Устройство для обработки сферических поверхностей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„Я0„„1242335 (Я) 4 В 23 Q 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н A BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3844325/25-08 (22) 17.01.85 (46) 07.07.86. Бюл. № 25 (71) Ижевский механический институт (72) А.М.Липанов, N.К.Иелковников, Б.А.Берестов, В.И.Скрипченко и В.И.Половинкин (53) 621.91(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 215060, кл. В 24 В 11/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 1060445, кл. В 24 В 49/00, 1983. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛ ОБРАБОТКИ

СФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее крепежный стол, каретку с инструмен. том, приводы тангенциальной и радиальной подач и подачи на врезание, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, оно снабжено схемой управления, датчиком глубины резания, связанным с приводами радиальной подачи и подачи на врезание, базовым кольцом, состоящим из двух полуколец, одно из которых неподвижно установлено на крепежном столе и предназначено для соединения с обрабатываемой деталью, и радиальной направляющей сегментной формы, на которой установлены каретка с инструментом и приводы адиальной подачи и подачи на врезание, причем радиальная направляющая закреплеC на на другом полукольце, установлен- у ном с возможностью вращения, на котором размещен привод тангенциальной подачи. С:

1242335 диальной подачи.

2, Устройство по и е 1 ° о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик глу1 бины резания состоит из установленного на корпусе привода подачи перед инструментом .первого цилиндра, внутри которого с возможностью перемещения расположен второй цилиндр, который подпружинен относительно первого цилиндра и предназначен для- взаимодействия с обрабатываемой поверхностью, причем второй цилиндр через диаметральную прорезь первого цилиндра жестко соединен с перпендикулярно к нему расположенным третьим цилиндром, на котором с возможностью перемещения установлен четвертый цилиндр, предназначенный для взаимодействия с торцом .обрабатываемой поверхности и подпружиненный относительно нее, при этом на четвертом цилиндре установлен позиционно-чувствительный фотоприемник, а на первом — светодиод.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что схема управления содержит задающий генера- тор импульсов, подсоединенный парал1

Изобретение относится к области металлорежущего оборудования для снятия равномерногс слоя материала на деталях, деформированных после термообработки, Цел! изобретения — повышение качества обработки за счет повышения равномерности толщины снимаемого слоя материала с деформированной после термообработки внутренней поверхности сферического днища. На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — то же, вид сверху; на фиг.3 — - конструкция подвижного щупа; на Фиг.4 — структурная схема электронной части устройства; на фиг.5 — диаграммы, поясняющие принцип работы схемы.

Устройство содержит крепежный стол 1 с закрепленной на нем деталью, в частности сферическим днищем 2 (фиг.2), базовое кольцо 3, состоящее из неподвижного и подвижного полуколец, электродвигатель 4 тангенциальлельно к входам двух генераторов прямоугольных импульсов и двух генераторов пилообразного напряжения, выход первого генератора прямоугольных импульсов подключен параллельно к„двум вертикально-развертывающим выводам фотоприемника, один из которых подсоединен к выходу первого генератора пилообразного напряжения, выход второго генератора прямоугольных импульсов подключен параллельно к двум горизонтально-развертывающим выводам фотоприемника, один из которых подсоединен к выходу второго генератора пилообразного напряжения, коллектор фотоприемника подключен к блоку выделения и обработки видеосигналов с фотоприемника, вертикальнои горизонтально-развертывающие выходы которого соединены с двумя цифроаналоговыми преобразователями с фильтрами нижних частот, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами схемы управления, соединенными соответственно с приводом подачи на врезание и приводом раной подачи, сегментную радиальную направляющую 5 с кареткой 6, электродвигатель 7 радиальной подачи1 фрезерную головку 8 с фрезой, электродвигатель 9 подачи глубины резания, кожух 10, подвижный щуп 11, сканистор 12, светодиод 13, электронную схему 14. Подвижный щуп 11 (фиг.3) содержит первый цилиндр 15 с диаметральной прорезью, пружины 16-18, под. вижный второй цилиндр 19 с шаровым наконечником 20, третий цилиндр 21, четвертый цилиндр 22 с шаровым наконечником 23.

Электронная схема 14 (фиг. 4) содержит задающий генератор 24 импульсов, генераторы 25 и 26 прямоугольных импульсов, генераторы 27 и 28 пилообразного напряжения, блок 29 выделения и обработки видеосигналов сО сканистора, цифроаналоговые преоб— разователи 30 и 31 с фильтрами ниж— них частот.

3 12

Устройство работает следующим образом, Каретка 6 (фиг.1) от электродвигателя 7 радиальной подачи имеет возможность двигаться по сегментной радиальной направляющей 5 и вместе с ней и подвижным полукольцом кольца

3 вращаться от электродвигателя 4 тангенциальной подачи относительно неподвижного полукольца и днища 2 °

Таким образом, фреза фрезерной головки 8 имеет возможность обработать всю внутреннюю поверхность днища 2, двигаясь по сходящейся спирали от диаметрального среза днища 2 к его центру.

Процесс обработки автоматизирован с помощью адаптивной системы, состоящей иэ датчика-светодиода 13 и двухкоординатного сканистора 12 с электронной схемой 14, выделяющей сигналы вертикального рассогласования на электродвигатель 9 при изменении глубины резания, чем достигается снятие равномерного слоя материала днища, и сигналы горизонтального рассогласования на электродвигатель 4 при изменении ширины резания, чем достигается автоматическое движение фрезы по. сходящейся спирали к центру днища 2.

В начальном положении фреза устанавливается на заданную глубину резания на диаметральном срезе днища 2, при этом двухкоординатный сканистор

12 и светодиод 13 юстируются в поло" жение, когда с первого и второго выходов электронной схемы !4 на электродвигатель 9 подачи глубины резания и на электродвигатель 7 радиальной подачи выдаются нулевые сигналы рассогласования.

При этом электронная схема 14 работает следующим образом.

От задающего генератора 24 (фиг.4) импульсы (фиг.5 эпюрай ) подаются на запуск генераторов 25-28. Прямоугольные напряжения смещения генераторов

25 и 26 (эпюры о,2. ) и пилообразные сканирующие напряжения генераторов

27 и 28 (эпюры 6, o ) поступают поочередно на вертикально и горизонтально отклоняющие выводы эмиттера сканис,тора 12 (фиг.4), производя опрос сканистора соответственно по вертикали и горизонтали. На первом и втором выходах блока 29 выделения и обработки видеосигналов со сканистора

l2 формируются видеоимпульсы, содержащие информацию соответственно с

42335

5 !

О !

3(35

4 вертикальной (эпюра ) и горизонтальной (эпюра 3 ) координат светового пятна светодиода 13 на сканисторе 12 °

При этом временной интервал t> пропорционален вертикальному смещению светового пятна, а временной интервал tx — его горизонтальному смещению. Цифроаналоговые преобразователи

30 и 31 (фиг.4 } преобразуют эти интервалы в пропорциональные им напряжения Uy, Ух (эпюры И,К ), которые затем сглаживаются фильтрами нижних частот (эпюры h, М ) и подаются соответственно на первый и второй выходы электронной схемы.

В процессе обработки внутренней поверхности днища 2 сигналы вертикального и горизонтального рассогласования измеряются с помощью двухкоординатного сканистора 12, закрепленного на подвижном щупе 11 кожуха 10 (фиг.1). Щуп !1 (фиг.3) содержит первый цилиндр 15 с диаметральной прорезью, внутри которого посредством пружины 16 подвижный второй цилиндр

19 прижимается шаровым наконечником 20 к измеряемой и об рабатываемой поверхности днища

При условии деформации этой поверхности сигнал рассогласования с первого выхода электронной схемы 14 пропорционален взаимному смещению первого 15 и второго 19 цилиндров относительно их первоначального положения. Этот сигнал вертикального рассогласования подается на электродвигатель 9 подачи глубины резания для точного поддержания постоянной величины толщины снимаемого слоя материала днища ?. Через диаметральную прорезь второй цилиндр 19 жестко соединен с перпендикулярно к нему расположенным третьим цилиндром 21, пру- жины 17 и 18 которого тангенциально к днищу 2 прижимают внешний по отношению к третьему подвижный четвертый цилиндр 22 его выносным шаровым наконечником 23 к торцу контролируемой и обрабатываемой поверхности днища 2.

При случайных смещениях влево или вправо фрезы относительно торца среза контролируемой поверхности днища

2 сигнал рассогласования с второго выхода электронной схемы 14 пропорционален взаимному смещению третьего 21 и четвертого 22 цилиндров относительно их первоначальногО ЛОложе ния. Это- сигнал горизонтального рассогласОвания подается на электродви гатель 7 радиальной подачи для r::îöдержания пОстОяннОЙ и::ирины резания« чем достигается автоматическое движение фрезы по сходящейся спирали к центру днища 2. При этом электродвигатель 4 тангенциальной подачи равно мерно вращает подвижное полукольцо кольце 3 в течение всего процесса оорабстки днища 2.

Работоспособность устройства про верена экспериментально на макете, в котсром использовались светодиод и кремниевый сплопжой сканистор с длиной фоточувствительной площадки

21 мм, при этом регистрировались иэ1О менения Формь обрабатываемой поверхности днища порядка 10 мкм.

1242335 м.2

Составитель В.Алексеенко

Редактор Н.Тупица Техред Л.Олейник . Корректор O,ПУговаЯ

Заказ 3651/17 Тираж 826 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4