Станок для пятикоординатной обработки вращающимся инструментом пространственно-сложных криволинейных поверхностей

 

СТАНОК ДЛЯ ПЯТЖООРДИНАТНОЙ ОБРАЮТ*СИ ВРАЩАЮЩИМСЯ ИНСТРУМЕНТОМ ПРОСТРАНСТВЕННО-СЛОЖНЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, например отъемных лопастей сборных гребных винтов, содержащий стол для закрепления детали и установленную-на крестовых санях шпиндельную бабку с вертлюгом, внутри которого размещен привод вращения инструментальной головки, поворотной вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности^ точности и чистоты обработки, шпиндельная бабка выполнена поворотной вокруг оси^ параллельной направляющим, на которых установлен стол, а инструментальная головка закреплена на нижнем конце вертлюга под углом к его оси. ,Chit./(Л>&4^ СОto ел1C

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„,SU„„491252 (Я) 4 В 23. С 3/)8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) !822534/25-8 (22) !4.08.72 (46) 07.03.86. Бюл. Ф 9 (7!) Особое конструкторское бюро станкостроения (72) М.А.Деева, И.Г.Имянитов и И.Н.Ипекторов (53) 62!.9l4.37(088.8) (54) (57) СТАНОК ДЛЯ ПЯТИКООРДИНАТНОЙ

ОБРАБОТКИ ВРАЩАМ6!ИИСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

ПРОСТРАНСТВЕННО-СЛОЖНЫХ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, например отъемных лопастей сборных гребных винтов, содержащий стол для закрепления детали и установленную на крестовых санях шпиндельную бабку с вертлюгом, внутри которого размещен привод вращения инструментальной головки, поворотной вокруг двух взаимно перпендикулярных осей, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности, точности и чистоты обработки, шпиндельная бабка выполнена поворотной вокруг оси параллельной направляющим, на которых установлен стол, а инструментальная головка закреплена на нижнем конце вертлюга под углом к его оси.

491252

5 !

О

30

55

Изобретение может быть использовано при проектировании пятикоординатных фрезерных и шлифовальных станков с программным управлением для обработки пространственно-сложных криволинейных поверхностей, в том числе лопастей сборных гребных винтов, поворотно-лопастных турбин и осевых насосов.

Известны станки для обработки подобных деталей, содержащие стол для закрепления детали и установленную на крестовых санях шпиндельную бабку с вертлюгом, внутри которого размещен привод вращения инструментальной головки, поворотной вокруг двух, взаимно перпендикулярных осей.

С целью повышения производительности, точности и чистоты обработки в предлагаемом станке шпиндельная бабка выполнена поворотной вокруг оси, параллельной направляющим, на которых установлен стол„ а инструментальная головка закреплена на нижнем конце вертлюга под углом к его оси.

Иа фиг.1 изображен предлагаемый станок, общий вид, на Аиг.2 — схема общего устройства шпиндельной бабки; на фиг.3 — бабка, установленная в исходное (нулевое) положение; на фиг.4 и 5 — схема обработки.

По общей компоновке предлагаемый станок может быть спроектирован в нескольких исполнениях. В случае портальной компоновки (см. фиг.1) на направляющих станины I установлен стол 2, который может перемещаться по координате Х . Обрабатываемая деталь, например лопасть 3 сборного гребного винта, поворотнб-лопастной турбины или осевого насоса, эакреппляется в приспособлении 4, которое ориентирует ее в определенном положении, а также позволяет повернуть на угол 180 для обработки противоположной стороны без снятия детали. На направляющих неподвижной поперечины 5 (координата Y) установлены крестовые сани 6, несущие вертикальноподвижной ползун 7 (координата 2) в нижней части которого закреплена ось 8 поворота шпиндельной бабки 9 и расположены ее круговые направляющие.

Вертлюг 10, встроенный в шпиндельную бабку (см. фиг.2), жестко соединен с инструментальной головкой 11, имеющей возможность поворачиваться на неограниченный уголо( вокруг оси 12 вертлюга, внутри которого проходит привод вращения шпинделя. Ось 13 шпинделя расположена под определенным углом P к оси 12 вертлюга (см. фиг.3), а угол Ъ поворота шпиндельной бабки в общем случае (для обработки симметричных деталей) равен 2 (. Изображенная конструкция позволяет осуществить наибольший угол т- не менее 50, а наибольший угол 15- на менее 100

Как видно из схемы обработки (см. фиг.4 и 5), инструмент 14, имеющий плоскую торцовую рабочую поверхность, контактирует с обрабатываемой деталью в точке 0 и наклонен к нормали N и к касательной плоскости ММ под некоторым угломер, необходимым как для вписывания Арезы в вогнутую поверхность, так и для снижения нагрузки на инструмент.

При этом ось вращения инструмента (шпиндели 13) находится в одной плоскости с нормалью > и с направлением

- траекторной подачи .

Станок работает следующим образом. Рабочие узлы приводятся в

"нулевое" положение, которое изображено на фиг.3 для четырех координат станка. По координате Х ходом стола устанавливают технологичес-. кую базу обрабатываемой детали на ну-. левом расстоянии от плоскости У в которой расположены ось 12 вертлюга и ось, 13 шпинделя.

В соответствии с программой инструмент подводят к исходной точке контакта с обрабатываемой поверхностью (точка 0 на фиг.5).

Включают траекторную подачу Ь вследствие чего точка О перемещается по обрабатываемой поверхности с подачей вдоль выбранного направления строчки, которое в проекции на плоскость XY может быть дугой окружности (описанной, например, из центра вращения гребного винта), прямой или произвольной линией. Каждой последовательной точке контакта 0 -0 0 ...0 соответствует определенное положение рабочих узлов станка, одновременно перемещаемых по программе в соответствии с алгоритмом, связывающим координаты этой точки и узлы наклона ее нормали " с тремя линейными перемещениями узлов стол, сани, ползун) и двумя поворотами

1.вертлюг, шпиндельная бабка) .

По окончании обработки строчки инструмент выходит из контакта с деталью и производится его периоди491252 ческая подача с одновременным поворотом инструмента в другое положение, так как угол должен быть направлен в обратнув сторону, по5 скольку подача S по соседней строчке реверсируется.

Фие.2