Полуавтоматический электрокопировальный фрезерный станок для обработки фасонных контуров больших размеров, в частности самолетных шаблонов

 

№ 8673О

Класс 49b, 5к ссср

В >3. К л1401.

М 1 1 1 4

0ПИСАНИЕ g>QEPETEHM

H. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С. Л. Бейлинсон, В. А. Лещенко, М. А. Письменный и А. В. Шувалов

ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОКОПИРОВАЛЬНЫЙ

ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ФАСОННЫХ КОНТУРОВ

БОЛЬШИХ РАЗМЕРОВ, В ЧАСТНОСТИ, САМОЛЕТНЫХ

ШАБЛОНОВ

Заявлено 4 декабря 1948 г. аа ка 888171 в Гоегехннку СССР

Предлагается копировально-фрезерный станок с электрос.1едяшигч 1стро11ством, В существующих станках такого рода управление движениями рабочих кареток станка осуществляется обычно от копировальной следя щей головки посредством одной электромеханической илп электрогидравлической цепи.

В силу органических особенностей существующих следящих систем такие станки при копировальной обработке контуров изделий больших размеров (например, 3 - 1 5 л и более) не обеспе-ивают достаточно высокой точности копирования.

В описываемом станке, в целях повышения точно . 1о чности копи ования о +-1 мал при обработке по контуру самолетных деталей больших разме ов для осуществления копировального движения н р и езерной головки, меров применены две параллельные системы приводов, р,. в азвельно уп азляемых от о ной электпоследящей головки. Одна пз этих систем — электромеот одной э р осу ествления и иближенханическая система — предназначена для осущ ного направления инструмента по заданному уру, р конт а д угая система — электрогидравлическая — предназначена дл рр я ко ектирования копировального движения фрезерной головки.

На фиг. 1 изображена пространственная схема электрокопировального станка; на фиг. — д ф г. 2 — иаграмма скоростей подач рабочих кареток станка от электромеханической и электрогидравлической приводных цефиг. 3 — структурная схема электрокопировального станка. пеи; на фиг. — р

На направляющих и 2 станины станка установле д н по Вижный в продольном направлении портал 8, несущ " н ий на себе жестко связанны.. между собой электроследящую головку 4 и фрезерную головку 5. з двух неподвижных столах б и 7 станка устанавливаются параллельно

9 (ф . 3, оторыми соответственно, при перемещении портала над столом станка, взаимодействуют следящая и фрезерная головки. № 86730

Продольное перемещение портала по направляющим 1 и 2 осуществляется посредством ходового винта 10. приводимого во вращение о» электродвигателя ll постоянного тока. На портале имеются поперечные направляющие 12, на которых установлены салазки И поперечного суппорта 14. На суппорте 14 в свою очередь установлен на продольных направляющих 15 крестовый суппорт, состоящий из продольной каретки 16 и поперечной каретки 17, несущей фрезерную головку 5, Поперечный суппорт 14 портала приводится в движение посредством ходового винта

18 от электродвигателя постоянного тока 19. Для продольной подачи каретки 16 верхнего крестового суппорта служит гидравлический цилиндр 20, а для поперечной подачи каретки 17 с фрезерной головкой 5 —гидравлический цилиндр 21.

Таким образом, копировальное движение фрезерной головки 5 по кочтуру изделия осуществляется в результате суммирования двух плоских движений двух помещенных друг на друге крестовых суппортов, у которых каретки нижнего суппорта получают движение от двух электродвигателей 11 и 19, а каретки верхнего находятся под непосредственным воздействием поршней гидравлических цилиндров 20 и 21. Обе системы приводов раздельно управляются от командных агрегатов одной электроследящей головки 4.

Электромеханическая система приводов предназначена для осуще ствления приближенного направления фрезы па заданному контуру изделия, а электрогидравлическая система для корректирования копировального движения фрезерной ro.ïoâêH. Применение гидравлической системы поршневых приводов для корректирующего перемещения кареток верхнего крестового суппорта обеспечивает высокую точность копирования и повышает чистоту обработки, так как, вследствие малой инерции поршней цилиндров, реверсирование кареток производится практически мгновенно. Корректирующее движение верхних кареток очень не велико. что позволяет ограничить размеры гидравлических цилиндров.

Рабочее вращение фрезерного шпинделя 22 осуществляется индивидуальным электродвигателем 2с3 через коробку скоростей 24. Для вертикального установочного перемещения фрезерной головки 5 служит вспомогательный гидравлический цилиндр 25 или ручной привод 26.

Как известно, идеальное копирование будет происходить в том случае, если в любой точке контура направление подачи будет совпадать с направлением касательной к кривой в данной точке контура. Всякое отклонение направления подачи от направления касательной в данной точке будет вызывать ошибку в копировании. Эта ошибка и используется в качестве управляющего параметра в копировальных системах со следящим приводом. Задача получения удовлетворительной копировальной системы состоит в том, чтобы эта ошибка не выходила за установленные пределы. С другой стороны, для получения максимальной производительности и постоянных в процессе обработки данной детали условий резания, необходимо, чтобы в любой точке контура скорость подачи пр фрезеровании была постоянна по величине. Для выполнения этих двух условий необходимо, чтобы составляющие скорости по продольному направлению v и по поперечному направлению v в зависимости от положения инструмента на контуре, изменялись по законам: э„= vo cosa, „= vo япа, где: vo — результирующая скорость подачи; а — угол между результирующей скоростью подачи и положительным направлением оси Х, совмещенным условно с направлением продольной подачи.

Требование обеспечения этого закона изменения составляющих скоростей подачи при обработке крупных деталей с высокой степенью точности привело к необходимости применения дополнительного корректирующего устройства, которое при отклонении направления результирующей скорости от касательной в данной точке кривой быстро возвращает ее к направлению касательной. Естественно, что для выполнения этого условия, при отклонении направления результирующей скорости от направления касательной в данной точке, например, контура, что означает отход инструмента от правильного контура изделия, необходимо соз дать скорость, которая кратчайшим путем возвращает инструмент на и-тинный контур, то есть, скорость, направленную по нормали в данной точке.

На диаграмме скоростей (фиг. 2) обозначены: — скорость электрической подачи продольной каре ки; — скорость электрической подачи поперечной каретки;

v„,, — результирующая скорость электрической подачи от продо.чь ной и от поперечной кареток; ю,. — скорость гидравлического корректирования продольной каретки; — скорость гидравлического корректирования поперечной каретки; г,, — результирующая скорость гидравлического корректирования от продольной и от поперечной кареток;

-- результирующая скорость подачи;

K — направление касательной в точке О.

Угол р между скоростями при выбраннсй схеме будет в общем случае колебаться около 90 в ту и другую стороны, в зависимости от отклонений составляющих скоростей v. и „, от законов „.cosQ и v„ÿïà.

Взаимодействие электроследяшей головки и двух приводных систем фрезерной головки, осуществляющей копирное движение по контуру изделия, происходит в станке по следящей схеме (фиг. 3): электроследящая головка 4, состоящая из трех независимых командных агрегатов, взаимодействующих с контактным щупом 27, при своем движении относительно контура шаблона 8, сообшает командные импульсы систем управления приводами станка, которые передаются по трем цепям электрической схемы станка.

Электрический регулятор 28 следящей головки первой цепи посредством двухканального выходного усилителя 29 и силового агрегата управления, состоящего из двух электромеханических усилителей 80, электродвигателя 81 и генератора управления 82, управляет электродвигателями 11 и 19 главнсго продольного и поперечного движений портала

3 и суппорта 14 нижнего крестового суппорта. Обратная связь портала 3 и суппорта 14 осуществляется двумя тахогенератора;,:и 83 и 84, сидящими на валах электродвигателей и подающими по линиям 35 сигналы об ратной связи на сетки ламп выходного усилителя 29.

По указанной цепи приближенно осуществляется изменение скоростей движения продольной и поперечной кареток нижнего крестового суппорта по закону v„, =- v„cosa и v,, = „Мпа

Станция сельсинов-датчиков 36 следящей головки второй цепи, посоедством станции сельсинов-приемников 87, электронного усилителя 33, электромеханического усилителя 89 и приводного двигателя 40, управляет по цепи 41 гидравлическим регулятором положения 42 гидросистемы станка с обратной связью по цепи 43, действующей на роторы сельсинов приемной станции 37. Этой цепью обеспечивается установка кулачка гидравлического регулятора Ы ооеспечиваюшая акое положение pmcчределительным золотникам гидроприводов 20 н 21 кареток 16 и 17 верх№ 86730 него крестового суппорта, при котором направление результирующей скорости, корректирующего движения верхних кареток при отходе инструмента от контура, будет соответствовать нормали к контуру изделия в данной точке.

Индуктивный датчик 44 электроследящей головки 4 третьей цепи, посредством электронного усилителя 45 и вибрационного датчика 46 команд на гидросистему, управляет золотником 47 подачи жидкости or насоса 48 для питания гидравлических приводов 20 и 21.

По этой схеме обеспечивается подача давления в распределительные золотники гидросистемы в тех случаях, когда щуп следящей голог,ки, находящийся в постоянном контакте с шаблоном, отходит в ту или другую сторону от нейтрального положения при отклонении результирующей скорости от направления касательной в данной точке контура.

Предмет изобретения

I. Полуавтоматический электрокопировальный фрезерный станок для обработки фасонных контуров больших размеров, в частности, самолетных шаблонов, снабженный электроследящей контактной головкой, взаимодействующей с эталонным копиром, и связанной с ней фрезернои головкой, осуществляющей рабочее перемещение по обрабатываемому контуру под действием приводов, автоматически управляемых посредством электроследягцего устройства, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения высокой точности копирования при обработке изделий больших размеров, для осуществления суммарного копировального движения фрезерной головки применены две параллельных системы проводов, раздельно управляемых от одной электроследящей головки, из которых электромеханическая система предназначена для осуществления приближенного направления инструмента по заданному контуру, а электрогидравлическая система предназначена для корректирования копировального рабочего движения фрезерной головки.

2. Форма выполнения электрокопировального фрезерного станк по п. l, отличающаяся тем, что, с целью сообщения фрезерной головке одновременно двух плоских движений -от обеих систем приводов. применены aa помещенных друг на друге крестовых суппортов, у которых каретки нижнего суппорта кинематически связаны с электроприво. дом, а каретки верхнего находятся под непосредственным воздействием поршней гидравлических цилиндров.

3. Форма выполнения электрокопировального фрезерного станка и<> пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью одновременного управления двумя самостоятельными системами приводов от электроследящей контактной головки. электроследящая головка станка выполнена из трех, взаимодействующих с кон- ктным щупом, независимых командных агрегатов.

4. Форма выполнения электрокопировального фрезерного станка по пп. 1, 2 и 3, отличающаяся тем, что, с целью повышения чувствительности золотникового распределителя гидросистемы, для непосредственной передачи команд на золотник, применен вибрационный датчик. № 86730

Vo

fOeg — — — 1 1УУг

/01

34 42

Редактор А. Ф. Медведева Текред В. И. Сушкевич Корректор П. А Евдокимов

Подп. к печ 9.XI-6l г

Зак. 5790

Формат бум 70/108 / 6

Тпрагк 220

ЦБТИ при k,oìèòåòå по делам изобретений при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер., д.

Об.ьем О,v2 изд. л.

Цеиа I I коп. и открытий

2/6

Типография ЦБТИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР, Москва, Петровка, 14, гг

/

/д

/