Патент ссср 410873

 

4I0 873

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 01.И1.1971 (№ 1673578/25-8) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 15.1.1974. Ьюллетень ¹ 2

Дата опубликования описания 20Л .1974

М. Кл. В 23Ь 25/06

В 23q 15/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

УДК 621.7.08:531.717 (088.8) Авторы изобретения

Б. Г. Хазин, С. А. Белов, В. И. Леонтьев и В, И. Крон

Заявитель Дальневосточный политехнический институт им. В. В. Куйбышева

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОМПЕНСАЦИИ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ДИАМЕТРАЛЬНОГО РАЗМЕРА, ПРОДОЛЬНОЙ

ФОРМЪ| И РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСИ ОТВЕРСТИЯ В ПРОЦЕССЕ

ОБРАБОТКИ ДЕТАЛИ

Изобретение относится к области автоматизации механической обработки деталей, преимущественно на расточных станках, и может быть использовано в машиностроении.

Известно устройство для автоматической компенсации погрешностей диаметрального размера, продольной формы и расположения оси отверстия в процессе обработки детали на металлорежущем станке, например расточном, выполненное в виде измерительного узла, последовательно соединенного через циклический переключатель с усилительно-преобразовательным блоком и исполнительными механизмами.

Цель изобретения — повышение точности обработки детали путем одновременной стабилизации диаметрального размера, продольной формы и расположения оси отверстия обрабатываемой детали в процессе обработки; выявление и устранение несовпадения оси шпинделя с осью раста чиваемого отверстия при размерной настройке устройства и при последующем измерении детали в процессе обработки; кроме того, точная фиксация соответствующего положения оси эталонной втулки в процессе ее установки.

Для этого в предлагаемом устройстве измерительный узел устройства, последовательно связанный через циклический переключатель с усилительно-преобразовательным блоком и исполнительными механизмами, выполнен в виде группы диаметрально и концентрично расположенных датчиков, например пневматических, установленных на невращающейся измерительной втулке внутри неподвижной эталонной втулки, сориентированной относительно установочных баз, причем измерительная втулка имеет поступательное перемещение совместно с вращающимся шпинделем от10 носительно эталонной втулки. Причем датчики на измерительной втулке установлены двумя рядами, из которых внутренний контролирует начальное положение шпинделя, а наружный — обрабатываемую поверхность; эталонная втулка снабжена лысками, которыми она устанавливается на концевые меры, прижатые подпружиненными стойками к установочным базам.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устрой20 ство, установленное, например, на горизонтально-расточном станке, общий вид; на фиг.

2 — схема соединений функциональных элементов устройства; на фиг. 3 — измерительный узел; на фиг. 4 — поперечный разрез по

25 А — А на фиг. 3.

Устройство для автоматической компенсации погрешностей диаметрального размера, продольной формы и расположения оси отверстия детали в процессе установки и обраÇ0 ботки на металлорежущих станках, например

410873 на горизонтально-расточном, состоит из измерительного узла 1, последовательно связанного через циклический переключатель 2 с усилительно-преобразовательным блоком 3 и тремя исполнительными механизмами: механизма 4 вертикального перемещения шпиндельной бабки 5 станка, механизма 6 горизонтального перемещения стола 7 станка, механизма 8 подналадки резца 9.

Измерительный узел содержит эталонную втулку 10, снабженную на переднем торце кольцом 11, а также измерительную втулку

12 с восемью датчиками, из которых по крайней мере четыре датчика 13 — наружные, а остальные датчики 14 — внутренние. Кроме того, измерительная втулка 9 снабжена шлицевым хвостовиком 15, в сверлениях 16 которого проходят трубки 17 для подвода воздуха к датчикам 13 и 14. Для защиты датчиков 13 и 14 от стружки измерительный узел имеет щетку 18, однако, для повышения надежности может быть применено и выдувание стружки воздухом из растачиваемого отверстия детали 19.

Шлицевой хвостовик 15 втулки 12 выполняет роль углового ограничителя ее перемещения относительно неподвижной эталонной втулки 10.

Измерительный узел 1 помещен на шпинделе 20 станка так, что измерительная втулка

12 с хвостовиком 15 охватывает его с некоторым зазором, что позволяет шпинделю 20 свободно вращаться внутри втулки 12.

Измерительная втулка 12 с пневматическими датчиками 13 и 14 не вращается, но может совместно с вращающимся шпинделем 20 и помещенным в нем вращающимся исполнительным механизмом 8 поступательно перемещаться относительно неподвижной эталонной втулки 10, сохраняя с соответствующей точностью свое концентричное расположение в ней. Поступательное перемещение влево невращающейся измерительной втулки 12 и детали 19 осуществляет торец вращающегося шпинделя 20 при его рабочем движении. Вывести втулку 12 из детали 19 помогает щетка

18 и буртик исполнительного механизма 8, жестко посаженного в коническую выточку шпинделя 20.

Эталонная втулка 10, в которую посажена измерительная втулка 12, перемещаться и вращаться не может, так как ее устанавливают и жестко закрепляют на вертикальной

21 и горизонтальной 22 стойках.

Вертикальная стойка 21 состоит из двух магнитных захватов и цилиндрических направляющих 23 и 24, между которыми помещена пружина 25.

Стойка 21 устанавливается магнитным захватом 26 на стол 7 станка, а на захват 27 ставится эталонная втулка 10 своей горизонтальной лыской 28, которая выполнена- на определенном расстоянии R„от оси эталонной втулки 10, 40

60 рабатываемой деталью 19; резец 9 должен быть предварительно настроен на размер, не65 сколько меньший требуемого Д,„.

Конструкция горизонтальной стойки 22 аналогична конструкции вертикальной стойки.

Включение и отключение магнитных захватов производится с помощью кнопок, помещенных на самих захватах.

Пружины стоек работают на растяжение, что позволяет фиксировать блоки мерных плиток 29 и 30 при установке эталонной втулки

10 на требуемый настроечный размер.

Вертикальное перемещение (подъем и опускание) шпиндельной бабки 5 относительно закрепленной прихватами 31 на столе 7 станка обрабатываемой детали 19 производится исполнительным механизмом 4.

Подналадка резца 9 (компенсация погреш ностей размера и продольной формы отверстия) осуществляется исполнительным механизмом 8, который помещен в конической выточке шпинделя 20 станка.

Горизонтальное же перемещение стола 7 относительно продольных направляющих 32 станка выполняет исполнительный механизм

6. От исполнительных механизмов 4 и 6 движение через зубчатые муфты передается на соответствующие ходовые винты 33 и 34 станка.

Для осуществления вертикального уравновешивания шпиндельной бабки 5 на стойке шпиндельной бабки установлен кронштейн

35 с блоком 36, через который переброшен тросик 37 с грузом 38.

Исполнительный механизм 4 установлен на быстросъемном кронштейне 39, укрепленном на стойке шпиндельной бабки 5, а механизм

6 — на кронштейне 40 (показан условно). Устройство имеет редуктор 41 механизма 8, подналадки резца, а также его двигатель 42.

Устройство работает следующим образом.

Эталонную втулку 10 с соответствующим заданному под расточку отверстию Д„, сменным кольцом 11 и концентрично вставленной в нее измерительной втулкой 12 со шлицевым хвостовиком 15 выставляют лысками на вертикальную 21 и горизонтальную 22 стойки с помощью магнитных захватов по блокам мерных плиток 29 и 30.

Пружины фиксируют эталонную втулку 10 на определенных вертикальных и горизонтальных расстояниях, прижимая ее через блоки мерных плиток 29 и 30 к соответствующим измерительным технологическим базам (в данном случае — опорная плоскость и плоскость детали 19) .

Во втулку 12 центроискателем предварительно вводят шпиндель 20 станка, В коническую выточку шпинделя 20 вставляют исполнительный механизм 8; причем измерительная втулка 12 должна войти в сменное кольцо 11 эталонной втулки 10. После этого включают вращение шпинделя 20 с исполнительным механизмом 8, не вводя резец 9 в контакт с об410873

2О

Затем включают внутренние датчики 14.

Через циклический переключатель пары вертикальных и горизонтальных датчиков 14 последовательно или параллельно (в зависимости от исполнения усилительно-преобразовательного блока 3) подсоединяются к исполнительным механизмам 4 и 6. Срабатывает соответствующий канал системы автоматического регулирования, состоящий из вертикальной или горизонтальной пары датчиков !

4, включенных на «вычитание» их выходных сигналов, усилительно-преобразовательного блока 3 и исполнительного механизма 4 или

6. Система автоматического регулирования осуществляет автоматическую размерную настройку оси вращения шпинделя 20 путем симметричного его выставления относительно соответствующих внутренних датчиков 14 измерительной втулки 12.

После этого циклическим переключателем

2 к системе автоматического регулирования подключают вертикальные или горизонтальные датчики 13 наружного ряда измерительной втулки 12, причем датчики попарно работают на суммирование сигналов. Далее усилительный блок 3 настраивают на «нуль», затем врезаются резцом 9 исполнительного механизма 8 в деталь 19 и выполняют размерное согласование резца 9 с настроечным размером Д„, детали.

В ходе размерного согласования измерительная втулка 12 входит в деталь 19 и одна из пар наружных датчиков (горизонтальная или вертикальная) начинает измерять обрабатываемую деталь 19.

С учетом того, что предварительно резец 9 был настроен на размер, несколько меньший требуемого Д„„, в канале системы автоматического регулирования, состоящем из вертикальной пары датчиков, усилительно-преобразовательного блока 3 и исполнительного механизма 8 возникает сигнал рассогласования, отличный от нуля.

Резец с механизмом 8, отрабатывая сигнал рассогласования, автоматически перемещается относительно детали 19 без смещения оси вращения шпинделя 20 и выходит на заданный уровень настройки Д„, диаметрального размера детали.

Дальнейшая работа устройства ведется также с помощью наружных датчиков 13, циклически переключаемых переключателем 2 с включения «на суммирование» сигналов («+») на включение «на вычитание» сигиа IoB (« — ») . В ходе растачивапия отверстия

Д„, стабилизируется его диаметр, т. е. возникающие погрешности продольной формы компенсируются, когда исполнительный механизм 8 циклически управляется от датчиков

13 (иапример, вертикальных), включенных

«на суммирование» их сигналов.

Возникающие погрешности положения о."". растачиваемого отверстия из-за вертикального или горизонтальногз перекоса оси шпинделя 20 станка также компенсируются цикл:.чески. При этом, когда вертикально расположенные датчики 13 включены «на вычитание» их выходных сигналов (« — »), то вертикальное отклонение положения оси измерительной втулки 12, внутри которой вращается шпиндель 20, устраняется исполнительным механизмом 4, который циклически подключается к усилительному блоку 3 и перемещает шпиндельную бабку 5.

Когда же горизонта Iüèûñ измсритсльиыc датчики 13 включены «иа вычитание» их выходных сигналов, то горизонтальное отклонение положения оси растачиваемого отверстия

Д„, от начального заданного положешгя оси измерительной втулки 12 устраняется IlcI10;Iнительиым механизмом 6, подключающимся также к усилительному блоку 3 и перемещающим стол 7 станка с деталью 19.

Циклическое подключение того или иного исполнительного механизма к усилительному блоку 3 осуществляет реле (на чертежах ис показано). Время цикла его работы выбирается из условий обеспечения надлежащего качества регулирования.

Для обеспечения возможности обработки отверстий различных диаметров измерительный узел 1 снабжен набором сменных втулок

10 и 12.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматической компенсации погрешностей диаметрального размера, продольной формы и расположения оси отверстия в процессе обработки детали на металлорежущем станке, например расточиом, выполненное в виде измерительного узла, последовательно соединенного через циклический переключатель с усилительно-преобразовательным блоком и исполнительными механизмами, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения точности обработки путем одновременной стабилизации диаметрального размера„продольной формы и расположения оси отверстия детали в процессе обработки, измерительный узел выполнен в виде группы диаметрально и концеитричио расположенных датчиков, например пневматических, установленных иа иевращающейся измерительной втулке внутри неподвижной эталонной втулки, сориентированной относительно установочных баз, причем измерительная втулка имеет поступательное перемещение совместно с вращающимся шпинделем относительно эталонной втулки.

2. Устройство по и. 1, отличающеес t тем, что, с целью выявления и устранения несовпадения оси шпинделя с осью растачиваемого отверстия при размерной настройке устройства и при последующем измерении детали в процессе обработки, датчики на измерительной втулке установлены двумя рядами, из которых внутренний контролирует начальное положение шпинд"-is;, а наружный — обрабатываемую поверхность.

410873

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл ич а ющеес я тем, что, с целью точной фиксации соответствующего положения оси эталонной втулки в процессе ее установки, последняя снабжена лысками, которыми она устанавливается на концевые меры, прижатые подпружиненными стойками к установочным базам.

410873

17

20

Фиг.4

Корректор Е. Зимина

Редактор Л. Василькова

Заказ 1122!3 Изд. № !93 Тираж 944 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 иг. Л

А -,4

Составитель А Арапов

Техред Т. Миронова á