Способ обработки профильных торцовых поверхностей

 

Использование: в станкостроении, в частности в токарной обработке торцовых профильных поверхностей. Сущность изобретения заключается в том. что заготовку обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещения режущего инструмента, движущегося с переменной скоростью. В пределах каждого оборота заготовки скорость перемещения режущего инструмента изменяют в зависимости от его текущей координаты и угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения определяемой по формуле: Z e(1-cos Os)+(R+r)- V(R + r) -e2 sin2«3, где Z - величина перемещения режущего инструмента; e - величина эксцентриситета диска. аъ угол поворота эксцентрика: R - радиус эксцентрика; г - радиус ролика толкателя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОPСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4889773/08 (22) 19.10,90 (46) 30.06.92. Бюл. М 24 (71) Одесское специальное конструкторское бюро специальных станков (72) M.ß.Òàëüÿíêåð и Г.В.Гурович (53) 621.941,2(088,8) (56) Заявка Японии N. 62-46282. кл, В 23 В 5/00, 1987. (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛЬНЫХ

ТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ (57) Использование: в станкостроении, в частности в токарной обработке торцовых профильных поверхностей, Сущность изобретения заключается в том. что заготовку

Изобретение относится к станкостроению, в частности к способу токарной обработки торцовых профильных (кулачковых) поверхностей.

Известен способ обработки торцовых кулачковых поверхностей на специальных кулачковых токарных полуавтоматах, согласно-которому при обработке каждой детали суппорту с режущим инструментом сообщают взаимосвязанные с одним оборотом шпинделя движение в двух противоположных направлениях.. обеспечивающее образование требуемого профиля. и движение подачи в направлении обработки, Осуществляется это благодаря установке на шпинделе соосно с обрабатываемой деталью копирного торцового кулака, к которому принудительно поджат продольный суппорт, несущий поперечный суппорт с резцом, а подача резца осуществляется отдельным гидроприводом.

512, 1743703 А1 обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещения режущего инструмента, движущегося с переменной скоростью, В пределах каждого оборота заготовки скорость перемещения режущего инструмента изменяют в зависимости от его текущей координаты и угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения, определяемой по о м ле: Z= е(1 — cos гввЖд гг)- вгГд +г)е — е . sin гг,, где z — величина перемещения режущего инструмента; е — величина эксцентриситета диска. й,— угол поворота эксцентрика: R — радиус эксцентрика; r — радиус ролика толкателя. 2 ил.

Преимуществом такого способа получения профильных торцовых поверхностей является высокая точность обработанного профиля, обусловленная большой жесткостью и быстродействием механического копирования.

Недостатками этого способа являются необходимость изготовления и переналадки копирного торцового кулака при переходе на обработку другой деталиди невозможность получить требуемую точность обрабатываемого профиля по цилиндричности, что обусловлено нагружением шпинделя большими динамическими усилиями от подпружиненного копирного устройства. вызывающими переменные в пределах одного оборота деформации шпинделя.

Известен способ обработки профильных торцовых поверхностей, осуществляемый методом копирования. причем эталонный копир устанбвлен на суппорте станка и взаимодействует с резцовыми са1743703 лазками, сообщая им при своем вращении формообразующее перемещение в направлении тангенциальной подачи по оси Z.

При таком способе обработки знакопеременные деформации шпинделя отсутствуют, а синхронизация угла поворота равномерно вращающегося копирного кулака и обрабатываемой детали осуществляется средствами ЧПУ, исключая необходимость в специальном механизме.

Однако необходимость использования копирного кулака, индивидуального для каждой партии обрабатываемых заготовок, отрицательно сказывается на гибкости оборудования, что в условиях мелкосерийного производства является существенным недостатком, При переходе на обработку другой заготовки необходимо менять сложный в технологическом отношении кулак, обеспечение требуемой точности профиля которого связано с большими трудозатратами и сказывается на качестве обработки.

Цель изобретения — повышение точности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу скорость перемещения режущего инструмента в пределах каждого оборота заготовки изменяют по закону, связывающему его текущую координату с углом поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения.

Для получения профильной торцовой поверхности режущему инструменту при каждом обороте заготовки сообщают перемещение с переменной скоростью в соответствии с законом, связывающим его текущую координату с углом поворота эксцентрикового диска, являющегося приводом перемещения резцовых салазок

2=т(э).

Рассмотрим схему на фиг. 1

Когда инструмент находится в исходном положении; т,е. аэ= О, то координата положения оси ролика толкателя

20= е+ R+r, где Zo — координата оси ролика толкателя при аэ= О; аэ — угол поворота эксцентричного диска; е — величина эксцентриситета диска;

R — радиус эксцентричного диска; г — радиус ролика-толкателя.

По мере поворота эксцентрикового диска на различные углы гА, соответствующие углу поворота шпинделя с обрабатываемой заготовкой, положение оси поджатого к диску подпружиненного ролика толкателя вдоль оси Z изменяется и характеризуется координатой 2тек.

5 Искомая величина Z, представляющая собой перемещение толкателя в каждый конкретный момент, соответствующий определенному углу поворота шпинделя с заготовкой, есть разность между координа10 тами Zo и 2тек.

2=20 — 2тек, Как следует из фиг. 1, 2те к=А+ В, где

А=е сова; В= отсюда

20 Z=(e+R+r)-e cosa.—

5 — — e(1 — cos rz, + (R + r)

Это значит, что эксцентрику, взаимодействующему с резцовыми салазками, несущими режущий инструмент, на разных участках его поворота в пределах 360 сообщают различную угловую скорость, вследствие чего режущий инструмент получает различное по величине перемещение в направлении, перпендикулярном оси вращения заготовки, в результате чего на ней образуется торцовая профильная поверхность.

Закон изменения текущей координаты режущего инструмента в зависимости от угла поворота эксцентрика задают с помощью системы управления, связанной с приводом вращения эксцентрика.

Применение предлагаемого способа изготовления торцовых профильных поверхностей позволяет повысить точность обработки заготовок, поскольку требуемый торцовый профиль обеспечивается путем программного управления вращением эксцен грично закрепленного круглого диска, простого и несложного в изготовлении.

Пример. На фиг. 2 показан станок для обработки профильных торцовых поверхностей предлагаемым способом.

В корпусе 1 шпиндельной бабки станка помещается шпиндель 2, сообщающий вращение обрабатываемой заготовке 3. На станине 4 установлен крестовый суппорт 5. несущий резцовые салазки 6, и регулируе1743703

Z=e(1 — cos а )+(Я+г)— — «(Я + г) — е sin я, 55 мый электродвигатель 7, на выходном валу которого эксцентрично закреплен круглый диск 8.

Шпиндель 2 и диск-эксцентрик 8 оснащены круговыми датчиками 9 положения. 5

Эксцентрик 8 взаимодействует с жестко закрепленным на резцовых салазках 6 роликом 10, а шток цилиндра 11,закрепленного на суппорте 5, взаимодействует с резцовыми салазками 6, установленными 10 на направляющих.

Ось вращения диска 8 смещена относительно его геометрического центра на величину эксцентриситета е, Электродвигатель 7 связан с системой 15

ЧПУ 12.

Обработка торцового профиля 13 на заготовке 3 осуществляется резцом 15.

По команде от системы 12 управления крестовый суппорт 5 перемещает резцовые 20 салазки 6 до контакта резца с заготовкой 3, вращающейся со шпинделем 2, а регулируемый электродвигатель 7 приводит во вращение круглый диск 8. Благодаря системе

ЧПУ скорости вращения шпинделя 2 и экс- 25 центричного диска 8 согласованы так, что они совершают полный оборот за одно и то же время, что контролируется круговыми датчиками 9 положения на шпинделе и эксцентрике. 30

Поскольку диск 8 закреплен на валу электродвигателя 7 эксцентрично. а контактирующий с ним ролик 10 жестко связан с резцовыми салазками 6, поджатыми цилиндром 11, то при каждом обороте диска рез- 35 цовые салазки совершают перемещение по направляющим вдоль оси шпинделя 7 на величину двойного эксцентриситета 2е.

Если скорость вращения диска-эксцентрика 8 равномерная, то график зависимо- 40 сти проходимого салазками 6 пути от времени, т.е. от угла поворота эксцентрика, представляет собой кривую, близкую к синусоиде, и этот же профиль воспроизводится резцом 14 на торце заготовки 3, 45

Если необходимо обеспечить другой закон формообразования, например прямую

13 (как выглядит, например, развертка опорного буртика цилиндра видеомагнито50 фона), то в систему ЧПУ, управляющую скоростью вращения электродвигателя 7, закладывают соответствующую программу изменения угловой скорости эксцентрика и в зависимости от величины угла поворота а п шпинделя 2 с заготовкой 3 и, следовательно, перемещения резцовых салазок по оси Z.

Таким образом, устройство. программного управления приводом вращения эксцентрично установленного диска обеспечивает непрерывную коррекцию закона движения режущего инструмента, представляющего собой функцию от изменения его угловой скорости в пределах одного оборота, увязанного с одним оборотом шпинделя.

Меняя характер изменения угловой скорости эксцентрика с помощью системы

ЧПУ, можно получить любой требуемый торцовый профиль с любой требуемой степенью точности.

Формула изобретения

Способ обработки профильных торцовых поверхностей, при котором заготовку обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещения режущего инструмента, движущегося с переменной скоростью, о тл ич а ю щ ее с ятем, что, с цельюповышения точности обработки, в пределах каждого оборота заготовки скорость перемещения режущего инструмента изменяют в зависимости от его текущей координаты и угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения, определяемой по формуле где Z — величина перемещения режущего инструмента; е — величина эксцентриситета диска;

c> — угол поворота эксцентрика;

R u r — радиусы эксцентрика и ролика толкателя соответственно.

1743703

2 аек аиг.7

Фиг.2

Составитель M.Òàëüÿíêåð

Редактор Л.Веселовская Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Заказ 2148 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101