Резьбошлифовальный станок с числовым программным управлением

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (sg4 В 23 G 1 36

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р

Р

Р Л /

1, 23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3781924/25-08 (22) 20.08.84 (46) 30.01.86. Бюл. У 4 (71) Ордена Трудового Красного Знамени экспериментальный научно-исследовательский институт металлорежущих станков (72) В.Н. Ефимов, Л.С. Кольнер и А.Ю. Криштул (53) 621.941.2 (088.8) (56) Руководство по эксплуатации червячно-шлифовального станка.

Мод МВ 146. M. МЗКРС. 1975. (54)(57) РЕЗЬБОШЛИФОВАЛЬНЫИ СТАНОК

С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ (ЧПУ), на станине которого размещены механизм попадания в нитку резьбы и стол, связанный с ходовым винтом станка и несущий переднюю бабку с закрепленной в ней поводко„„Я0„„1207663 вой планшайбой, кинематической цепью связанной с ходовым винтом и взаимодействующей с измерительным преобразователем круговых перемещений,, который связан с системой ЧПУ и шаговым двигателем, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности за счет повышения точности деления на заходы и точности осевого шага, станок снабжен введенным в кинематическую цепь зубчатым планетарным механизмом, водило которого выполнено в виде:. червячного колеса с червяком, кине-. матически связанным с шаговым двиС гателем, при этом выходное колесо Е планетарного механизма жестко связано с паводковой планшайбой, а входное колесо — с кинематической цепью.

1207663

Изобретение относится к станкостроению и может использоваться для создания резьбошлифовальных станков с числовым программным управлением (ЧПУ), а также в.гибких переналаживаемых системах для обработки деталей с высокой точностью взаимосвязанных перемещений, в том числе и в зубообрабатывающих станках.

Целью изобретения является автоматизация настройки станка на шаг обрабатываемой резьбы, повышение точности деления на заходы и точности осевого шага, которая достигается эа счет разделения функций между двумя приводами, привод главного движения обеспечивает перемещение основных масс станка, а привод коррекции — шаговый двигатель, только дополнительный доворот изделия через зубчатый планетарный механизм, кроме того, полная автоматизация процессов настройки станка позволяет уменьшить количество зубчатых передач кинематической связи вращательного и поступательного перемещения, что увеличивает жесткость этой цепи и одновременно ее точность, f 4Ь

На чертеже представлена кинематическая схема предлагаемого станка.

Резьбошлифовальный станок содержит станину 1,на которой расположен продольно перемещающийся по роликовым направляющим стол 2. На столе смонтирована передняя бабка с невращающимся центром 3, двигателем 4 и поводковой планшайбой 5. Передняя бабка содержит кроме того зубчатые передачи кинематической связи вращения изделия и продольного перемедб щения стола. Двигатель 4 со шкивом

6 соединен ременной передачей co шкивом 7 на валу 8 на котором расположено зубчатое колесо 9, соединенное с зубчатым колесом 10. На одном валу с колесом 10 расположено колесо 1 1, которое соединено с колесом 12 вала 13 ° На этом валу смонтировано колесо 14, соединенное с колесом 15, колесо 16, соединенСо ное с колесом l7 и муфта 18, которые образуют механизм учетверения настройки шага станка, Колесо

15 соединено также с колесом 19, расположенным на одном валу с колесом 20. На валу 13 имеется также колесо 21, которое соединено с колесом 22. Колесо 23 установлено на одном валу с колесом 22 и соединено с колесом 24, на одном валу с которым имеется колесо 25, соединенное с колесом 26, расположенным на конце ходового винта 27, смонтированного в подшипниках 28 на столе 2.

На передней бабке соосно с центром 3 смонтирован измерительный преобразователь 29 круговых перемещений, ротор которого выполнен в виде поводковой планшайбы 5 и соединен жестко с выходным колесом 30 планетарного зубчатого механизма, шестерни-сателлиты которого 31 и

32 входят в зацепление соответственно с входным и выходным колесами 33 и 30„ Вал 34, на котором установлены шестерни-сателлиты 31 и 32, смонтирован на водиле 35, выполненном в виде червячного колеса. Входное колесо 33 соединено жестко с дополнительным колесом 36, которое входит в зацепление с колесом 20.

На валу шагового двигателя 37 смонтировано колесо 38, которое соединено с колесом 39, расположенным на одном валу с червяком 40.

Зтот червяк соединен с червячным колесом-водилом 35. Двигатель 37 соединен кроме того по каналам электрической связи с устройством ЧПУ

41, с которым соединены также измерительный преобразователь 29 круговых перемещений и двигатель 4.

Ходовая гайка 42 расположена в подшипниках 43 на станине i, жестко соединена с червячным колесом 44, которое находится в зацеплении с червяком 45 и образует с ними механизм попадания в нитку резьбы.

Предлагаемый реэьбошлифовальный станок с ЧПУ работает следующим образом.

При пуске двигателя 4 вращение передается через ременную передачу (шкивы 6 и 7) валу 8 и соответственно колесу 9, которое в свою очередь передает вращение колесу 10 и связанному с ним колесу 11. Колесо 11 находится в зацеплении с колесом 12 и таким образом передает вращение валу 13,. который сообщает вращение паводковой планшайбе 5 и ходовому винту 27. При этом соотношение скоростей вращения поводковой планшайбы 5, ходового винта

27 и двигателя 4 определяется соответствующими числами зубьев колес и .диаметрами шкивов по формулам

"5 эб g эо эг

1207663 4 где п, — число оборотов водила 35 °

Условия зацепления колес зубчатого планетарного дифференциального механизма определяются следующим соотношением

& Э << 14 20

"Эб=П4

7 о 2 9 Эб (2) б у н г гз 25 (3)

D7 io vz гг 24 26

10 где — число оборотов поводковой планшайбы пэб — числО ОбОРОтов колеса 36

П 4 — ЧИСЛО ОбОроТОВ при вода 4, }}27 — числО оборОтОВ ходового винта

Зб и 3 7 диаметры шкиВОВ би7, 2 2, и т.д. — число зубьев соответствующих колес.

Формула (1) определяет настойку станка на шлифование винтов

"Основного" шага (например, 10 мм).

При этом шаговый двигатель 37 вращается только в режиме коррекции погрешности шага резьбы и его средняя скорость приблизительно равна нулю.

Для "основного" шага T „ числа зубьев шестерен кинематической связи вращения поводковой планшайбы 5 и поступательные перемещения стола 2 при шаге ходового винта 27 (например, тоже 10 мм) определяются из следующего соотношения

20

35

}} э осв ээ 3i i4 го Е2 24 ° Егб

27 В эо Эг Ч 36 21 428 25

При необходимости шлифования, винтов с шагом, отличающимся от "основного", требуемая дополнительная скорость вращения сообщается поводковой планшайбе 5 шаговым двигавелем 37, скорость вращения которого определяется из следующего соотношения чисел зубьев колес дифференциального планетарного механизма

50 бЭВ 4 э5 эг ээ 35 (6) бЭ5 Э1 ЭО Эг . ьвэ=пэв -п5 .э(5) 55

Еyо эг эо Э2 ээ эг. - .

Е Е „=2 Е, Е (7) (8) Совместное решение уравнений (5), (7) и (8) дает окончательный рез льтат у

} } 5 — 2 и в 5 зб (9 )

Таким образом, при скорости водила 35, равной скорости колеса 36 и направленной в противоположную сторону, шаг обрабатываемого изделия уменьшается в 3 раза по отношению к "основному" шагу. При скорости водила 35, в 4 раза меньшей скорости вращения колеса 36 и направленной в одном и том же с ним направлении, шаг обрабатываемого изделия увеличнвается в 2 раза.

Кроме того, направление обрабатываемой резьбы изменяется на противоположное (правое на левое), если скорость водила 35 больше, чем 0,5 от скорости колеса 36, а направление вращения колеса 36 и водила 35 совпадают.

При вращении поводковой планшайбы 5 в измерительном преобразователе 29 круговых перемещений фор}Воруется электрический сигнал, частота которого пропорциональна скорости вращения. Этот сигнал поступает в устройство управления шаговым приводом в качестве сигнала синхронизации по углу поворота работы двигателя 37 и одновременно сигнала обратной связи по скорости в устройство управления 41 приводом 4 °

При необходимости обработки многозаходных резьб процесс деления на заходы происходит следующим образом. Станок устанавливается в исходное положение перед началом шлифования. Затем включается шаговый двигатель 37 при выключеном двигателе

4. Вращения ходового винта 27 и соответственно перемещения стола не происходит (формула (3) при n4 = 0), а изделие поворачивается вокруг своей оси до достижения заданного углового положения о (например, на 90 для четырехзаходной резьбы), отсчитываемого измерительным преобразователем 29 круговых перемещений. Скорость вращения поСоставитель А. Климов

Редактор Т. Парфенова Техред А.Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 125/13

Тираж 1009 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

5 водковой планшайбы 5 определяется по формулам (2), (9) и (6) при п =0 и равна

1207663 6

При этом погрешность деления на заходы целиком определяется погрешностью измерительного преобразователя 29 круговых перемещений и составляет не более 1 мкм.