Копировальный станок для изготовления сопрягаемых элементов

 

О П И -СЛ вЂ” М-И Е 6УО416

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.01.78 (21) 2573246/25-08 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.06.79. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 30.06.79 (51) М, Кл.-

В 23Q 33/00

Государственный комитет (53) УДК 621.9.047 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Д. А. Штейн (71) Заявитель

Центральный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт протезирования и протезостроения (54) КОПИРОВАЛЪНЪ1Й СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

СОПРЯГАЕМЪ|Х ЭЛЕМЕНТОВ

Изобретение относится к копировальным станкам для одновременного изготовления взаимно сопрягаемых элементов кокилей, пресс-форм и штампов по симультанной магнитной записи или непосредственно по сборной модели, на поверхность которой напылен токопроводящий слой.

Известен копировальный станок, снабженный следящей головкой, которая кинематически связана с инструментом посредством автономного or привода рабочей подачи износокомпенсационного сервопривода, вибродатчиками, расположенными на обрабатываемом изделии и включенными в схему сравнения с опорным сигналом, обеспечивающим подачу инструментальной головки по мере износа инсгрумента (1).

Однако производительность таких станков при обработке крупногабаритных изделий низкая, так как обеспечение размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой в матрице зависит от диаметра инструмента.

Целью изобретения является повышение производительности при одновременном обеспечении размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой.

Для этого в предложенном станке корпусы инструментальной и следящей головок выполнены поворотными с набором инструментов и щупов соответственно, расположенных в порядке уменьшения по диаметру, а каждая пара, состоящая из одинаковых по диамегру инструмента и щупа, оснащена механизмом втягивания — выведения из зоны обработки посредством управляемых упорных рычагов и упругих звеньев и механизмом вылета из головок с поворотом до исходного рабочего положения, завязанные с позиционной синхроэлектросхемой смен рабочих органов.

Позиционная сиихроэлектросхема снабжена опорным эталонным источником постоянного сигнала, мостовой схемой, связанной с выходом усилителя напряжения впбродатчика контроля рабочей подачи пнсгрумента, а выход ее связан через усилитель мощности с дешифратором, один выход которого соединен через ограничитель в виде реле времени с электросервоприводом компенсационных подач инструментальной головки, а другой выход через реле времени — с дистанционным шаговым распределителем с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инстр ментов.

На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый копировальный станок; на фиг.2— разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — головка корпуса после срабатывания механизма

070416

Cj вылета; на фиг. 4 — то жс, после срабатывания механизма втягивания — выведения из зоны обработки; на фиг. 5 — позиционная синхроэлектросхема смен рабочих органов.

Станок предложенной конструкции включает в себя станину 1, оснащенную продольной направляющей 2 под корпусы инструментальной 3 и следящей 4 головок, поворотных вокруг геометрических осей 5 и 6 посредством смонтируемых с корпусами управляемых приводов 7 и 8 с выходными червячными парами.

При ультразвуковой .обработке привод7 поворота инструментальной головки 3 установлен на корпусе сзади источников 9 ультразвуковых колебаний, а выходная червячная пара привода 8 поворотного корпуса следящей головки 4 смонтирована на нем с сердечником 10 соленоида, установленного на станине 1.

На корпусе следящей головки 4 по кругу размегцены в порядке уменьшения по диаметру копировальные щупы 11 — 16.

Сердечник 10 снабжен катушкой L . Неподвижная часть соленоида состоит из двух концентрических катушек 17 (L ) и 18 (L ) обратной полярности. При этом рабочий ход сердечника 10 превосходит максимальную высоту задающего рельефа.

На корпусе инструментальной головки р азмещены ультр азвуковые концентраторы — инструменты 19 — 24. Корпус следящей головки 4 жестко связан с остовом 25 изпосокомпенсационного сервопривода 26, с выходной червячной парой, колесо 27 которой состоит в зубчато-реечном зацеплении со скользящей по направляющей 28 гильзой 29, внутри которой на шариках 30 смонтирован на продолжении геометрической оси 5 поворотный хвостовик 31 червячного колеса привода 7 рабочей подачи.

Ме анизмы втягивания — выведения из зоны обработки щупов 11 — 16 и инструментов

19 — 24, составляющие единый строго скомплектованный набор, однозначно смонтированы на юстировочных пл атах 32 корпусов, соответствующих головок.

Указанные механизмы состоят из корпусной оболочки 33 с направляющими колонками 34 клиновидного сердечника 35 иа упругих внешних звеньях 36 возврата и центрального звена 37. При этом концы направляющих колонок 34 зафиксированы на ограничителе хода 38 стрелы 39.

Ограничитель хода 38 выполнен с радиальными глухими отверстиями под упругие звенья 40 управляемых рычагов 41 и в нем закреплены упоры 42 и оси 43.

Передняя часть стрелы 39 выполнена в виде цангового патрона 44 для щупов 11—

16 или для инструментов 19 — 24, а ее хвостовая часть — в виде отбуртованного упора 45 с ольцевой цековкой для централь5

i5

65 ного упругого звена 37, и за одно целое— в виде направляющего сердечника 46.

В корпусной оболочке 33 механизмов втягивания †выведен из рабочей зоны и вылета копировальных щупов 11 — 16 или инструментов 19 — 24 размещены их соленоидиые катушки 47 (L4); 48 (L7), 49 (1.5) н 50 (1.6), соответственно скоммутированные с позиционной синхроэлектросхемой смен рабочих органов. Причем только катушка 49 размещена на дне корпусной оболочки 33, а все остальные (обратной полярности по отношению к первой) размещены концентрично впереди нее.

Катушки 48 и 49 установлены неподвижно относительно корпусной оболочки 33, катушка 50 — относительно клиновидного сердечника 35, а катушка 47 — относительно направляющего сердечника 46 стрелы 39.

Механизм вылета рабочих органов снабжен износостойкими роликами 51, которые смонтированы в иеподпружипенных плечах рычагов 41.

Являющаяся составной частью предложенного копировального станка его позиционная синхроэлектросхема состоит из элементов синхронизации управления рабочими перемещениями модельного стола 52 и стола (столов) 53 для обработки изделия

54, основным элементом которой является синхронная машина 55 с электропитанием от стабилизированного источника 56; из элементов, обеспечивающих подачу инструментальной головки 3 по мере износа инструментов 19 — 24; из элементов для обеснечения позиционной смены рабочих органов; из элементов управления бесконтактным слежением за задающим рельефом во время перемещений модельного стола 52.

Электросхемы для обеспечения подачи инструментальной головки 3 по мере износа инструментов 19 — 24 и для обеспечения позиционной смены рабочих органов, кроме катушек L1 — L3 и 1.4 — 1.7, снабжены следующими общими элементами: спаренными источниками постоянного напряжения — высокого 56 и низкого 57, связанного с датчиком уровня 58, выполненным в виде опорного источника стабилизированного напряжения, пропорционального уровню вибрации, воспринимаемой в зоне обработки при ведении процесса в установленном режиме, при этом опорный источник 58 питает вибродатчик 59, чувствительный к изменениям рабочей подачи инструмента, непосредственно установлен на обрабатываемом изделии 54 и связан с усилителем 60 напряжения; мостовой схемой 61 сравнения, связанной с опорным источником 58 и со вторым опорным источником 62, пропорциональным состоянию вибрации в рабочей зоне при минимальных контактах инструментов 19 — 24 с обрабатываемым изделием

54, выход которой связан с входом уеили670416 теля 63 мощности; дешифратором 64, вход которого связан с усилителем 63, один выход через ограничитель 65, выполненный в виде реле времени, связан с износокомпенсационным сервоприводом 26 подач инструментальной головки 3, а другой выход которого через реле 66 времени — с дистанционным шаговым распределителем 67 с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инструментов 19—

24, и питаемым от источника 68; сельсинами 69 для связи между собой червячных приводов 7 и 8, поворотных корпусов инструментальной 3 и следящей 4 головок, и последовательно спаренными с контактными полями дистанционного шагового распределителя 67, и связанными между собой пропорциональными по силе тока массам рабочих органов посредством спаренных реле 70 — 71, 72 — 73, 74 — 75, 76 — 77, 78 — 79 и 80 — 81 времени, которыми соогветственно снабжены каждая пара из набора копировальных щупов 11 — 16 и инструментов 19 — 24.

Электросхема управления бесконтактным слежением за рельефом по модели 82, связанной со следящей головкой 4, используемая в предложенном копировальном станке, состоит из источников напряжения — высокого 83 (1250 В) и низкого 84, копировальных щупов 11 — 16, спаренного усилителя 85 напряжения и мощности, скоммутированного посредством резистора

86 контроля переменного сопротивления, обратно пропорционального воздушному зазору между копировальными щупами

11 — 16 и моделью 82, и непосредственно через диод 87 связан с токопроводящим слоем, нанесенным на модель 82. Через второй резистор 88 переменного сопротивления, стоящий в цепи нагрузки, усилитель 85 скоммутирован с соленоидной катушкой 18 обратной по,чярности по отношению к катушке Ll сердечника 10 следящей головки 4.

Позиционная синхроэлектросхема снабжена также тумблерами 89 на два положения, из которых одно — в обход реле, например реле 79.

Кроме того, в позиционную синхроэлектросхему включены источник 90 питания; размыкающие контакты 91 дешунтирования участков цепи при переключении тумблеров

89 на второе положение; замыкающие контакты 92 и 93 соответственно реле 78 и 79.

Работа станка сводится к последовательносинхронной замене комплектов рабочих органов — копировальных щупов 11 — 16 и непрофилированных инструментов 19 — 24 после появления в перерывах обработки холостых ходов на очередные — ступенчато меньших по диаметрам. Замена рабочих органов происходит непосредственно при слежении опировальнь1х щупов 11 — 16 за рельефом модели 82 и при одновременно:1

1О

65 слежении за постоянством контактов инструментов 19 — 24 с обрабатываемым изделием 54 согласно уровням, задаваемым рсж;1мами обработки, установленным д.IH кажлого из них при условии, что любой из этих уровней завечомо выше мп11им",ëüíî воспринимаемой вибрации в рабочей зоне.

Сигналь1 от одинар о-двойной мостовой цепи, сост"вляклчсй схему сравнения 61, измерсш1я величин давлепп. . инструментов

19 — 24 и". Обраб;.тываемое изделие 54, зависящих от стспс11и изменения контактов с и 0 сч е:1111 и l l и р c: o )1 а зу е ъ! 0 ГО ч станов: l c i l i I l lми на нем вибродатчиками, уравповешснну:о образцовыми мерами, питаемыми от опорных источников 58 и 62 ссотвстственно пропорциональных задаваемому рабочему и минимальному уровням вибрации и струментов 19 — 24 после усиления как по напряжению, так и по мощности усилите.чем

63, IIOCT t 112!OT IIB B. IO Q дсш11фратор а 64, выяв.чяющего соответствия, например, по частоте и по длительности кодовых сообщений, по числу обрабатываю1цих сменных инструментов 19 — 24 со структурамп принимаемых спгна.чов.

С гервого выхода дешифратора 64 тс сигналы, которые оповещают о запредельп.,l. изменения.; виорацин в рабочеп 301- е по отношеншо к задаваемым уровням, поступают через огранич:1тель 65 времени, служащий стабилизатором процесса по длительности обработки, на пзносокомпепсационный ссрвопрпвод 26, связанный с зубчато-pcc÷íoé парой 27 для подачи инструментальной 1оловки 3 B 30HI Обработки.

Со второго выхода дешнфратора 64 прсобразованнь:е после отфильтрования в нем и раз,lti.I!I :ûå по частоте изменения реактивных парамстров II;II . 10 электроме. аническому резонансу, напр11мгр частотно-I!o;Iocoвым пьезоэлектрическим фильтром, сигналы, которые отражают состояние вибрации в рабочей зоне прп минимальных контактах инструментов 19 — 24 с обрабатываемым изделием 54 поступают через реле 66 времени, за которое происходит холостой проход стола 53 с обрабать|ваемым изделием 54, на дистанционный шаговый распределитель 67, например двухрядны i, с ко.ч11чеством контактных полей на статоре, равным числу парных смeнi1ttх раба itive органов — инструментов 19 — 24, It связанных с ним копировальных щупов 11 — 16.

В результате одного очередного шагового перемещения ротора дистанционного распределителя 67 происходят последогательные срабатывания меxpIII.ç110B, втягивания — выведения нз рабочсй зоны комплектов рабочих органов большего диаметра и вылета из них — меньшего диаметра в целом, вслед за предшествующим холостым проходом стола 53 для обработки изделия

54 по диапазону вссй обрабатываемой поверхности. При этом включаются катушки

670416

47 и 49 п подпружиненные плечи управляемых рычагов 41 под воздействием упругих звеньев 40 сжатия заходят за бурт 45 стрелы 39 и удерживают закрепленных в патроне 44 рабочий орган при преодолении сил сжатия центрального упругого звена 37.

Последующее за этим синхронное выведение рабочих органов из зоны обработки осуществляется приводами 7 и 8 поворота тлнстп1 ментальной 3 и следящей 4 головок на 60 пни шести парах рабочих органов, самоспнхронизирующимися сельсицами 69, например, в режиме индикаторной дистанционной передачи, последователт но подключаемой установленными в цепи распределителя соответствутопц ми реле 70, 72, 74, 76, 78 и 80.

Действие механизмов совместного Bbl!Icта из головок парного комплекта рабочих оргBIIQB происходит за этими поворотами вслед за дополттительттт.тм включением поспедством реле соответственно 71, 73, 75, 77, 79 и 81, установленных за упомянутым;т до этого реле в цепи распределителя 67 остальных катушек 48 и 50 для всех пар рабочих органов указанных механизмов, в результате выталкивания вместе с катушкой 50 из катушки 48 той же полярносттт, клиновидного сердечнт ка 35, взаимносближающего ролики 51, освобождающие тем самым бурт 45 стрелы 39 от действия рычагов 41, а в результате освобождения до этого сжатого центрального упругого звена

37 осуществляется вылет очередной, меньшей по диаметру, действующей пары рабочих органов, н только после этого под воздействием упругих звеньев 36 клиновидттый сердечник 35 при обесточенных всех катушках возвращается в исходное положение.

Катушка L1 сердечника 10 соленоида и взаимодействующая с ней катушка 17 той же поляпттости обеспечивают основную подачу рабочих органов в зону обработки с четом бесконтактного слежения за гельет1том модели 82, контролируемого катушкой

18 обратной полярности.

Исполт,зование изобретения благодаря наличтю в предложенном копировальном станке поворотных следящей 4 и инструментальной 3 головок со сменным набором ипстпументов 19 — 24 и щупов 11 — 16, ос ветстветтт о расположенных в порядке уменьшения по диаметру и связанных с позиционной синхроэлектросхемой, обеспечиватощей их автоматическую замену в процессе обработки, существенно повышает производительность и одновременно обеспечивает размеры заданного ппофиля на участках перехода радиуса и прямой, зависящего от диаметра инструмента, It тем самым значительно расширяет объем использования комплекса прогрессивных изобретецтлй для одновременного изготовлени»

60 сопряггемых элементов кокилей, прессфопм и штампов по 3âò. св. №№ 229921, 229918, 229920, 347172, 354947, 354983, 354984, 191326, 354985, 355601, 368009, 368010, 387817, 387816, 420435, 455815, 455837 и др., в целом позволяющий многократно сократить сроки изготовления за счет отказа от ручных доводок.

Формула изобретения

1. Копировальный станок для изготовления гопрягаемьтх элементов кокилей, прессФорм и штампов по симультанной магнитной записи или непосредственно по сборцой модели, на noBenхность которой напыteH токопроводящий слой, снабженный следящей головкой, которая кинематически связана с инструментом посредством автономного от привода рабочей подачи износокомпенсационного сервопривода, вибродатчиками, расположенными на обрабатываемом изделии и включенными B схемусравттения с опорным сигналом, обеспечивающим подачу инструментальной головки по мене износа инстпумента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности при одновременном обеспечении размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой, зависятцего от диаметпа тлнструмента, корпусы инструменTB II.|ной и следящей головок вьтполненьт по".о",.отными с набором инструментов и щупов соответственно, расположенных в порядке уменьшения по диаметру, а каждая пара, состоящая из одинаковых по диаметр инструмента и тцупа, ocHpùåíà механизмом втягивания †выведен из зоны обработки посредством управляемых упор ньтх рычагов и упругих звеньев и механизмом вылета из головок с поворотом;о исходного рабочего положения, завязаннпые с позиционной синхроэлектросхетмой смен работт .. опганов.

?. Гт3пок по п. 1. отличающийся тем, что позиционная синхроэлектросхема

"тлаб т етта опорным эталонньгм источником ..остоя того сипнала, мостовой схемой, сВНзапной с выходом усилителя напляжения

Вт брОд3тт тт: 3 КОттт+ ОЛя ПабОЧЕй ПОдаЧИ ИНcxnvмента, а выход ее связан через усилите. т, мстттс"ти с дешифратором, один выход которого соединен через ограничитель в виде реле впемсни с электросервопри водом компе нсационньтх подач и нструментальной головки, а другой выход через пеле времени — с дистанционным шаговым расппеделителем с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инструментов.

Источники информации, ттвинятьте "о внимание прп экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 221921, кл. В 23С 3/20, 1967.

Составитель P. Ннкматулин

Редактор Н. Суханова Техред Н. Строганова Корректор Т. Добровольская

Заказ 1321/11 Изд. № 422 Тираж 1221

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное