то, что в качестве следящей системы следящего (копировального) устройства использован гидроусилитель крутящего момерга 28, установленный на корпусе 7 задающей подачи. Гидроусилители крутящего момента, например типа МГ 18, .содержат гидромотор МГ 15 и золотниковое следящее устройство, причем золотник связан с входным валом гидроусилителя, а гидроусилитель - с выходным.

На входном валу 29 гидроусилителя 28 закреплена шестерня 30, взаимодействующая с шестерней 31, закрепленной на валу 32, установленном на подшипниках в корпусе редуктора 33, который закреплен на корпусе стола 1. На валу 32 закреплена шестерня 34, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 35, несущей следящий.контактный ролик 27. Зубчатая рейка имеет возможность перемещаться в направляющих 36 и 37 корпуса редуктора 33 и поджимает ролик 27 к копиру 26 под действием своего веса или, например, пружины.

Выходной вал 38 гидроусилителя 28 коническими шестернями 39 и 40 кинематически соединен с винтом 41, подшипниковые опоры 42 которого размещены на корпусе 7. На винту 41 с помощью шариковых опор установлена гайка 42, выполненная в виде червячного колеса, взаимодействующего с червяком 43, опоры которого установлены с возможностью вращения в подшипниках 44, закрепленных на столе 13 следящей подачи. С червяком 43 кинематически соединен через редуктор 45 задающий элемент 46 подачи врезания, например, маховичок ручной подачи или привод автоматической подачи врезания. При этом в качестве основного узла механизма врезания использован стол задающей подачи,что упрощает копировальный станок, так как в противном случае пришлось бы подавать на врезание, например, обрабатываемую деталь 24, что потребует введения специального стола подачи и т.п.

Червячное колесо 42 установлено в подшипниковых опорах 47 стола 13, что увеличивает жесткость и точность кинематической цепи.

Кинематическая связь входного вала 29 гидроусилителя 28 со следящим элементом 27-35 и выходного вала 38 со столом 13 следящей подачи осуществлена кинематическими цепями 3035 и 39-40-41-43 соответственно с отношением передаточного числа первой цепи к передаточному отношению второй цепи, рарным масштабу копирования. Если, например, передаточное число первой цепи равно 10, а второй 0,.е. если передаточные числа определенные в направлении от следящего ролика и обрабатывающего инструмента к гидроусилителю, равны между собой, то масштаб копирования будет равным 1, т.е. смещения контактного ролика 27 и инструмента 16 являются равными, что позволяет в качестве копира использовать эталонную деталь, а это имеет известные преимущества.

При работе станка от силового гидроцилиндра 8 стол 7 задающей подачи совершает поперечные перемещения в направляющих 6 стола 3 продольной подачи, который перемещается периодически (на строку) или непрерывно от вргицения ходового винта 4. ЗубЧатая рейка 35 совершает перемещения в направляющих 36 и 37 от взаимодействия ролика 27 с копиром 26..Перемещения рейки через шестерню 34, вал 32, шестерни 31 и 30 передаются на входной вал 29 гидроусилителя 28, выходной вал 38 которого вращается синхрэйно с входным валом 29 и увеличенный крутящий момент через конические шестерни 39 и 40 передает винту 41, который, вращаясь, смещает червячное колесо 42, а вместе с ним через подшипник 47 стол 13 задающей подачи. Вместе со столом в направляющих 12 смещается инструмент 15, который, вращаясь от двигателя 18, обрабатывает деталь 24.

Так как следящий элемент 27-35 установлен не на столе 13 следящей. ; подачи, как это имеет место в известных устройствах, а на корпусе 7 стола Зсщающей подачи, то в процессе перемещения стола задающей подачи из одного крайнего положения в другое следящий элемент смещается на полную высоту копируемой поверхности, т.е. имеет значительный ход, в то время как в известных устройствах он лишь вибрирует относительно нейтрального положения на определенную величину, которая определяет точность копирования и не может быть сколь угодно малой. В предлагаемом устройстве любые малые смещения следящего элемента передаются на гидроусилитель кинематической цепью, увеличивающей величину этих смещений, что обеспечивает высокую точность копирования при больших скоростях копирования порядка 12-20 м/мин.

Гидроусилители крутящего момента обеспечивают высокую синхронность

вращения входного и выходного валов при высоких скоростях их вращения до 20р9 об/мин. Это позволяет производить копирование с большой скоростью, что повышает качество шлифовки титановых и жаропроч 1ых сплавов за счет устранения прижогов вследствие большой скорости смещения зоны контакта круга с деталью.

Формула изобретения

0

1.Копировальный станок, содержащий следящее устройство, контактный . элемент которого взаимодействует с копиром, а исполнительный орган сое5динен с несущим обрабатывающий инструмент столом следящей- подачи, установленным в направляющих корпуса стола задающей подачи с гайкой и ходовым винтом, и механизм врезания, отличающийся тем, что,с

0 целью увеличения скорости копирования и повышения качества обработки при шлифовании титановых и жаропрочных сплавов, следящий элемент следящего устройства выполнен в виде гид5роусилителя крутящего момента,причем гидроусилитель вместе со следящим контактным элементом установлены на корпусе стола задающей подачи, а кинематическая связь входного вала

0 гидроусилителя со следящим элементом и стола следящей подачи с выходньви валом гидроусилителя осуществлена с отношением передаточных чисел, ра вным масштабу копирования.

5

2.Станок по п. 1, отличающийся .тем, что, с целью упрощения его конструкции, гайка стола . следящей подачи, взаимодействующая

с ходовым винтом, выполнена в виде .червячного колеса, взаимодействую0щего с установлен«ым на корпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма врезания.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1 Дружинский И.А. Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. М-Л., Машиностроение, 1965, с. 141-148.

0

2. Там же,с. 200-203.

20

37

Э

f8