Устройство для автоматического управления зубошлифовальным станком

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с повышенными требованиями к качеству. Цель изобретения - повышение точности толщины зуба и шага путем коррекции положения шлифовального круга относительно впадины зубчатого изделия в зависимости от диаметра шлифовального круга. Устройство содержит в схеме управления датчик диаметра круга, который формирует сигнал коррекции в соотвествии с характеристикой жесткости круга. 1 ил.

СО!ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ш 4 В 24 В 49/IO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1342711 (21) 4329768/31-08 (22) 17.11.87 (46) 30.09.89. Бюл. № 36 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В. Ю. Новиков (53) 621.9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1342711, кл. В 24 В 49/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЗУБОШЛИФОВАЛЬНЬ!М СТАНКОМ

Изобетение относится к станкостроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с повышенными требованиями к качеству и является дополнительным к авт. св. № 1342711.

Целью изобретения является повышение точности толщины зуба и шага путем коррекции положения шлифовального круга относительно впадины зубчатого изделия в зависимости от диаметра шлифовального круга.

На чертеже изображена блок-схема устройства.

Устройство содержит датчики 1 и 2 припуска, щупы которых подводятся к смежным сторонам соседних зубьев 3 и 4 шлифуемой заготовки, а выходы датчиков 1 и 2 подключены к первым входам пороговых элементов 5 и 6. Устройство также содержит блок 7 вычитания, индикатор 8 направления коррекции. Выходы пороговых элементов 5 и 6 подключены к первому и второму входам объекта 9 регулирования и к входам вычитателя — блока 7. Входы пороговых элементов свя„„SU„„1511091 д 2

2 (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при изготовлении зубчатых колес с повышенными требованиями к качеству. Цель изобретения — повышение точности толщины зуба и шага путем коррекции положения шлифовального круга относительно впадины зубчатого изделия в зависимости от диаметра шлифовального круга. Устройство содержит в схеме управления датчик диаметра круга, который формирует сигнал коррекции в соответствии с характеристикой жесткости круга. 1 ил. заны с задатчиком 10 опорного уровня.

Отметчик 11 номера зуба соединен с блоком 12 памяти, выход которого соединен с третьим входом объекта 9 регулирования. Датчик 13 диаметра шлифовального круга входом соединен с объектом 9 регулирования, а выходом — с блоком 12 памяти.

Устройство работает следующим образом.

На станок вместо заготовки устанавливают эталонное изделие. Датчики 1 и 2 припуска подводят к смежным сторонам соседних зубьев 3 и 4 и путем регулирования задатчика 10 опорных уровней и датчиков 1 и 2 припуска устанавливают нулевой сигнал на выходе блока 7 вычитания. По эталонному зубчатому изделию осущетвляют настройку относительно положения шлифовального круга и паза между зубьями 3 и 4. Одновременно осуществляют настройку датчика 13, с помощью которого измеряется ди а метр шлифовального круга. Реально диаметр круга измеряется так.

1511091

1О

3

Определяется расстояние от оси шпинделя шлифовального круга до стола станка.

После касания кругом впадины эталонного колеса датчик 13 диаметра шлифовального круга (расстояние от оси шпинделя шлифовального круга до стола станка) настраивают на сигнал, соответствующий действительной величине диаметра круга. В дальнейшем при правке круга расстояние между осью шпинделя круга и столом уменьшается и датчик 13 показывает величину радиуса круга, приведенного к диаметру.

При шлифовании первой пары зубьев 3 и 4 заготовки последняя устанавливается так же, как и при настройке по эталону. Для шлифования следующей пары зубьев заготовку перемещают на один шаг. При этом очередной паз оказывается под кругом. Из-за погрешностей по установке заготовки или обусловленных другими причинами припуски на обработку со стороны соседних зубьев, прилегающих к одной впадине, оказываются не одинаковыми. В связи с этим шлифовальный круг, проходя вдоль паза, испытывает различные силы со стороны каждого зуба. Под действием большей силы со стороны зуба с большим припуском Si круг прогибается на величину у в сторону зуба с меньшим припуском S (не показана). В результате толщина зуба с большим припуском оказывается равной и больше ожидаемой величины to. Толщина зуба с меньшим припуском Sq оказывается равной tz и меньше ожидаемой величины to.

Для исключения этой погрешности необходимо шлифовальный круг переместить (скорректировать) по оси шпинделя на такую величину у (в сторону зуба с большим припуском Si), при которой создаются усилия, обеспечивающие срезание (сошлифование) всего припуска S (фиг. 1).

Величина у не равна yb Это объясняется тем, что величина прогиба круга определяется тремя основными силами: силой Pi со тороны большего припуска

S, силой Р2 со стороны меньшего припуска Sp и силой Р„р, созданной прогибом круга и противодействующей большей силе Pi со стороны сил резания. В процессе резания силы Pl Р и PêÐ уравновешиваются P +Є— Рг=О. Каждая из этих сил зависит от! условий резания.

Однако сила Р„р зависит в большей степени от жесткости j круга, которая при прочих равных условиях определяется диаметром Ф круга: с уменьшением диаметра жесткость растет, j=k/Ô, k — коэффициент пропорциональности.

Из баланса сил имеем

P„p = Р=1 2 n т. е. усилие, созданное кругом при его прогибе на величину уп компенсирует раз20

55 ность сил ЛР. Если круг имеет большой диаметр и малую высоту (толщину), его жесткость j< мала и под действием разности сил он может прогнуться на значительную величину yi, не создавая необходимого противодействия большей силе Р,, обусловленной большим припуском Sb Для компенсации разности усилий Pi — P, созданных действительными припусками S и необходимо круг с жесткостью j > «прогнуть» (т. е. переместить по оси шпинделя) на такую величину у)у, которая создает усилие Рь обеспечивающее съем припуска Si.. у=Рр /j= Р е Ф

Таким образом, для обеспечения эффективного управления точностью толщины зуба (а значит и точностью шага по делительной окружности) необходимо величину сигнала коррекции шлифовального круга по оси шпинделя формировать с учетом диаметра шлифовального круга.

Итак, для исключения этой погрешности (Т. е. ti — tp и 4 — tz) шлифовальный круг необходимо переместить (скорректировать) на величину у с учетом жесткости шлифовального круга (выраженной через его диаметр) в сторону зуба с большим припуском Sb С этой целью с датчиков 1 и 2 снимается информация о припусках S и Sp со стороны соседних зубьев, находящихся в позиции измерения. Полученные сигналы через пороговые элементы 5 и 6 поступают на блок 7, где вычитаются. Результирующий сигнал

AS=ST † с учетом знака (определяется с помощbe индикатора 8 направления коррекции путем фиксации взаимного перемещения круга и детали) фиксируется в блоке 12 памяти. Одновременно в блок 12 памяти вводится сигнал с отметчика 11 номера зуба, соответствующий номеру измеряемой пары соседних зубьев или номеру паза между этими зубьями.

Зависимость между Si, Sz, AS и величиной у, на которую необходимо скорректировать положение шлифовального круга относительно шлифуемой пары зубьев, устанавливается опытным путем и хранится в памяти ЭВМ, обслуживающей станок. Когда измеренная пара зубьев приходит в позицию шлифования, в блок 12 памяти поступает сигнал с датчика 13 диаметра круга на корректирование величины у смещения шлифовального круга относительно паза между шлифуемыми зубьями в зависимости от диаметра шлифовального круга. Зависимость между диаметром Ф шлифовального круга и величиной коррекции устанавливается опытным путем. Одновременно в блок 12 с отметчика 11 номера зуба поступает команда о задании объекту 9 регулирования программы коррекции положения шлифовального круга, записан1511091

Формула изобретения

ОчЕщен шпинде

МИЩИ круга

ertupo ный <р

Составитель В. Жиганов

Редактор Е. Копча Техред И. Верес Корректор В. Кабации

Заказ 5786/19 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О1 ной в блоке 12 памяти при измерении параметров этой пары зубьев, когда она находилась в позиции измерения (и теперь уже скорректированной по величине диаметра шлифовального круга) . Шлифовальный шпиндель перемещается вдоль оси на величину у, соответствующую разности

AS припусков S> и Sz и с учетом диаметра шлифовального круга.

Испытания устройства проводились при шлифовании шестерни тяового узла локомотива на станке 5А868. Измерение шага шестерни по всем зубьям до и после термообработки показало, что перед шлифованием все зубья имеют различные припуски на обработку. На оправке устанавливалась шестерня-заготовка. Шлифовальный круг подводился к впадине до равномерного касания (до равномерной искры) по смежным сторонам соседних зубьев.

Затем круг выводился из позиции резания и опускался на величину, соответствующую резанию при черновой обработке.

После этого измерялась величина припуска HB обработку с обеих смежных сторон соседних зубьев. Далее круг перемещался по оси шпинделя на величину, имитирующую различные отклонения припусков на сторонах зубьев, подлежащих обработке от 0,02 до 0,1 мм. После такой настройки включалась продольная подача на один проход. Так получены данные о связи величины AS=S — S с величиной смещения шпинделя шлифовального круга, необходимого при формировании управляющего сигнала для исключения погрешности AS.

Эта же операция повторялась для трех диаметров одного и того же шлифовального круга при обработке одной заготовки. Так получены данные и связи диаметра Ф круга с величиной осевого смещения шпинделя шлифовального круга, необходимого для коррекции управляющего сигнала.

Устройство для автоматического управления зубошлифовальным станком по авт. св. № 1342711, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство дополнительно снабжено датчиком диаметра шлифовал ьного круга, вход которого соединен с. объектом регулирования, а выход — с блоком памяти.