Станок для обработки кромок под сварку

 

с

1, ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

579872

К ПА7ЕНоУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 14.01.76 (21) 2311249/08 (23) Приоритет - (32) 15,01.75 (31) 541242 (33) США (43) Опубликовано 05.11.77.Бюллетень №41 (46) Дата опубликования описания 30.09.77 (51) М. Кл.

В 23 С 3/12

Государственный комитет

Совета Мииистроа СССР ио делам ивооретвний и открытий (53) УДК 621.914..37 (088,8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Роберт Стивен Клина (США) Иностранная фирма Алюминум Компани оф Америка (США) (71) Заявитель (54) СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРОМОК ПОД СВАРКУ

Изобретение может быть использовано в станкостроении для подготовки хромок хриволинейных или сферических листов к сварке.

Известны устройства для обработки кромок под сварку, включающие установленную на основании с возможностью перемещения по направляюшим харетху, несушую инструмент, и приспособление для закрепления иэделия (1).

l0

Однако эти устройства не позволяют с достаточной точностью обработать кромки криволинейных и сферических поверхностей.

С целью повышения точности и эффектив. 1б но"ти обработки в предлагаемом станке для обработки кромок под сварку направляюшие выполнены криволинейными и снабжены копиром, а харетка снабжена датчихом, предназначенным для корректировки положения 20 инструмента в пространстве, один из которых связан с копиром, другой - с поверхностью иэделия.

Направляюшие могут быть выполнены круговы ми, 25

Каретка снабжена дополнительным дат» чиком, связанным с поверхностью изделия для обработки Х - образных кромок.

На фиг. 1 представлен, описываемый станок, обший вид; на фиг. 2 - каретка и механизм перемешення; на фиг, 3 - разрез 1

А-А фиг. 1; на фиг. 4 - разрез B-Б фиг. 1; на фиг. 5 - разрез В-В фиг. 1; на фиг. 6 - разрез Г»»I фиг. 1; на фиг. 7 - раз рез Й-Д фиг. 3; на фиг. 8 - разрез ЕЕ фиг. 7; на фиг. 9» разрез ЖЖ фиг. 7; иа фиг. 10 - вариант выполнения танка.

Описываемый станок содержит направлаюшие в виде рельс 1 и 2. Рельсы выполне» ны криволинейными, в данном примере, кру» говыми. На рельсах установлена каретка 3 с режушим инструментом, например фреэой 4.

Каретка может перемешатьси под дейст вием силы тяги, развиваемой цепным трааспортером 5, причем транспортер приводит » ся в движение электродвигателем с перемен ной скоростью вращения (не показан .) кь« торый регулирует скорость подачи кареткет, и электродвигателем я. постоянной скоростью

3 вращения (не показан), обеспечивающим ускоренный возврат режущего узла.

Приспособление для закрепления изделия включает элементы 6-9 и обеспечивает за» крепление заготовки, в данном случае, изог.нутого в виде сферического сегмента листа 10, Г!риспособление для закрепления изделий фиксируется относительно других неподвижных узлов, в частности относительно опор 1 1.1q

Каретка 3 с режущим инструментом вклк чает датчик 12 для определении поверхности заготовки, информация с которого используется для корректировки местоположения инструмента 4 относительно средней простраи» ственной линии в ходе перемещения, каретки

3 цо рельсам 1, 2.

Каретка 3 имеет также датчик 13 регист» рации положения копира 14, который зафик,-О сирован относительно рельсов 1 и 2, и пред назначен для дальнейшего коррекционного регулирования геометрического места поло жений инструмента 4 относительно средней пространственной -линии в ходе перемещения каретки 3 вдоль рельсов 1 и Ы, Датчиками 12 и 13 могут быть, например, линейные переменные дифференциальные трансформаторы .

Если рассматривать инструмент 4 как точку в пространстве, геометрическое место подобных точек в ходе перемещения каретки

3 вдоль рельсов 1 и 2 окажется дугою окружности. B данном случае при описывании инструментом этой дуги не допускаются корректировки, являющиеся реакцией на информацию с датчиков 12 и 13. Та.ким образом описанная дуга окружности определяет некоторую плоскость, и направления корректировки положения инструмента 4, вызывае- 4О .мой информацией с датчика положения заго-. товки 12, оказываются параллельными этой плоскости.

Если рассмотреть направление корректировки положения инструмента, обеспечивае- И мой в ответ на информацию с датчика 13 положения копира, то это направление будет перпендикулярным плоскости, определяемой дугой окружности, описываемой при движении инструмента. О

Инструмент 4 установлен на шпинделе 15, который всегда оказывается расположенным перпендикулярно дуге окружности, описываемой инструментом 4 в ходе перемещения каретки прн отсутствии корректировок со сто- Ы роны датчиков 12 и 13.

Направляющие 1 и 2 поддерживаются конструкцией 16, собранной из двутавров и имекицей поперечины 17, на которых крепятся направляющие 18 для цепного транспортера 5 60

4

Копир 14 неподвижно соединен с нап равляющей рельсом 2. Можно испольэовать несколько копиров ярусами в виде пакета так, чтобы имелась возможность выЬора копира. Копир воздействует на датчик 13.

Каретка 3 включает кожух 19, имеющий ролики, например ролик 20, которые обеспечивают возможность перемещения кожуха

19 и всего, что к нему крепится вдоль рельсов 1 и 2. В случае поломки ролика 20 предусмотренные для предотвращения завала

Режущего узла 11 колодки безопасности 21 опускаются на рельсы.

Сила тяги, развиваемая цепным транспортером 5, передается на каретку при помощи рычажной передачи 22, крепящейся своими элементами к цепи и кожуху 19.

На кожухе 19 закреплен суппорт 23, который является направляющей dna салазок 24.

Салазки 24 представля от собой опорный элемент для остальной части каретки 3. В нее входят блок 25, в котором располагаются электрические схемы, угольники 26 и растяжки 27, обеспечивающие жесткость всей верхней части, В то время как перемещение салазок

24 относительно суппорта 23 обеспечивает перемещение режущего инструмента 4 в горизонтальном напраьлении перемещение в вертикальном направлении обеспечивается с одной стороны направляющим узлом 28, жестко связанным с салазками 24 и.уголь никами 26, и с другой стороны - суппортом

29, который в свою очередь жестко свя» зан с электродвигателем 30.

Датчики 12 и 13 (фиг. 2) имеют маховики 31 и 32, предназначенные для регулирования инструмента 4 относительно датчиков 12 и 13. Г!римером датчиков могут быть линейные неремэнные дифференциальные транс форматоры. Когда эти датчики выводятся иэ своего нулевого положения, снимаемаясних информация воздействует на двигатели 33 и

34. Как показано на фиг. 3, датчик 12 ре» гистрнрует положение нижней стороны листа 10, кромка которого подвергается обра» ботке, тогда как датчик 13 регистрирует положение копира 14.

Средняя пространственная линия, описываемая рельсами 1 и 2, в рассматриваемом примере является дугой окружности.

Необработанная кромка 35 размещается параллельно линии рельсов 1 и 2, и в этом случае инструмент 4 регулируют, используя маховики 31 и 32, для того, чтобы он располагался точно вертикально в плоскости и на требуемую глубину резайия, после чего включают, двигатель 30 и цепной транспор»тер 5, перемещающий каретку 3 вдоль рель579872 сов 1 и 2. Все вместе ато ведет к получению подготовленной к сварке кромки. В зависимости от особенностей режимов резания может быть осушествлен один или йе колько проходов инструмента прежде чем будут достигнуты конечные размеры.

В атом примере обработки, когда радиус кривизны круговой средней пространственной линии равен радиусу сферы и кромка располагается вдоль большого круга, датчики 12 lo и 13 могут быть отключены, хотя определенные преимушества могут быть достигнуты и при их включении, поскольку датчик 12 может обеспечивать компенсацию небольших отклонений листа 10 относительно копира 15

14. Это ведет к получению поверхности, точно лежашей вдоль траектории, параллельной средней круговой пространственной линии, компенсируя также, например, люфт в установке кожуха 19 на рельсе l. Если ра- р диус кривизны листа 10 отличается от радиуса кривизны рельсов 1 и 2, например, в слу чае, когда производственное предприятие выпускает сферы различных диаметров, предлагаемый станок также может использовать- 5 ся для подготовки хромок 35, располагаюшихся на больших кругах сфер различных диаметров. Это обеспечивается за счет использования датчиха 12, По мере перемещения каретки 3 вдоль рельсов 1 и 2 цеп- 3О ным транспортером 5 линейнъ и переменный дифференциальный трансформатор в датчике

12 воздействует на двигатель ЗЗ, заставляя инструмент 4 перемешаться вдоль окружности конкретной изготавливаемой сферы. 35

Когда производятся сферы с различными диаметрами, определенные преимущества достигаются при выполнении радиуса кривизны круговой средней пространственной линии, приблизительно равной средней величи- 0 не для радиусов минимальной и максимальной сфер. Йо этой причине траектория рельсов

1 и 2 называется средней пространственной линией.

Предлагаемый станок позволяет также 45 подготавливать кромки, располагакнциеся в горизонтальной плоскостя, выше или ниже экваториальной линии сферы. Это обеспечивается использованием датчика 12 как было описано, и датчика 13, контактируюшего 50 с поверхностью 36 копира 14.

На фиг. 3 показано, что каретка наклонена по отношению к горизонтали для того, чтобы выдержать перпендикулярность инструмента 4 поверхности листа 10. Например, если лист 10 является секцией глобусного сегмента, то на другой стороне листа может располага1ься аналогичный станок, предназначенный для одновременной обработки противоположной кромки. За счет наклонения ка 40 ретки относительно горизонтали величина требуемого наклона каретки для обработки про тивоположной кромки 35 не должна быть настолько значительной, как требуемая в противном случае, если бы показанная каретка не была,наклонена, а лист 10 устанавливался так, чтобы его поверхностные облао ти, прилегаюшие к кромке 35, оказались горизонтальными.

Когда требуется обработать секции гльбусного сегмента, имеюшие разные размеры или радиусы кривизны, несушая конструкция

37 в виде клина может быть заменена ана логичной конструкцией, íî с другим углом.

Замена клинообразных несуших конструкций может быть проведена только на одной стороне листа, как показано на фиг. 3.

Летально конструкция и установка кожу-

xQ 19 представлена на фиг. 3.

Помимо ролика 20 на фиг, З.изображены дополнительные ролики 38-40, преднаэ наченные для установки каретки 3 в вертикальном по отношению к направляюшему уз» лу направлении (вверх и вниз), тогда как ролики 41 и 42 обеспечивают установку режушего узла в боковом .направлении.

В случае поломки цепного транспортера

5 срабатывает тормозная система 43, обео. печиваюшая безопасность работы.

На фиг, 3 более подробно показано соч ленение между суппортом 23 и салазками

24. Червяк 44, приводимый двигателем 34 предназначен для обеспечения относительно го перемешения между ними в той степени, как ато требует датчик 13 в ходе перемеше» ния хопира 14. Фиксированное крепление датчика 13 относительно салазок 24 осушествляется при помоши корпуса 45 (фиг.3)..

Взаимосвязь суппорта 29 и направляющих 28 показана на фиг. 3. В этом узле выполнен червяк 46 для обеспечения управляемого относительного перемешения суппорта 29 по направляюшим 28, являющегося функцией электрического управляю щего сигнала с датчика 12 на двигатель 33.

Датчик 12 имеет пять роликов 47 (фиг.4), установленных на верхней части Т -образного штока, хоторое служит для предотврашения смешения датчика 12 при достижении им конечной точки при полном проходе вдоль кромки. Так, резкий подскок датчика 12 может заставить двигатель 33 зажать wc румент 4 на листе 10, особенно если подго» тавливается Х-образный стыковой шов. Стойки 48 и 49 (фиг. 4) иллюстрируют соединим ние датчика 12 с суппортом 29.

Помимо роликов 39 и 40 (фиг. 4) имеются соответствуюшие ролики 50 и 51 и на другой стороне кожуха 19.

Прорези 52 служат для облегчения точной установки рельса 1 при его монтаже на несущем узле, например на опоре 11.

На фиг. 4 также более детально показа». но положение рычажной передачи 22 между цепью в направляющих 18 и кожухом 19.

Фиг. 5 показывает, что изменение положения инструмента относительно датчика

12 обеспечивается узлом 53, относительное движение в котором создается при помощи !Е червяка (не изображен), вращаемым ст маховика 31 (фиг. 3).

Кроме того, на фиг, 5 более детально показана взаимосвязь между суппортом 29 и направляющими 28. !5

На фиг. 6 помимо стопора безопасности

21 представлены дополнительные стопоры .54, 55 и 56.

На фпг. 6 показана также взаимосвязь между суппортом 23 и салазками 24. 20

Внутри кожуха 19 {фиг. 7-9) располагаются узлы тормозной систе? ?ы 4З„В зту систему входят колодки 57 и 58, которые эа счет фрикцнсш?сгс спепленпя с рельсами

1 и 2 могут сстацавлпвать каретку 3, тс 25 должно быть предусмотрено, например, на случай поломки и??н Оазры?;а цепи 5. Тормозная система 43 ??сеет пара!?пепсграммный

pbIчажный механизм ссстс??щ!?л пэ эве?!ьев

59-62. На фиг. 9 в??д??с, ??с цепь 5 сседи- 0 непа при помощи рычажной псрсдач 22 с поворотным элементом 63, осью вращения которого на кожухе 19 является ось 64.

Поворотный элемент 63 ссед"*?нец с парал-. лэлограммнь???.рыча!??ным меха????э;.сом пссред» % ством штока 65 в тс ?ке 66 (ф??!.. 7), Величину калания, которая допускается для поворотного элемента 63, регулируют сто, паром 67.

При работе тормозной спстемь! тормозные колодки вначале плотно спецделы с рельсами 1 и 2 за счет действия пружин

68 и 69, работающих на сжатие. Когда требуется переместить каретку 3 вдоль 45 рельсов 1 и 2, создается ??атюкe» e в цепи

5. Это натяжение действует на псвсрстць?й элемент 63 и его дубликат на другой сТороне кожуха 19. Точки 66 н 70 оттягивают« ся друг от друга и зто ведет к сведени?с тс-50 чек 71 и 72 с высвобождением кслсдск 57 и 58 из их фрикционногс сцепле?пщ с рель-свми 1 и 2. B этом случае каретка может перемещаться, обеспечивая, например, фрезерованне инструментом 4 листа в размер я одновременную его подготовку пс кромке

j? cBapKe. В случае раэрь?ва цепи, пруж??пы

68 н 69 моментально прижимают колодки

57 и 58 к рельсам 1 и 2, осуществляя их фрикиионное сцепление н остановку, каретки ЗЖ

В рассмотренном варианте исполнения ста

1 нка рельсы 1 и 2 выполнены по дуге окружности. Изобретение также может использоваться для осуществления обработки с широким диапазоном траекторий. Например, кромка 35 может располагаться на линии пересечения плоскости с параболоидом и рельсам 1 и 2 может быть придана соответствующая параболическая, кривизна. Это не является обязательным, поскольку рельсы мо»гут быть выполнены в виде дуги окружности, а компенсация может проводиться датчиком 12.

Существует дополнительная возможность использования и более сложных траекторий эа счет применения надлежащим образом сформированных копирсв 14.

На фнг. 10 показан вариант выполненгя

1 предлатаемсго станка, когда он может использоваться, например, для обрезания в размер и одновременной подготовки кромок листа, толщина которого становится больше или меньше по мере перемещения каретки вдоль кромки. Примером подобных листов являются клинообразные листы, получаемые при изменении зазора между валками прокат» цсго стана по мере прохождении через него обрабатываемого листа. Станок согласно ф??г. 10 допускает обработку при подготовке

Х -образного стыковсго шва с оставлением центрального участка мэжду двумя скошенными участками, располагающегося, например, точно на половине расстояния до кромки. Это достигается при помощи дополнительного датчика 73 того же типа, что и датчик

12. Их выходные напряжении складываются, давая в результате нулевую величину, так что на двигатель 33 не подается никакого с??гнала. Это ведет к установке режущего инструмента 4 в одном и том же положении при перемещении вверх и вниз относительно толщины кромки. Величины выходов датчиков

12 и 13 могут, кроме того, подаваться в та«сй пропорция, чтобы, например, ленточный участок все время образовывался на расстоянии дс кромки, равном трети толщи»

??Ы.

Формула изобретения

1. Станок для обработки кромок под сварку, например, на криволинейных и сфери ческих листах, включающий установленную на основании с возможностью перемещения по направляющим каретку, несущую инструмент, и приспособление для закрепления изделия, отличающийся тем, что, с целью псвышеп?и тсчпости и эффективности обра боткн, направляющие выполнены криволкней

579872

1О ными и снабжены копиром, а каретка снаб жена датчиком, предназначенным для zopректировки положения инструмента в пространстве, один из которых связан с копиром, другой - с поверхностьщ изделия. 5

2. Станокпоп. 1, о тли чаюши Вс я тем, что направлякяпие выполнены круговыми.

3. Станохиопп. 1, 2отл и чаюm н и с я тем, что, с целью обработки

Х -образных кромок, каретка снабжена дополнительным датчиком, связанным с поверхностью иэделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторскою свидетельство N 248447, «л. B 23 C 3/12, 1967. 79872

Составитель M. Колькин

Техред С. Бена Корректор д, дакида

Редактор И. Бродская

Заказ 3606/50 Тираж 1.207 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4