Копировальный станок

 

(72) Авторы . изобретения

A,È. Ковган, В.М. Мигунов, N.È. Павленко и Г.И. Йейчев (71) Заявитель (54) КОПИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК

Изобретение относится к машиностроению, в основном к системам управ ления металлорежущими станками для обработки криволинейных поверхностей деталей с помощью следящего контактного элемента, движущегося вдоль контура копира.

Известны копировальные станки,содержащие механическое следящее устройство, контактный элемент (ролик, щуп) которого, взаимодействуя с копиром, смещает по требуемому закону обрабатывающий инструмент (резец, фрезу, шлифовальный круг и т.п.) относительно заготовки (1) . 15

Недостатком этих станков является то, что при обработке крупногабаритных деталей, например вентиляторных гопаток газотурбинных двигателей, требуются тяжелые и крупногаба- ;Я ритные жесткие копиры, изготовление и доводка которых вызывает значительные трудности, большую трудоемкость.

Наиболее близкими к пре,цлагаемому являются копировальные станки непря- 25 мого действия, в которых используются гидравлические следящие системы, контактный элемент которых взаимодействует с копиром, а исполнительный .орган соединен с несущим инструмент Щ столом следящей подачи, установленным в направляющих корпуса стола задающей подачи с гайкой и ходовым винтом, а также механизм вращения (21 .

Недостатком станков является низкая скорость копирования максимум б м/мин. При алмазном шлифовании титановых лопаток при такой скорости перемещения алмазного круга вдоль лопатки иэ-за малой скорости копирования (источник тепла).получаются прижоги. Для исключения прижогов требуется скорость копирования поднять вдвое. Однако известные гидравлические копировальные (следящие) системы такой скорости слежения не обеспечивают без снижения точности обработки.

Цель изобретения — обеспечение резкого увеличения скорости копирования, а следовательно, и качества обработки.

Указанная цель достигается тем, что в качес"гве следящей системы следящего устройства использован гидроусилитель крутящего момента, причем гидроусилитель с контактным элементом установлены на корпусе стола задающей подачи, а кинематическая

795898 связь входного вала гидроусилителя со следящим элементом и выходного вала со столом следящей подачи осуществлена кинематическими цепями с отношением передаточных чисел, равным масштабу копирования.

Для упрощения конструкции станка в качестве механизма вращения использован стол следящей подачи, для чего установленная на нем гайка, взаимодействующая с ходовым винтом, выполнена в виде червячного колеса, взаимодействующего с установленным на корпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма подачи врезания.

На чертеже станок изображен в плоскости формообразующих копировальных движений.

Станина 1 станка имеет вращающие

2, в которых установлен стол 3 продольной подачи, осуществляемые, например, вращение от привода (на чертеже не изображен) ходового винта

4, взаимодействующего с закрепленной на столе 3 продольной подачи гайкой 5.

В направляющих б стола 3 продольной подачи установлен корпус 7 стола задающей подачи, которая осуществляется, например, силовым гидроцилиндром 8, поршень 9 которого штоком 10 через кронштейн 11 соединен со столом 7 (элементы управления возвратно-поступательным движением поперечной подачи, т.е. гидроцилиндром

8, на чертеже не изображены).

В направляющих 12 корпуса 7 стола установлен с возможностью (вертикального) перемещения .стол 13 следящей подачи.

На кронштейне 14 стола 13 установлен обрабатывающий инструмент 15,например, алмазный круг, привод шпинделя 16 которого во вращение осуществляется гибкой (ременной) передачей 17 от электродвигателя 18, также установленного на столе 13 следящей подачи.

На столе 7 с помощью кронштейнов установлены с возможностью свободного вращения ролики 19 и 20, через которые перекинут трос 21, один конец которого закреплен на столе 13, а второй несет груз 22, уравновешивающий вес стола 13. ,. .На станине 1 с помощью приспособления 23 крепится обрабатываемая деi àëü (лопатка) 24, а с помощью приспособления 25 — копир 26, с которьж взаимодействует следящий контактный элемент — ролик (щуп) 27 следящего устройства гидравлического типа.

Отличительной особенностью предлагаемого станка является то, что в качестве .следящей системы следящего (копировального) устройства использован гидроусилитель крутящего моме .

)O

29

ЗО

60 б5 га 28, установленный на корпусе 7 задающей подачи. Гидроусилители кру-. тящего момента, например типа МГ 18, .содержат гидромотор МГ 15 и золотниковое следящее устройство, причем золотник связан с входным валом гидроусилителя, а гидроусилитель — с выходным.

На входном валу 29 гидроусилителя

28 закреплена шестерня 30, вэаимодействующая с шестерней 31, закрепленной на валу 32, установленном на подшипниках в корпусе редуктора 33, который закреплен на корпусе стола 7.

На валу 32 закреплена шестерня 34, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 35, несущей следящий контактный ролик 27. Зубчатая рейка имеет возможность перемещаться в направляющих 36 и 37 корпуса редуктора 33 и поджимает ролик 27 к копиру 26 под действием своего веса или, например, пружины.

Выходной вал 38 гидроусилителя

28 коническими шестернями 39 и 40 кинематически соединен с винтом 41, подшипниковые опоры 42 котороге раэ— мещены на корпусе 7. На винту 41 с помощью шариковых опор установлена гайка 42, выполненная в виде червячного колеса, взаимодействующего с червяком 43, опоры которого установлены с возможностью вращения в подшипниках 44, закрепленных на столе

13 следящей подачи. C червяком 43 кинематически соединен через редуктор 45 задающий элемент 46 подачи врезания, например, маховичок ручной подачи или привод автоматической подачи вреэания. При этом в качестве основного узла механизма врезания использован стол задающей подачи,что упрощает копировальный станок, так как в противном случае пришлось бы подавать на врезание, например, обрабатываемую деталь 24, что потребует введения специального стола подачи и т.п.

Червячное колесо 42 установлено в подшипниковых опорах 47 стола 13, что увеличивает жесткость и точность кинематической цепи.

Кинематическая связь входного вала 29 гидроусилителя 28 со следящим элементом 27-35 и выходного вала 38 со столом 13 следящей подачи осуществлена кинематическими цепями 3035 и 39-40-41-43 соответственно с отношением передаточного числа первой цепи к передаточному отношению второй цепи, рав чм масштабу копирования. Если, например, передаточное число первой цепи равно 10, а второй 0,1, т.е. если передаточные числа, определенные в направлении от следящего ролика и обрабатывающего инструмента к гидроусилителю, равны между собой, то масштаб копирования будет равным 1, т.е. смещения контакт-795898 вращения входного и выходного валов при высоких скоростях их вращения до 2000 об/мин. Это позволяет произ. водить копирование с большой скоt ростью, что повышает качество шли-.

5 фовки титановых и жаропро сных сплавов за счет устранения прижогов вследствие большой скорости смещения эоны контакта круга с деталью.

Формула изобретения

4О .червячного колеса, взаимодействую5О ного ролика 27 и инструмента 16 являются равными, что позволяет в качестве копира испольэовать эталонную деталь, а зто имеет известные преимущества.

При работе станка от силового гидроцилиндра 8 стол 7 задающей подачи совершает поперечные перемещения в направляющих б стола 3 продольной подачи, который перемещается периодически (на строку) или непрерывно от вращения ходового винта 4. Зубчатая рейка 35 совершает перемещения в направляющих 36 и 37 от взаимодействия ролика 27 с копиром 26.,Перемещения рейки через шестерню 34, вал

32, шестерни 31 и 30 передаются на входной вал 29 гидроусилителя 28, выходной вал 38 которого вращается синхронно с входным валом 29 и увеличенный крутящий момент через конические шестерни 39 и 40 передает винту

41, который, вращаясь, смещает червячное колесо 42, а вместе с ним через подшипник 47 стол 13 задающей подачи. Вместе со столом в направляющих 12 смещается инструмент 15, который, вращаясь от двигателя 18, обрабатывает деталь 24.

Так как следящий элемент 27-35 установлен не на столе 13 следящей подачи, как это имеет место в известных устройствах, а на корпусе 7 стола задающей подачи, то в процессе перемещения стола задающей подачи иэ одного крайнего положения в другое следящий элемент смещается на полную высоту копируемой поверхности, т.е. имеет значительный ход, в то время как в известных устройствах он лишь

"вибрирует" относительно нейтрального положения на определенную величину, которая определяет точность копирования н не может быть сколь угодно малой. В предлагаемом устройстве любые малые смещения следящего элемента передаются на. гидроусилитель кинематической цепью, увеличивающей величину этих смещений, что обеспечивает высокую точность копирования при больших скоростях копирования порядка 12-20 м/мин.

Гидроусилители крутящего момента обеспечивают высокую синхронность а5

1. Копировальный станок, содержащий следящее устройство, контактный . элемент которого взаимодействует с копиром, а исполнительный орган соединен с несущим обрабатывающий инструмент столом следящей подачи, установленным в направляющих корпуса стола задающей подачи с гайкой и хо- довым винтом, и механизм врезания, отличающийся тем, что,с целью увеличения скорости копирования и повышения качества обработки при шлифовании титановых и жаропрочных сплавов, следящий элемент следящего устройства выполнен в виде гидроусилителя крутящего момента, причем гидроусилитель вместе со следящим контактным элементом установлены на корпусе стола задающей подачи, а кинематическая связь входного вала гидроусилителя со следящим элементом и стола следящей подачи с выходным валом гидроусилителя осуществлена с отношением передаточных чисел, равным масштабу копирования.

2. Станок по и. 1, отличаюшийся .тем, что, с целью упрощения его конструкции, гайка стола следящей подачи, взаимодействующая с ходовым винтом, выполнена в виде щего с установленным на корпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма врезания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дружинский И.A. Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. М-Л., "Машиностроение", 1965, с. 141-148.

2. Там же, с. 200-203.

795В98

Составитель Ю. Королев

Редактор А. Долинич Техред М,Петко Корректор М. Коста

Заказ 9560/19 Тираж 924 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4