Устройство для бескопирной обработки профильных валов с равноосным контуром

 

11 ..

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпмк 743793 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 10,03.78 (21) 2589634/25-08 (5()М. Кл.

В 23 С 3/OH с присоединением заявки И—

Государственный комитет (23) Приоритет— ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,06.80. бюллетень,%24 (53) УДК 621,914, ° 3 (088.8) Дата опубликования описания 30,06.80 (72) Автор изобретения

А, И, Тимченко (7I) Заявитель

Московский станкоинструментальный институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕС!(ОПИРНОЙ ОВ1АЬОТКИ

ПРОФИЛЬНЫХ ВАЛОВ С РABHCXKНЫМ ЕОНТУРО !

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при токарной обработке .валов бесшпоночного сое— динения, в частности с профилем равноосный контур".

В этом устройстве сложные движения режущему инструменту или обрабатываемой детали задаются с помощью эксцентриковых или кривошипных устройств.

Известно устройство для обработки валов с профилем "равноосный контур" (РК), которое включает в себя каретку с однокоординатным следящим гидравлическим приводом и механизмом отбора движений с приводным валом (1) .

Обработка валов с профилем PK на этом устройстве осуществляется за счет однокоординатного гармонического колебательного перемещения фрезерной головки с торцовой фрезой. При этом количество перемещений фрезы в 3/ раз превышает число оборотов обрабатываемого вала, вращающегося с постоянной yrëîвой скоростью, где Я/ — количество гра 1ей вала. Настройка необходимой длины хода фрезерной головки осуществляется за счет изменения радиуса кривошипного пальца. Эту настройку необходимо осуществлять только при остановленном станке.

Недостатки такого устройства — наличие фрезерной головки, что усложняет конструкцию устройства и понижает точность обработки валов с профилем РК; отсутствует возможность контроля и управления процесса формообразования профиля; для переналадки устройства с одной длины хода фрезерной головки на другую требуется останов станка, что понижает производительность обработки по штучному времени за счет увеличения вспомогательного времени.

1.гель изобретения — повышение точнос ти и производительности обработки при упрощении конструкции устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено кинематически связанным с вращением обрабатываемого

7437 вала синусным механизмом-построителем, . выполненным в виде кругового эксцентрика с тарепьчатым толкателем, воздействующим на нижнее плечо рычага, шарнирно закрепленного на настроечных са5 лазках, а верхнее плечо рычага связано с плунжером золотника. Устройство также снабжено резцедержателем с безвершинным косоугольным резцом, связанными с резцом и круговым эксцентриком 1О первичными преобразователями прямолинейных перемещений и электрическим преобразователем угла поворота, питающихся от генератора переменного напряжения, которые через последовательно соединенные масштабные усилители и фазочувствительные детекторы связаны с усилителем постоянного тока, а последний через блок команйоаппарата соединен с механизмом отключения подачи. 2О

На фиг. 1 показано устройство, общий вил; на фиг. 2 — синусный механизм-построитель сложных перемещений безвершинного косоугольного резца; на фиг. 3 схема устройства с блок-схемой контроль-25 но-управляющей системы; на фиг. 4 — схема взаимногп расположения РК профильного вала и безвершинного резца при разных углах поворота вала.

Устройство для бескопирной обработки щ профильных валов с равноосным контуром состоит из однокопрдинатного гидравличес кого следящего привойа, основными элементами которого являются силовой цилиндр 1, ось которого перпенйикулярна к 35 оси центров станка. Четырехкромочный золотник 2 управления жестко связан с силовым цилиндром 1. Исполнительный силовой цилиндр 1 расположен на каретке

3, несущей резцедержатель 4, с безвер- щ шинным косоугольным резцом 5. Каретка 3 жестко закреплена на поперечных салазках 6 (на месте заднего суппорта) токарного станка. 11!ток 7 поршня жестко связан с кареткой 3. 45

Бескопирный синусный механизм-построитель состои из кругового эксцентрика

8, насаженного на приводной вал 9, тарельчатого толкателя 10, который посредством островершинного наконечника контактирует с нижним концом рычага 11.

Послейний шарнирно прикреплен к настроечным салазкам 12 и своим верхним концом контактирует с островершинным нако1 нечником плунжера 13 управляющего золотника 2.

Круговой эксцентрик 8, установленный на приводном валу, смонтированном на

93 М опорах 14 и 15, благодаря наличию цилиндрических зубчатых колес 16, 17 и

18, имеет жесткую кинематическую связь с обрабатываемым валом 19, установленным в центрах передней 20 и задней 21 бабок станка.

Так как профильный вал с равноосным контуром в поперечном сечении имеет форму многогранника с закругленными углами при вершинах (фиг. 1)„то для его воспроизведения практически необходимо, чтобы передаточное отношение между обрабатываемым валом 19 и круговым эксцентриком 8 определялось из следующего уравнения ЧЦ . " 17 у !7 - /б где JY = 3 5, 7 и т.д. — количество обрабатываемых граней профиля.

Если передаточное отношение этих шестерен несколько меньше или несколько больше величины JV, то при обработке получаются профильно-спиральные валы.

Б первом случае получается правая завивка спирали, во втором — левая. Величина угла спирали профиля зависит как от величины передаточного отношения, так и от величины пройольной подачи безвершинного косоугольного резца 5 за

1 оборот обрабатываемого вала 19. для контроля процесса формообразования РК профиля и подйержания требуемой точности устройство снабжено контрольноуправляюшей системой (фиг. 3). Эта система состоит из 2 — х трактов. Первый включает в себя первичный преобразователь 22, который представляет из себя индуктивный датЧик линейных перемешений. Корпус послейнег о жестко прикреплен к каретке 3 гидросуппорта, а шток— к поперечным салазкам 6 станка. Через последовательно соединенные масштабный усилитель 23 и фазочувствительный детектор 24 первичный. преобразователь 22 имеет связь с усилителем 25 постоянного тока.

Второй тракт состоит из электрического преобразователя 26 угла поворота эксцентрика 8. Этот преобразователь представляет собой врашаюшийся трансформатор типа ВТ-5 и служит для отработки электрической синусоидьь Он жестко соединен с приводным валом 9, на котором расположен круговой эксцентрик 8.

Преобразователь 26 угла поворота через масштабный усилитель 27 и фазочувствительньгй детектор 28 также соейинен с усилителем 25 постоянного тока. Послец743793 6 ным контуром, текущий радиус-вектор

0 которого равен ний, в свою очередь, через блок 29 командоаппарата соединен с механизмом 3 отключения подачи. Этот механизм взаимодействует с рукояткой 31 включения и выключения подачи станка, расположенной на фартуке 32.

Первичный преобразователь 22 и преобразова те> ь 2 6 угла поворота, а также фазочувствительные детекторы 24 и 28 подключены к генератору 33 переменного >О тока.

Ycrpойство работает следующим . образом.

При включении вращения шпинделя станка одновременно с равномерно враща- 15 ющимся обрабатываемым валом 19 через цилиндрические зубчатые передачи 18, 17 и 16, а также приводной вал 9 приводится во вращение круговой эксцен1— рик 8. Тарельчатый толкатель 10 при 20 этом перемешается по синусоидальному закону, описанному уравнением

/> = Х Y=V(R-певтМР> N Ke cas é

Х - estd /Ê f

Y8 — — Л/Е Сс Ф ) .

g csin h" где p — величина эксцентриситета круго25 вого эксцентрика 8 (фиг. 4); — угол поворота обрабатываемого вала 19.

Эти гармонические колебательные перемещения посредством рычага 11 передаются на плун>кер 13 управляющего золотника 2. Колебательные перемещения плунжера 13, а соответственно и силового цилиндра 1 с кареткой 3 и безвершинным косоугольным резцом 5 носят

35 гармонический характер с законом, описанным уравнением

Х = csin N, Откуда следует. что в+ в с (ЕФ..) е< где K= „— величина передаточного е отношения плечь fy и f< рычага 11 40 (фиг. 2).

Изменяя величину К при постоянном значении величины кругового эксцентрика 8, можно производить переналадку устройства для обработки различных по размерам PK профилей.

При установке режущей кромки безвершинного косоугольного резца 5 на размер среднего радиуса PK профиля, режущая кромка Qh перемешается по заУгол поворота кругового эксцентрика

8 измеряется преобра ювателем 26 угла поворота. В данном случае преобразователь угла поворота выступает в роли задатчика расчетной синусоиды. Величина линейного перемещения поперечных салазок каретки 3 с безвершинным косоугольным резцом 5. измеряется первичным преобразователем 22 перемещения, шток которого упирается в планку поперечнsrх салазок 6 станка. С первичного преобразователя 22 снимается электрический сигнал, отобра>ка>ощий реальнь>e перемещения безвершинного косоугольного резца 5.

Преобразователи 26 и 22 питаются от генератора 33 переменным нап1>я>кени55 кону

:, Х= R — Ке sin Л У

Формообразующая (калибруюшая) точка В (фиг. 4) > ри этом перемещается по закону

1 = NKe COZiYY, Таким образом, на обрабатываемом валу 19 получается профиль с равпоосВ результате равномерного вращения обрабатываемого вала и согласованного с ним возвратно-поступательного неремещения косоугольного без>зершинного резца 5, формообразующая РК профиля точка Б (фиг. 4) двигается по траектори r эллипса, малая ось которого параллельна к направленик> возвратно-поступательных перемещений резца, а большая, в JY раз превосходя по величине малую, перпендикулярна оси детали (фиг. 4).

Если провести через точку В (фиг. 4) горизонтальную ось / З, а на расстоянии от нее — вертикальную ось, то координаты 1очки В в системе координат (р, Og >» будут т.е, траектория точки Б представляет eo: бой эллипс с отношением длин осей, равным . Величина малой оси эллипса определяется длиной хола безвершинного косоугольного резца 5, а большая получается кинематически. аллина активной режущей кромки Д1 — g безвершинного косоугольного резца изменяется в зависимости от угла поворота > вала (фиг. 4).

Контрольно-управляющая система преллагаемого устройства работает следующим образом.

7 743 ем с частотой 500 Гц. Сит палы с преобразователей 22 и 26 усиливаются масштабирующими усилителями 23 и 27. Усиленные сигналы с усилителей поступают на входы фазочувствитепьных детекторов

24 и 28, на которые также поступает напряжение с генератора ЗЗ.

Фазочувствительное;детектирование сигналов с преобразователей позволяет получить на выходах фазочувствительных детекторов масштабированные "игналы постоянного тока, пропорциональные соответственно углу поворота кругового эксцентрика 8 и переме!пения каретки 3 с безвершинным косоугольным резцом 5.

С выходом фазочувствительных детекторов сигналы поступают на входы дифференциального усилителя 25 постоянного тока. па выходе 25 получается сигнал постоянного тока, пропорциональный величине отклонения действительного положения безвершинного косоугольного резца 5 относительно требуемого по синусоидапьному закону, т.е. разница между электрическими сигпа !ами преобразователей 26 и 22.

Если величина электрического сигнала, поступаюшего с усилителя 25 постоянного тока, превышает допустимую величину, то при этом происходит включение блока

29 командоаппарата. Срабатывание последнего позволяет включить механизм

30, который, воздействуя на рукоятку

З.L, отключает продольную подачу суппорта. Таким образом контрольно-управляюшая система предохраняет появление бракованных профильных валов.

Порог срабатываемости блока 29 командоаппарата зависит от класса точности обрабатываемого профильного вала 19. !ем Вьп!!е класс тОчнОсти прОфильнОГО вала, тем ниже порог срабатываемости блока 29 командоаппарата.

Применение устройства в условиях машиностроительных заводов позволяет

TIoBbtcHTb точность обработки профильных валов, А изготовление этих валов по при- веденным затратам на 50-60Ъ дешевле, чем изготовление аналогичных по геометрическим размерам шпицевых валов.

Изобретение можно использовать при обработке 4-х, 5-ти и т.д. гранных валов, а также в инструментальной промьппленности при обработке бесканавочных метчиков, хвостовиков сверл, некругпых протяжек и прошивок. Причем только валы с нечетным количеством граней обладают свойством равноосности. Это устройство можно широко использовать и в мебельной промыл!!пенности при изготовлении деталей сложной конфигурации.

30 Формула изобретения

1. Устройство для бескопирной обработки профильных валов с равноосным контуром, содержащее каретку с одноко-!

5 ординатным спедяшим гидравлическим приводом и механизмом отбора движений с приводным валом, о т и и ч а ю щ е ес я тем, что, с цепью повышения точности и производительности обработки, 20 оно снабжено кинематически связанным с обрабатываемым валом синусным механизмом-пострОителем, выполненным в виде кругового эксцентрика с тарельчатым толкатепем, на "троечными салазками

25 с рычагом, нижнее -.!печо которого взаимодействует с толкатепем, а верхнее связано с плунжером золотника гидропривода.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что, с целью упроще30 ния конструкции, оно снабжено безвершинным косоугольным резцом, установленным на каретке, связанными соответственно с ним и эксцентриком преобразователями прямолинейного и углового перемешений, масштабными усилителями, входы которых соответственно соединены с выходом IIpeобразоватепей и фазочувствитепьными детекторами, подключенными к выходу усилителей, усилителем постоянного тока к

40 входам которого подк!!ючены выходы детекторов, блоком командоаппарата и механизмом отключения подач, подключенным к выходу командоаппарата, вход которого соединен с выходом усилителя постоянно45 го тока, и генератором переменного напряжения, подключенным к преобразователям и фазочувствитепьным детекторам.

Источники информации, 5II . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2368027/25 — 08, кл, Б 23 С 3/08, 1976.

743793

Составитель В. Жиганов

Редактор А. Мотыль Техред Р, Олиян Корректор С. Шекмар

Заказ 374Я2 Тираж 1160 Подписное

ЦНИН1Н1 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13: 35, Москва, >К-35, Раушская наб., д. 4/5

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