Ленточно-шлифовальный станок

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Социалмстнческнк

Республик ()975348 (5E}M. Кл.

В 24 В 21/16

9кударстееивй кеметет

СССР ао делам лэо4ретений и открытей (53 ) УД К 621 .922. .079 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.M.Ìèãóíoâ, М.М. Куковякин и Л. Т.Маг ю (73) Заявитель (54) ЛЕНТОЧНО-ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК

Изобретение относится к обработке . поверхностей двойной кривизны, а именнопера лопаток газотурбинных двигателей.По основному авт. св. N 831567 известен лентонно-шлифовальный станок, котор и содер ит станину, механизм об- 5 ката, сообщающий обрабатываемой лопат ке формообразующее движение обкатки по огибаемому движущейся шлифовальной лентой контактному копиру, устройство для сообщения абразивной ленте поперечных о к плоскости ее вращения перемещений, а также кулачковый механизм кинематической связи механизма обката с устройством поперечного перемещения ленты Cl 3.

В этом станке шлифовальная лента в процессе обкатки непрерывно перемещается в поперечном направлении по контактному копиру и совершает полный ход Н в одну сторону за время Т одинарного качания обкатки. При такой взаимосвязи. указанных механизмов, обработка лопатки производится лишь тогда, когда ее контакт с лентой осуществляется по линии вдоль ббрабатываемой поверхности пера и вдоль ленты и непрерывно перемещается в поперечном направлении. При этом воз можна эффективная обработка лишь тех лопаток, которые имеют малую длину пера с кривизной только в плоскостях поперечных сечений, что необходимо для того, чтобы рабочая поверхность копира имела профиль благоприятный для Работы ленты, а длина реза, которая равна длине линии контакта, не превышала допуотимую величину. Однако при обработке сильно закрученнт.rx лопаток (больше

ЗОО) с большой длиной пера, например вентиляторных лопаток ГТД, длина реза оказывается:..недопустимо большой, а профиль рабочей поверхности копира сильно закрученным, что значительно ухудшает условия обработки (снижается производительность и стойкость лент). Кроме того, на обрабатываемых поверхностях образуются прижоги, что резко снижает качество обработки. (6l) Дополнительное к авт. свид-ву ¹ 831567 (22) Заявлено 19.09.80 (2l ) 2985053/25-08 . с присоединением заявки № (23) П риоритет

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 25.1 1.82

3 97ЬЗ

При обработке таких лопаток на известном станкесс обкаткой не в одной плоскости, а в двух (в плоскости продоль. ной оси и с разворотом вокруг нее, так как только при этом условии можно получить благоприятный профиль рабочей по,верхности копира, обеспечивающий стабильную работу шлифовальной ленты), контакт лопатки с лентой будет осуществляться уже не по линии, a a тTоoч кKеe, в ð результате .чего при существующей кинематической связи механизма обката с ус ройством поперечного перемещения ленты синхронизации ее поперечных перемещений с дьижением обкатки не достигается.

Для доказательства этого рассмотрим .случай, при котором одинарное качание обкатки лопатки с разворотом вокруг ed продольной оси начинается с точки у .входной кромки приполочного участка и оканчивается на точке выходной кромки у технологической бобышки. В начальный момент обработки только точка у входной кромки приполочного участка будет контактировать с лентой, а остальная часть обрабатываемой поверхности пера будет приподнята над копиром. Одновременно с началом обкатки лопатки с разворотом начнет перемешаться в поперечном направлении и шлифовальная лента, плоскость вращения которой параллельна плоокости обкатки. Но к тому моменту, когда лопатка должна будет коснуться ленты точкой у входной кромки технологической бобышки, пройдет некоторый промежуток времени 4, за который лента переместит3S ся в поперечном направлении от своего начального положения на часть хода Н, пропорциональную отношению времени Ф к времени Т одинарного качания обкатки

4р т.е. указанный участок останется необработанным, так как лента к этому моменту выйдет из под него. К тому моменту, когда лента совершит полный ход

Н, лопатка также закончит одинарное качание обкатки и будет касаться ленты точкой, противоположной начальной, т.е. точкой у выходной кромки технологичеакой бобышки, а все остальные точки поверхности будут приподняты над копиром, причем все точки, расположенные вдоль выходной кромки, останутся необработан-. ными, так какьв то время, когда они должны были коснуться ленты, она erne не достигла своего противоположного крайнего положения, а находилась в промежуточном. В результате обработанным оказывается лишь узкий участок поверхности пера, соединяющий начальную и ко48 4 нечную точки касания, а остальная поверхность остается необработанной, что значительно снижает надежность станка, производительность и точность обработки, Кроме этого, невозможность осуществления надежной синхронизации поперечных перемещений ленты с движением обкат ки при обработке пера лопаток значительной длины с большой степенью кривизны значительно сужает технологические возможности существующего станка.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей станка, повышение производительности и точности обработки поверхностей пера сильно закрученных лопаток знанительных габаритов с обкаткой в плоскости продольной оси и с разворотом вокруг нее.

Поставленная цель достигается тем, что кинематическая связь механизма обката с устройством поперечных переме.щений шлифовальной ленты осуществлена

:посредством храпового механизма, На фиг. 1 представлен станок в плоскости вращения шлифовальной ленты; на фиг. 2 — вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 3.

Станок содержит огибаемые шлифовальной лентой.1 контактный копир 2, направляющие ролики 3 и 4 и приводной шкив 5, являющийся одновременно и натяжным, для чего его вал 6 установлен на коромысле 7, имеющем возможность поворачиваться на оси 8 кронштейна 9, закрепленного на станине 10.

На коромысле 7 установлен электродвигатель 11, вращающий через гибкую передачу 1 2 вал g приводного шкива. 5, и груз 13, величиной которого задают требуемое натяжение ленты. Поворот коpoMhIcJIa 7 на оси 8 для смены ленты осуществлен штоком. силового цилиндра

14, закрепленного на станине станка.

Обрабатываемая лопатка 15 с помощью приспособлений 1 6 и 17 закреплена на качалке 18, цапфы 19 и 20 которой с помощью подшипников установлены в опорах корпуса 21, жестко закрепленного на планшайбе 22 шпинделя 23 механизма обката.

На цапфе 20 одним концом закреплен рычаг 24, второй конец которого снабжен свободно враша1ощимся роликом 25, взаимодействующим с копиром 26 продольного разворота лопатки. Копир 26 закреплен на станине станка. С цапфой 19 кинематически соединен механизм 27 поджима ролика 25 к копиру 26, на5 0783 пример пружинный, осуществляющий поджим через качалку 18, цапфу 20 и рычаг 24.

На другом конце шпинделя 23 закреплен рычаг 28 со свободно вращающимся и роликом 29, взаимодействующим с копиром 30 поворота шпинделя. Поджим ро-. лика 29 к копиру 30 осуществлен грузом 31, установленным на рычаге 28.

Шпиндель 23 на подшипниках уста- О новлен в люльке 32 механизма обката.

С помощью шпанки 33 люлька 32 закреплена на валу 34, который установлен неподвижно в осевом направлении и с возможностью вращения в подшипниках 1З станины. Привод качания люльки 32 механизма обката включает электродвигатель 35 и редуктор 36, на выходном валу которого закреплен кривошип 37, который через ось .38, тягу 39 и ось 20

-40 соединен с люлькой 32.

Контактный копир 2 закреплен на горизонтальном столе 41, имеющем возможность с помощью маховичка 42 и винтовой передачи 43 перемещаться в направляющих пиноли 44 механизма подачи.

На пиноли 44 закреплен с возможностью свободного врещения ролик 45, упира ющийся при подаче давления в нижнюю полость силового пневмоцилиндра 46 в 30 клин 47, соединенный винтовой передачей

48 с маховичком 50 ручной цодачи. На валу 49 свободно (с возможностью поворота) установлена шестерня 51, входя-. щая в зацепление с зубчатой рейкой 52, соединенной со штоком силового цилиндра 53 автоматической подачи.

Переход с ручной на автоматическую цодачу осуществляют осевым поджатием пружины 54 кулачковой полумуфты 55, gg соединенной с валом 49 шпонкой или шлицами, к полумуфте на шестерне 51.

Оси вращения роликов 3 и 4 закреплены на кронштейне 56, неподвижно установленном на ползуне 57, который с воз- можностью возвратно-поступательного перемещения в направлении, перпендикуляр ном плоскости вращения ленты, установлен в направляющих плиты 58, закрепленной на станине станка.

Отличительной особенностью станка является то, что вал 34 люльки 32 посредством неподвижно установленного на йем рычага 59 (фиг. 2), оси 60, закреп,ленной на рычаге 59, а также фиксатора

61, установленного с возможностью поворота на оси 60, соединен, с храповым колесом 62, закрепленным на валу 63.

Вал 63 установлен соосно с валом 34 в

4й 6 ,подшипниках опоры 64 и подшипниках, расположенных во внутренней проточке вала 34.

На валу 63 закреплена коническая шестерня 65, которая входит в запепление с конической шестерней 66, закрепленной на верхнем конце вала 67, установленном с возможностью вращения в опорах 68 и 69.

На нижнем конце вала 67 также установлена коническая шестерня 70, которая входит в зацецление с двумя коническими шестернями 71 и 72, расположенными неподвижно в осевом направлении на подшипниках ступенчатого вала 73, установленного неподвижно в осевом направ ленни в подшипниках опоры 74 и подшипниках станины. Внутренние торцы шес терен 71 и 72 выполнены в виде зубчатых полумуфт.

На ступенчатом валу 73 выполнен шлицевой участок, расположенный между внутренними торцами шестерен 71 и 72, а также два резьбовых участка с одинаковой резьбой, один из которых расположен между шестерней 72 и внутренней перего родкой станины, а другой консольно расположен по правую от перегородки сторону и входит в зацепление (составляет винтовую пару) с гайкой 75, закреплень ной на ползуне 57.

На шлицевом участке вала 73 с возмож. костью осевого перемещения и взаимодействия с внутренними зубчатыми торцами шестерен 71 и 72 установлена двусторонняя зубчатая полумуфта 76, попериметру которой выполнен кольцевой паз. ,В кольцевой паз полумуфты 76 введена с зазором вилка 77, закрепленная на втулке 78 (фиг. 3), которая с возможностью осевого перемещения установлена на штанге 79. Штанга 79 установлена с возможностью перемещения параллельно оси вала 73 в направляющей 80, а также закреплена на штоке 81 цилиндра 82, неподвижно установленного на станине 10.

Штоковая и бесштоковая полости силового цилиндра 82 гидравлически соединены с распределителем 83, посредством которого осуществлено изменение направления переме цения штока 81. Взаимодействие штока 81 при его перемещении вправо со втулкой 78 осуществлено через пружину 84, а при перемещении влево — через штангу 79, регулируемый упор 85, закрепленный на ней, и через пружину 86.

Пружины 84 и 86 предназначены для осуществления плавного ввода в зацепле ние зубчатых полумуфт.

7 97ИЙ

Реэьбавой участок вала 73, располо женный между конической шестерней 72 и внутренней перегородкой станины, введен в зацепление с гайкой 87 (фиг. 2 и 3) которая установлена с возможностью осевого перемещения в корпусе 88, закрепленном с плитой 89 на ползуне 90. Пал« зун 90 установлен.с воэможностью перемещения параллельно оси вала 73 в направляющих корпуса 91, закрепленного на 10 станине 10. Фиксация гайки 87 в угловом положении осуществлена пальцем 92, закрепленным в гайке 87 и введенным в ( направляющую канавку. корпуса 88. Взаимодействие гайки 87 с корпусом 88 1$ осуществлено через пружины 93 и 94 и крышки 95 и 96. Последние выполнены с отверстиями для вала 73 и закреплены по обеим сторонам корпуса 88.

На плите 89 установлен с возможнооь 20 тью взаимодействия с датчиками 97 и 98 двусторонний упор 99 (фиг. 3). Датчик

97 закреплен на упоре 100, установленном с возможностью регулировочного перемещения в направлении, параллельном 25 оси вала 73, в направляющих корпуса

101, неподвижно установленного íà ста . нине 10.

Регулировочное перемещение упора

100 с датчиком 97 осуществлено посред-фО ством винта 102.

Датчик 98 закреплен на упоре 103, установленном с возможностью регулировочного перемещения в направлении, параллельном оси вала 73, в направляк ших корпуса 104, неподвижно установленного на станине. Регулировочное перемещение упора 103 с датчиком 98 осуществлено посредством винта 105.

Датчики 97 и 98 электрически соединены с устройством 106, управляющим работой распределителя 83, а также устройством, управляющим работой силового цилиндра 53 (фиг. 1) механизма подачи на врезание (не изображен).

43

Кроме того, на кронштейне 107 станины 10 соосно с валом 63 неподвижно установлен диск 108, по оси которого выполнено отверстие для вала 63. На .поверхности П диска 108, (фиг. 2 и 4) > с вазможностью регулировочного перемещения по окружности установлена дугообразная пластина 109, внутренний диаметр которой равен наружному диамртру диска

108. При этом шириной В пластины 109 (фиг. 2) обеспечена возможность перекрытия ею фиксатора 61 и зубьев храпового колеса 62. Для обеспечения свободного вращения храпового колеса 62 относи46 8 тельно вогнутой поверхности пластины

109 диаметр диска 108 выполнен больше наружного диаметра храпового коле са 62.

При работе станка электродвигатель

1 1 через гибкую передачу 1 2 и шкив 5 вращает шлифовальную ленту 1, а электродвигатель 35 механизма обкатки через редуктор 36, кривошип 37 и тягу 39 сообщает качательные движения люльке 32.

В процессе обкатки ролик 29, взаимо действуя. с копиром 30, через рычаг 28 и шпиндель 23 сообщает лопатке 15 формообразующее движение относительно контактного копира 2 в плоскости вращения ленты, а ролик 25, взаимодействуя с копиром 26, через, рычаг 24 поворачивает качалку 18 вместе с лопаткой вокруг ее продольной оси 00. При этом в процессе поворота люльки 32 по часовой стрелке фиксатор 61, взаиомдействуя с зубьями храцового колеса 62, поворачи:вает его. Вращение храпового колеса 62 через вал 63, конические шестерни 65, 66, вал 67 и коническую шестерню 70 передается коническим шестерням 71 и

72, которые при .этом вращаются в про тивоположные стороны. Давление рабочей жидкости, которое через распределитель

83 (фиг. 3) подается в бесштоковую по= лость силового цилиндра 82, удерживает поршень и шток 81 в крайнем правом положении, осуществляя тем самым через пружину 84 и вилку 77 сцепление зубьев полумуфты 76 и шестерни 72. В результате этого вращение шестерни 72 через полумуфту 76 передается валу 73. При этом вращательное движение вала 73 преобразуется в поступательное движение, например вправо (фиг. 2), гайки 75, ползуна 57, кронштейна 56, роликов 3 и 4, а соответственно и шлифовальной ленты 1.

Поперечное перемещение ленты 1 по контактному копиру 2 осуществляется до тех пор, пока люлька 32 не займет своего крайнего положения при повороте по часовой стрелке и не начнет поворачиваться против часовой стрелки (фиг. 1 и 4). При этом фиксатор 61 перестает взаимодействовать с зубьями храпового колеса 62,. вследствие чего прекрашается передача вращения от вала 34 люльки

32 к механизму поперечного перемещения ленты. Б момент изменения направления качания люльки на противоположное (по часовой стрелке) поперечное перемещение ленты возобновится. Передаточное число конических передач, а также шаг винтоГ) 9753 вой передачи, выбраны с таким расчетом, чтобы величина поперечного перемещения шлифовальной ленты по контактному Ко пиру в процессе максимального поворота люльки 32 по часовой стрелке не превы» шала ширины ленты.

Для уменьшения величины разового поперечного перемещения ленты пластину

109 (фиг. 4) устанавливают на диске

108 таким образом, чтобы она вначале 46 поворота люльки 32 по часовой стрелке находилась между зубьями храпового колеса 62 и фиксатором 61. При этом фиксатор 61 при повороте люльки 32 по часовой стрелке не начинает взаимодей- 15 ствовать с зубьями храпового колеса 62 до тех пор, пока его вершина не сместится с пластины 109. Величина разового хода ленты при этом уменьшится во .столько раз, во сколько уменьшится угол 20 поворота люльки 32, при котором фиксатор 61 взаимодействует с храповым колесом 62, например, прн повороте люльки на максимальный, угбл 60О, шлнфовальная лента перемещается по контактному копи-25 ру в поперечном направлении на 50 мм.

Фиксатор 61 храпового механизма при этом также поворачивается относительно оси качания люльки на 60, поворачивая нд этот же угол храповое колесо 62. При5д .перекрытии пластиной 109 фиксатора 61, и зубьев храпового колеса 62 на угол

30о кинематическая связь вала 34 с механизмом поперечного перемещения ленты возобновится только после поворота люль 55 ки 32 на угол 30о и не будет прерывать. ся до ее поворота на угол 60 . В это время храповое колесо 62 также повернется на угол 30о, т.е. на угол в два раза меньший, чем тот, который необходим1й для перемещения ленты на 50 мм. В результате этого величина поперечного пеI ремещения ленты также уменьшится в 2. раза, т.е. будет равна 25 мм. При вращении вала 73 одновременно с гайкой 75 в том же направлении с той е скоростью перемещается гайка 87, оторая через пружину 94, крышку 96 и, корпус 88 перемещает за собой ползун

90 и плиту 89,с упором 99.

В момент достижения лентой крайнего правого положения (фиг. 2), при котором происходит обработка крайней правой точки обрабатываемой поверхности пера лопатки 15, iIpBBbIA торец упора 99 (фиг.3) касается упора 103 и ножки датчике 98. . 55

Датчик 98 подает сигнал на устройство

106, которое посредством распределителя

83 подает давление рабочей жидкости в

10 штоковую полость силового цилиндра 82, в результате чего поршень и шток 81 перемещаются в крайнее левое положение, осуществляя тем самым через штангу 79, упор 85, пружину 86, втулку 78 и вилку

77 перемещение полумуфты 76 в крайнее левое положение, т.е. сцепление ее с шестерней 71. Одновременно датчик 98 подает сигнал на устройство, управляющее механизмом подачи (не изображено), в результате чего осуществляется подача контактного копира 2 с лентой 1 на врезанне.. Регулирование величины подачи на врезание осуществляют настройкой реле времени (не кзображено). При этом в процессе поворота люльки 32 по часовой стрелке вращение вала 73 осуществляется or шестерни 71, которая вращает ся в направлении, противоположном направ лению вращения шестерни 72. Направление поперечного перемещения гаек 75 и

87, а соответственно ленты и упора 99, также изменяется на противоположноесправа налево. В момент достижения лентой крайнего левого положения, которое обеспечивает обработку крайней левой точки обрабатываемой поверхности пера лопатки 15, левый торец упора 99 (фиг. 3) касается упора 100 и датчика

97, который дает команду на изменение направления поперечного перемещения ленты на противоположное, а также на подачу контактного копира с лентой на ,врезание, причем вследствие равенства шага резьбы на обоих резьбовых участках вала 73 шлнфовальная лента и упор 99 (фиг. 3} за один промежуток времени перемещаются на одинаковую величину Н, равнуюГсуммарной величине поперечного перемещения ленты, что и обеспечивает срабатывание датчиков 97 и 98 именно при достижении лентой крайних положений.

Указанный цикл повторяется до тех пор, пока датчик окончания обработки (не показан} не подаст сигнал на отвод контактного копира 2 с лентой 1 от ло патки 15, а также на отключение электродвигателя 35 механизма обката и пр5 вода 11 вращения ленты.

В начальный момент обработки пера лопатки 15 шлифовальная лента расположена на контактном копире 2 в крайнем, например правом положении (фиг. 2), обеспечивающем обработку крайней правой .точки обрабатываемой поверхйости, и не начинает перемещаться в поперечном направлении до тех пор, пока люлька 32 не займет крайнего положения при пово12 посредством храпового механизма, то достигается строгая синхронизации поперечных перемещений ленты с движением обкатки, вследствие чего при обработке сильно закрученных лопаток значительных габаритов с обкаткой в плоскости продольной оси лопатки и с разворотом вокруг нее за время перемещения ленты в поперечном направлении от од10 ного крайнего положения до другого осуществляется полная, а не частичная (как в известном), обработка поверхности пера, что значительно .расширяет технологические возможности станка, а также по13 вышает производительность и точность обработки. Кроме того, возможность регулировки величины разового поперечного перемещения шлифовальной ленты также расширяет технологические возмож20 ности станка..

Ленточно-шлифовальный станок по

gg авт. св. No 831567, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения тех нологических возможностей, механизм обкатки связан с устройством поперечно-! го перемещения ленты посредством храпо3о вого механизма.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 831567, кл. В 24 В 21/16, 1976.

11

075 роте по часовой стрелке. За время поворота люльки 32 в указанном направлении осуществляется обкатка обрабатываемой поверхности лопатки 15 по контактному копиру, а поскольку шлифовальная лента .при этом не смещается в поперечном направлении, то весь участок обрабатываемой поверхности лопатки, расположенный вдоль кромки, оказывается обработанным на ширину контакта с лентой. После это го в процессе обратного движения обкатки шлифовальная лента перемещается в поперечном направлении на расстояние, обеспечивающее частичное перекрытие ею своего первоначального положения, что обеспечивает отсутствие необработанных промежутков между обработанными участками лопатки. Обработка лопатки при этом осуществляется продольными строчками,. частично перекрывающими друг друга. При этом за время перемещения ленты в крайнее левое положение на величину хода Н (фиг. 2) осуществляется полная обработка всей поверхности пера лопатки.

При достижении лентой 1 своего крайнего положения датчик 97 дает команду на врезание контактного копира с лентой и переключение полумуфты 76, в результате чего изменяется направление поперечного перемещения ленты.

Так как в предлагаемом станке механизм обката кинематически связан с механизмом поперечного перемещения лентн

Формула изобретения