Способ разгрузки направляющих поверхностей скольжения прецизионного узла

 

Изобретение относится к станкостроению и позволяет упростить настройку и повысить надежность работы разгружающих опор прецизионного узла. Для этого опоры разделяют на две группы, одна из которых с меньшей жесткостью компенсирует собственную массу подвижного узла, а другая - массу обрабатываемого изделия и усилия резания. Опоры обеих групп размещают на направлякмцих с последовательным чередованием. Сначала настраивают на начальное всплытие группу опор, воспринимающих массу подвижного узла, потом другую группу . Величину всплытия опор первой группы принимают в 1,05-1,2 раза больше величины всплытия второй группы . 1 з.п. ф-лы, 8 ил, 1 табл. i (Л О5 to

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,Л(.! „„1 301 621

А1 (5D 4 В 23 Q 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3973161/25-08 (22) 10.11.85 (46) 07.04.87. Бюл. В 13 (71) Особое конструкторское бюро станкостроения (72) В.А.Прокопенко и Н.В.Черняева (53) 621.9-219.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 975306, кл. В 23 Q 1/02, 1982

Патент США 9 4392642, кл. В 23 Q 1/02, опублик. 1983. (54) СПОСОБ РАЗГРУЗКИ НАПРАВЛЯЮЩИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ СКОЛЬЖЕНИЯ ПРЕЦИЗИОННОГО УЗЛА (57) Изобретение относится к станкостроению и позволяет упростить на-стройку и повысить надежность работы разгружающих опор прецизионного узла. Для этого опоры разделяют на две группы, одна из которых с меньшей жесткостью компенсирует собственную массу подвижного узла, а .другая — массу обрабатываемого изделия и усилия резания. Опоры обеих групп размещают на направляющих с последовательным чередованием. !.начала настраивают на начальное всплытие группу опор, воспринимающих массу подвижного узла, потом другую группу. Величину всплытия опор первой группы принимают в 1,05-1,? раза больше величины всплытия второй группы. I з.п. ф-лы, 8 ил, 1 табл.

1301621

Изобретение относится к станко,строению и может быть использовано в подвижных узлах высокЬточных металлорежущих станков, преимущественно тяжелых.

Цель изобретения — упрощение настройки опор и повьппение надежности их работы путем разделения опор на две группы с восприятием первой группой веса подвижного узла, а второй— веса иэделия и усилия резания и обеспечения последней группой выравнивающих всплытий, составляющих часть всплытий первой группы.

На фиг. 1 показан четырехопорный подвижной узел со стороны опор для прямолинейного перемещения, вид снизу; на фиг. 2 — то же, стороны опор для вращательного движения, на фиг.З и 4 — шестиопорный подвижный узел со стороны опор для прямолинейного перемещения с разными вариантами чередования опор, вид снизу; на фиг. 5 график начальных всплытий опор подвижного узла при подаче рабочей среды в опоры компенсации веса подвижного узла по сечению 1-T на фиг. 1; на фиг. 6 — то же, по сечению II-II на фиг. 1, на фиг. 7 — график суммарных всплытий опор подвижного узла при подаче рабочей среды во все опо— ры по сечению 1-1 на фиг. 1; на фиг. 8 — то же, по сечению II-II на фиг. 1.

В основе способа лежит то обстоятельство, что вес собственно подвижного узла составляет значительную долю от общего веса перемещаемого органа (стол плюс изделие). Этот вес явля е тс я в елич иной по с тоянной пр и о бработке различных деталей. Поэтому имеется возможность частью опор (приблизительно 50Z) компенсировать воздействие силы веса узла на направляющие базового узла, подав в соответствующие разгружающие опоры рабочую среду через более простые по конструкции и в настройке устройства, выбор типа которых определяется режимом разгрузки и видом рабочей среды. Остальные опоры обеспечивают в основном компенсацию суммы веса изделия и усилия резания, которые достаточно широко варьируются.

Поэтому питание их осуществляют через функциональные регуляторы, имеющие обратную связь по нагрузке, что дает изменение давления в разгружающие опоры в зависимости от изменения реакции в данной точке.

Таким образом, по назначению опоры можно разделить на две группы:

5 опоры первой группы (опоры компенсации собственного веса подвижного узла, причем вес не изменяется при работе) и опоры второй группы (опоры компенсации суммы веса изделия и усилия резания варьируются при работе).

На каждой направляющей опоры различных групп располагают с последовательным чередованием.

В четырехопорном подвижном узле

1 для прямолинейного перемещения (фиг. 1) размещены опоры 2 и 3 компенсации собственного веса подвижного узла по одной на каждой направляющей I-I u II-II в противоположных углах по диагонали (показаны только оси направляющих). В других противоположных углах (по другой

25 пересекающейся диагонали) располагают опоры 4 и 5 компенсации суммы веса обрабатываемого изделия и усилия резания. Подвижной узел 6 для вращательного движения имеет опоры 7 и

30 8 для компенсации веса изделия и усилия резания и опоры 9 и 10 — для компенсации собственного веса узла (фиг. 2). Эти опоры последовательно чередуются друг за другом.

Общее число опор зависит от габаритов узла, числа прямолинейных направляющих поверхностей, жесткости узла и соотношения веса узла к сумме веса обрабатываемого изделия и

4g возможных усилий резания. Например, при шестиопорном подвижном узле 11 опоры компенсации собственного веса подвижного узла 12-14 располагают зигзагом, т.е. на одной направ45 ляющей по оси III-III располагают две опоры, а на другой по оси IV-IVтолько, одну. Опоры для компенсации суммы веса обрабатываемого иэделия и усилия резания 15-17 располага5g ют также по зигзагу (фиг. 3).

Если вес обрабатываемого изделия значителен, в шестиопорном подвижном узле !1 возможно симметричное расположение опор по направляю55 щим V-V u VI-VI. Опоры 18 для компенсации суммы веса изделия и усилия резания располагают на каждой направляющей по середине между опорами 19 и 20 для компенсации соб3 1301621 4 ственного веса подвижного узла (полной и неполной) с использова(фиг. 4). нием двух Рабочих сред (жидкости

Возможны другие варианты много- или газа). В связи с этим для его опорных подвижных узлов, которые яв- осуществления требуются различные ляются комбинацией указанных. 5 сРедства.

Способ имеет широкую универсаль- Варианты осуществления многоопорность, так как он может быть осу- . ных подвижных узлов сведены в табществлен при двух режимах разгрузки лицу.

Неполная разгрузка.Полная разгрузка

Средства регулирования подачи рабочей среды в опоры компенсации

Жидкость Газ

Жидкость Газ

Делитель

Редукционный клапан

Собственного веса подвижного узла давления, редукционный клапан

Дроссель

Дроссель

Функциональный

Функциональный

Функциональный

Суммы веса обрабатываемоro изделия и усилия резания

Функциональный регулятор регулятор регулятор регулятор

-L

В качестве функционального регу- носительно прямолинейной базовой лятора можно использовать известные

30 плоскости станины (не показана) . устройства системы автоматического Пример. Рассматривают конкретуправления давлением в опорах в Ка ную настройку всплытий четырехопорчестве дросселей и делителей давле- ного подвижного узла ) для прямолинейния при гидравлическом варианте ного перемещения при различных реживинтовые дросселирующие элементы, Мах разгрузки дРоссели длЯ пневматического ваРи- На графиках (фиг. 5-8) показано

35 анта (часовые камни), а в качестве всплытие центров опор 2-4 и 3-5, взяредукционных клапанов — клапаны се тых по сечениям, проходящим по осям рийного производства на соответству направляющих I-I u II-II (под центющие давления и расходы.

40 ром опоры понимается ее точка, расПосле РазДе ениЯ опор на две ГРУП- положенная в геометрическом центре пы и подключения каждой из них к фигуры опоры). На графиках ось абсисточнику питания через соответству- цисс Х соответствует базовой плосющие данному варианту осуществления кости, а ось ординат у — величинам способа устройства производится на всплытий 1 в увеличенном масштабе.

45 стройка всплытия, которую проводят В режиме полной разгрузки рабочая . в два этапа: сначала настраивают среда сначала подается только в опоопоры компенсации собственного ве- ры 2 и 3 компенсации собственного са подвижного узла на начальное веса подвижного узла. Опоры 2 и 3 всплытие а затем производится на1

50 полностью всплывают на величину Н = н стройка опор компенсации суммы ео< =30-50 мкм (фиг. 5 и 6). При этом изделия и усилия резания на выравни опоры 4 и 5 компенсации суммы веса вающее всплытие, величина которого изделия и усилия резания поднимаются принимается несколько меньшей началь- на некоторую величину Н„, обуслочного. При этом в зависимости от Ре 5 ленную жесткостью подвижного узла жима разгрузки (таблица) направляю- (направляющая поверхность подвижнощая поверхности подвижного узла 1 го узла 1 в режиме полной разгрузки из-за податливости последнего практи показана сплошной линией). Затем рабочая чески неравномерно деформируется от. среда подается в опоры 4 и 5 компенсации

1301 б21

20

Ф

«/7 суммы веса изделия и усилия резания и осуществляется выравнивающее всплыН„ тие Н = —, где К„=1,05-1,1 — коэффициент соотношения всплытий, зависящий от характеристик измерительных систем и свойств механической части оборудования. Выравнивающее всплытие Н меньше начального H„, В режиме неполной разгрузки рабочая среда также сначала подается только в опоры 2 и 3 компенсации собственного веса подвижного узла

Опоры 2 и 3 всплывают на величину

h„=4-5 мкм (фиг. 5 и 7). Приоэтом опоры 4 и 5 компенсации суммы веса изделия и усилия резания не поднимаются и лежат на направляющих станины (фиг. 5-8, направляющая поверх- ность подвижного узла 1 в режиме неполной разгрузки показана пунктирной линией).

Затем рабочая среда подается в опоры 4 и 5 компенсации сил от веса изделия и усилия резания и осуществляется выравнивающее всплытие h =

hu где К =1 1-1 2 — коэффициент .К

Э

В соотношения всплытий, зависящий от характеристик измерительных систем и свойств механической части обору, дования. Выравнивающее всплытие и меньше начального h

При приложении внешней нагрузки 35 в варианте неполной разгрузки в опорах 4 и 5 компенсации суммы веса обрабатываемого изделия и усилия резания, питаемых через функциональные регуляторы, давление возрастает, обеспечивая рост компенсирующего усилия, а в oc7а п ных опорах практически останется неизменным. В варианте пблной разгрузки ввиду большей податливости дроссельных опорных систем давление также возрастает в большей степени в этих опорах, питаемых через функциональные регуляторы.

Формула изобретения

1. Способ разгрузки направляющих поверхностей скольжения прецизионного узла, при котором производят настройку всплытия узла посредством подачи через регулирующие устройства рабочей среды под давлением в разгружающие опоры, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью упроще— ния настройки и повышения надежности работы, опоры разделяют на две группы с разными жесткостными характеристиками, одна иэ которых, с меньшей жесткостью, компенсирует собственный вес подвижного узла, а другая — суммарный вес обрабатываемого изделия и усилия резания, причем указанные группы опор размещают с последовательным чередованием и первоначально настраивают регулирующими устройствами опоры компенсации собственного веса узла на величину начального всплытия, а потом регулирующими устройствами опоры компенсации веса обрабатываемого изделия и усилий резания — на величину выравнивающего всплытия.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тЕм, что отношение начального всплытия к выравнивающему выбирают в пределах 1,05-1,2.

1301621

Фиг.4

1301621

Составитель В,Панфилов

Редактор Н.Рогулич Техред Н.Глущенко Корректор Л,Патай

Заказ 1184/15 Тират. 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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