Способ компенсации погрешностей формы изделий с некруглым поперечным сечением при токарной обработке

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„, 1219256 g y В 23 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытии (21) 3735987/25-08 (22) 09, 01. 84 (46) 23.03.86. Бюл. Ф 11 (71) Специальное конструкторское бюро алмазно-расточных и радиальносверлильных станков (72) В.И.Клещев, P.Þ.Моргулис, В.А.Парфенов, Э.M.Сирота и Е.Е.Щелкунов (53) 621 ° 941. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 684441, кл. В 23 В 1/00, 1978. (54) (57) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПО1РЕЩНОСТЕЙ ФОРМЫ ИЗДЕЛИЙ С НЕКРУГЛЫМ

ПОПЕРЕЧНЫМ СЕЧЕНИЕМ ПРИ ТОКАРНОЙ

ОБРАБОТКЕ по синхронно вращающемуся совместно с изделием копиру посредством несущей щуп и резец рычажной системы, ось качания которой параллельна осям копира и изделия, включающий измерение изделий после

1 пробной обработки и регулирование профиля изделия внесением углоВой и масштабной коррекции смещением щупа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки, после пробной обработки определяют линейное отклонение радиуса-вектора, проведенного в контролируемую точку профиля изделия от его заданного значения, а смещение щупа осуществляют путем его поворота вокруг оси копира, после чего осуществляют разворот детали относительно копира на угол, равный сумме угла между контролируемым и заданным положениями радиуса-вектора и угла поворота щупа вокруг оси копира.

Изобретение относится к станко-строению и может найти применение при финишной токарной копировальной обработке поршней с некруглым поперечным сечением.

Цель изобретения — повышение точности обработки путем внесения угловой и масштабной коррекции смещения щуна относительно копира.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа, вид сверху; на фиг. 2 — сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение

Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 — сечение

В-В на фиг. 1; на фиг. 5 — сечение

Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6 — сечение

Д-Д на фиг. 1.

На основании 1 подвижно смонтирована шпиндельная головка 2, несущая установленный на хвостовике шпинде-. ля копир 3. На фланце шпинделя установлено приспособление 4 для закрепления поршня 5. Параллельно шпиндельной головке 2 в подвижных опорах 6 установлен с возможностью качания вал 7 с рычагами 8 и 9. На

В рычаге 8 выполнена круговая направляющая 10, несущая держатель 11 со щупом 12 и гайками 13 и 14. Для размещения хвостовика держателя 11 в рычаге Я выполнен паз 15. Рычаг 8 совместно со щупом !2 упруго.поджат к копиру 3 пружиной 16. На рычаге 9 установлен резец 17. В корпусе приспособления 4 для крепления порш-. ня 5 смонтирована с воэможностью установочного поворота гильза 18, на которой выполнены базовые выступы

19 для угловой ориентации поршня.

В корпусе установлен клин 20, взаимодействующий с гильзой 18. Внутри гильзы 18 размещена тяга 21 с отверстием под зажимной палец 22.

Способ осуществляется следующим образом.

На приспособлении 4 устанавливают поршень 5. Включают вращение шпинделя и„ подавая шпиндельную головку вдоль оси шпинделя, производят пробную обработку поршня. При этом вершина резца находится в точке А, а точка касания щупа и копира находится в точке С. После окончания обработки контролируют расположение заданных точек на поршне,, не снимая его со шпинделя. При наличии отклонения (т.е. искажение формы выходит за пределы поля допуска) отпускают

А

А ут макс где А

М,, М; у =(А„„„, — Л,) (1)

А, М; мак с ималь ная величина радиуса-вектора точек поверхности поршня (большая полуось овала); требуемый масштаб копирования, первоначально использованный масштаб копирования; требуемое теоретическое уменьшение длины радиуса-вектора контролируемой точки по сравнению с большой полуосью овала, 19256 2 гайку 13 и держатель 11 совместно со щупом 12 перемещают по круговой направляющей 10 на угол, определяемый нижеприведенным расчетом

После окончания перемещения держателя 11 со щупом 12 е.го фиксируют гайкой 13. После этого корректируют угловое положение базовых выступов

19 гильзы 18. Для этого гильзу 18 расклинивают, поворачивают на требуемый угол и вновь заклинивают клином 20. Расчет требуемого смещения щупа и угла поворота гильзы 18 относительно корпуса приспособления

15 для закрепления заготовки производят исходя иэ следующих соображений.

Изменение расположения щупа приводит к изменению масштаба копирования.

Обозначим длину теоретического радиу20 са †векто, проведенного в контро— лируемую точку через А... а первоначально полученную величину соответствующего радиуса-вектора через А.

Большинство поршней двигателей внутреннего сгорания имеют в поперечном сечении овал. При этом поиск искомой контрольной точки производят от фактического расположения большой или малой оси овала на обработанном щ поршне.

Для того, чтобы в контролируемои

i-ой точке длина радиуса-вектора соответствовала А, необходимо иэме— нить масштаб копирования в соответствии с соотношением:

1219256

35 у = (A -А, ) — первоначально полученное уменьшение длины радиуса-вектора контролируемой точки по сравнению с большой полуосью вала.

Соотношение (1) отражает тот факт, что с учетом систематических погрешностей обработки при копировании величина изменения (приращения) длины радиуса-вектора контролируемой точки относительно большой оси овала обратно пропорциональна применяемому масштабу копирования (при одном и том же изменении длины соответствующих точек копира).

Для вычисления требуемой величины перемещения щупа 10 по круговой траектории, введены следующие обозначения . а — расстояние от оси качания рычагов до вершины резца (О А);

Ь вЂ” расстояние между осью качания рычагов и осью вращения шпинделя (ОС„О ), с — расстояние от оси качания рычагов до точки касания щупа и копира до компенсации (О„С), с, — расстояние от оси качания рычагов до точки касания щупа и копира после компенсации (0„В), — длина радиус-вектора поверхности поршня, проведенного с оси вращения шпинделя и лежащей на большой оси овала (О А);

R — длина радиуса-вектора точки поверхности копира, проведенного по Ьси вращения шпинделя и лежащего на большой оси овала (О С), р — угол между прямой, соединяющей ось качания рычагов с вершиной резца и прямой, проходящей через ось качания рычагов и ось вращения шпинделя в момент обработки резцом точки поверхности поршня, лежащей на большой оси овала егопоперечного сечения, 8 — угол между прямой, соединяющей ось качания рычагов и точку касания щупа с копиром и прямой, проходящей через ось качания рыча-гов и ось вращения шпинделя до ком— пенсации;

5 т — угол между прямой, соединяющей ось качания рычагов и точку касания щупа с копиром и прямой про-!

1 ходящей через ось качания рычагов и ось вращения шпинделя после компенсации.

Определение величины масштаба копирования производится следующим образом.

Из треугольника О СО, для обработки точки, лежащей на большой оси ваяа (0 c) ò = (0 С) г + (04 О г ) г — 2(0, С) (0Ä О ) cos оС,или К

= с + b — 2с b cos,, где с,,—

20 угол между прямом, соединяющей ось качания с точкой контакта копира и щупа в момент обработки точки большой оси овала и прямой (O„O „).

25 При переходе к контролируемой точке длина ее радиуса-вектора, проведенного с оси вращения шпинде= ля, уменьшается на величину Х, тогда (R — Х) = с + Ь вЂ” 2сЪСоз(с(1 — hd „) (2), где Ad,— изменение угла, соответствующее приращению Х (на величину а d, поворачивается рычаг 8 со щупом, а с ним и рычаг 9 с резцом).

Из треугольника О,АО, (для обработки точки, лежащей на большой оси вала) 40

R = а + Ь вЂ” 2abcosр

h Э а для контролируемой точки, величи— на радиуса-вектора которой меньше большой полуоси на величину у, (К вЂ” у) = а + Ьг

45 2abcos(P — ) . (3) Из треугольника О, СО, s in ñ,. R„

sing с

R. или 6 = arcsin(sin8 ) . 4)

1 с

Из выражений (2), (3), (4) получим:

1219256

= R

1 1 х

M ! у

Для расположения щупа в точке С масштаб копирования определяется соотношением х

Величину С, можно определить из треугольника 0,,30

С = Ь + R„— 2b R cosg

Масштаб копирования M при этом определяется по формуле:

Для того, чтобы к омпе нс ация при— вела к требуемому изменению масштаба, щуп перемещают иэ исходной точки (С) в такую точку (В), чтобы вновь полученный масштаб копирования отвечал соотношению (1). х

М

Т Р у

Т

Соотношение †- - = 7утЫу у

Из полученного соотношения можно определить требуемую величину угла для обеспечения у р (требуемого теоретического перепада) .

Определив угол, можно определить требуемую величину смещения щупа по круговой направляющей по формуле:

Однако при этом изменяется на о угол (с — у) угловое расположение

При перемещении щупа из точки С в точку В величина у, определяется по формуле (при той же ве-.

4 переносного профиля относительно базовых выступов 19.

Кроме того, иэ-за инерционности копирующей системы существует запаздывание перемещений резца относительно щупа. Это приводит к возникновению первоначального углового отклонения Ч соответствующих контрольных точек отйосительно базовых выступов (запаздывание копирования).

Для компенсации этой погрешности отпускают клин 20 и поворачивают гильзу 18 с базовыми элементами 19 на угол 8, определяемый алгебраической суммой угла первоначального углового отклонения 1 и угла смещения щупа по круговой направляющей при компенсации @ = + (о — g ).

После этого гильзу 8 фиксируют клином 20. Перемещение щупа по круговой траектории вокруг оси вращения копира позволяет после компенсации не изменять положения резца (не

35 настраивать резец) .

Предлагаемый способ применим и при наличии нескольких контролируемьтх точек на поперечном профиле

40 поршня. При этом компенсация производится исходя из усредненного значения первоначально полученных отклонений длины и положения радиусоввекторов соответствующих точек.

1219256 фий!

1219256

ПоРаень

1219256

Составитель В.Семенов

Техред М.Надь Корректор С.Шекмар

Редактор С.Патрушева

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

Заказ 1191/16 Тираж 1 00 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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