Устройство для шлифования криволинейных поверхностей
Изобретение относится к станкостроению и предназначено для размерной обработки деталей, имеющих сложный пространственный профиль, например аэродинамический, на станках с ЧПУ. Целью изобретения является повышение точности и обработки сложных поверхностей деталей. Устройство для шлифования криволинейных поверхностей, содержащее исполнительный орган 1, абразивный инструмент 2, установленный на исполнительном органе с возможностью перемещения в плоскости подачи инструмента на врезание при помощи силового цилиндра 4 регулируемый упор 5, а также датчик износа инструмента, выполненный в виде пневмосопла 7, предназначенного для установки над рабочей поверхностью инструмента и систему компенсации износа инструмента, содержащую мембранный сервопривод, полости которого соединены с источником сжатого воздуха, а одна из полостей соединена с пневмосоплом, дополнительно снабжено двумя силовыми цилиндрами и регулятором давления рабочей среды. Дополнительные цилиндры установлены на исполнительном органе совместно с инструментом, причем один из цилиндров 13 установлен с возможностью перемещения поршня в направлении подачи инструмента на врезание и взаимодействия его штока с упором 5, а другой 14 установлен с возможностью перемещения закрепленного на штоке поршня пневмосопла также в направлении подачи инструмента. Поршневые полости дополнительных цилиндров соединены между собой магистралью. Штоковые полости дополнительных цилиндров соединены с источником рабочей среды через регулятор давления, исполнительный орган которого кинематически связан исполнительным органом мембранного сервопривода. 1 ил.
Изобретение относится к станкостроению и предназначено для размерной обработки деталей, имеющих сложный пространственный профиль, например аэродинамический профиль, на станках с ЧПУ. Целью изобретения является повышение точности обработки при использовании быстроизнашиваемых инструментов. На чертеже приведена принципиальная схема устройства для размерной обработки сложных поверхностей. Устройство содержит исполнительный орган 1, абразивный инструмент 2, установленный при помощи каретки 3 на исполнительном органе 1 с возможностью перемещения в направлении подачи инструмента 2 на врезание в деталь при помощи силового цилиндра 4, полости которого соединены с устройством подачи рабочей среды (на схеме не показано). Регулируемый упор (ограничитель перемещения шлифовальной головки) 5 установлен на исполнительном органе 1 и предназначен для ограничения перемещения каретки 3 в направлении подачи инструмента на врезание в деталь 6. Датчик износа инструмента, выполненный в виде пневмосопла 7, установлен над поверхностью инструмента 2 с зазором 
. Система компенсации износа инструмента состоит из мембранного сервопривода 8, полости которого через дросселирующие каналы 9 и 10 соединены с источником сжатого воздуха и с атмосферой, причем одна из полостей соединена с атмосферой через регулируемый дроссель 11, а другая - через клапан 12 и пневмосопло 7. Система компенсации износа инструмента снабжена двумя дополнительными силовыми цилиндрами 13 и 14, имеющими одинаковый рабочий диаметр, и регулятором 15 давления рабочей среды, выполненным в виде дифференциального пневмоусилителя типа сопло-заслонка. При этом цилиндр 13 установлен на каретке 3 с возможностью перемещения поршня 16 в направлении подачи инструмента 2 на врезание и взаимодействие (при выхаживании поверхности) с регулируемым упором 5. Цилиндр 14 также установлен на каретке 3 и предназначен для перемещения закрепленного на штоке 17 поршня 18 пневмосопла 7 в направлении износа рабочей поверхности инструмента 2 (в радиальном направлении). Поршневые полости дополнительных цилиндров 13 и 14 заполнены несжимаемой (жидкостной) рабочей средой, соединены между собой магистралью и образуют замкнутый объем. Штоковые полости цилиндров 13 и 14 через емкости 19 и 20 с жидкостной рабочей средой и регулятор 15 давления соединены с источником сжатого воздуха. Регулятор давления 15 выполнен в виде дифференциального пневмоусилителя, сопла 21 и 22 которого выполнены коническими, а заслонки 23 и 24 шариковыми. При этом шариковые заслонки 23 и 24 через винты-толкатели 25 и 26 связаны с исполнительным механизмом - подпружиненной пружиной 27 поворотной планкой 28. Планка 28 кинематически связана со штоком 29 мембранного сервопривода 8. Устройство работает следующим образом. В исходном положении каретка 3 находится в крайнем положении. Клапан 12 закрыт, в результате чего давление в штоковой полости мембранного сервопривода выше и шток 29 полностью задвинут. Кинематически связанная со штоком 29 планка 28 повернута по часовой стрелке в крайнее положение, в результате чего сопло 22 полностью закрыто, а сопло 21 полностью открыто. Это приводит к созданию избыточного давления рабочей среды в штоковой полости цилиндра 14 по сравнению с давлением среды в штоковой полости цилиндра 13, в результате чего поршень 18 поднимается в крайнее верхнее положение, а кинематически связанный с ним посредством несжимаемой среды поршень 16 опускается вниз точно на такое же расстояние, на которое поднялся вверх поршень 18. В этом положении производят смену абразивного инструмента. После смены инструмента клапан 12 открывают, в результате чего в полостях сервопривода возникает избыточное давление сжатого воздуха, направленное на выдвижение штока 29. Это приводит к повороту планки 28 против часовой стрелки в крайнее положение, в котором сопло 21 прикрывается, а сопло 22 открывается. Под действием формирующегося избыточного давления рабочей среды в штоковой полости цилиндра 13 поршень 16 со штоком задвигается, а связанный с ним через несжимаемую жидкость поршень 18 выдвигается. Это движение происходит до тех пор, пока пневмосопло 7, установленное на штоке 17 поршня 18, не установится над поверхностью абразивного инструмента 2 (вращающегося) с зазором , величину которого регулируют при помощи дросселя 11 с регулируемым проходным сечением канала. Величина установочного зазора во многом определяет чувствительность датчика износа инструмента. В процессе обработки детали 6 исполнительный орган 1 совершает перемещение по траектории III-III, задаваемой в координатах X1-Y1, эквидистантно профилю II-II, соответствующего профилю готовой детали, который задается в координатах X-Y-Z в трех плоскостях, при этом абразивный инструмент 2 совершает при съеме припуска движение по траектории, проходящей через профиль I-I заготовки детали 6. Переустановку инструмента 2 на строку осуществляют по оси Z, при этом в каждом случае координаты Х1-Y1 считываются с программоносителя (на схеме не показан) в соответствии с задаваемым профилем детали 6. Величина припуска 
, снимаемого с заготовки, определяется положением упора 5, и равна зазору h между упором и штоком поршня 16. Профиль II-II готовой детали 6 образуется, когда шток поршня 16, установленного на каретке цилиндра 13, опирается на упор 5. При износе инструмента 2 на некоторую величину происходит автоматическая компенсация износа путем автоматического увеличения свободного хода каретки 3 в направлении подачи инструмента на врезание, т.е. увеличивается зазор h на величину . Это происходит следующим образом. При увеличении зазора между пневмосоплом 7 и рабочей поверхностью инструмента 2 за счет его износа на величину , уменьшается давление сжатого воздуха в штоковой полости мембранного сервопривода 8. Это приводит к тому, что шток выдвигается и поворачивает кинематически связанную с ним поворотную планку 28 против часовой стрелки, прикрывая тем самым сопло 21 и открывая сопло 22 пневматического дифференциального усилителя. Под действием возникающего в результате этого избыточного давления в штоковой полости цилиндра 13 поршень 16 задвигается, а кинематически связанный с ним через магистраль посредством несжимаемой жидкости поршень 18 цилиндра 14 выдвигается, перемещая закрепленное на штоке 17 пневмосопло 7 в сторону уменьшения зазора между пневмосоплом 7 и рабочей поверхностью инструмента 2 до исходной величины (установочный зазор), т.е. поршень 18 выдвигается на величину , а поскольку цилиндр 13 имеет такой же рабочий диаметр как и цилиндр 14, то поршень 16 задвигается на такую же величину . Тем самым увеличивается зазор h между упором 5 и штоком поршня 16 на величину , равную величине радиального износа инструмента 2. Процесс автоматической компенсации износа инструмента 2 происходит в процессе обработки практически непрерывно. При этом система компенсации износа инструмента, в отличие от прототипа, механически не связана с устройством регулирования величины технологического усилия инструмента 2 на деталь 6, поэтому она и не оказывает на него никакого влияния, тем самым качество обработки полностью определяется работой устройства регулирования технологического усилия и не зависит от работы системы компенсации износа инструмента. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность прямолинейного перемещения в направлении износа инструмента пневмосопла, установленного с зазором над рабочей поверхностью инструмента, что позволяет исключить влияние величины износа инструмента на угловое положение пневмосопла относительно рабочей поверхности, т.е. значительно уменьшить вероятность возникновения погрешности позиционирования системы компенсации радиального износа инструмента при больших его величинах, а значит повысить точность обработки. Кроме того, отсутствие прямого влияния работы системы компенсации износа инструмента на работу устройства регулирования технологического усилия позволяет обеспечить заданное (расчетное) качество обработки, более высокое, чем при обработке с помощью известных устройств.
Формула изобретения
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШЛИФОВАНИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ, содержащее установленный с возможностью перемещения посредством силового цилиндра в плоскости подачи на врезание исполнительный орган со шлифовальной головкой, ограничитель перемещения шлифовальной головки, датчик износа инструмента, выполненный в виде пневмосопла, предназначенного для установки над рабочей поверхностью инструмента, и систему компенсации износа инструмента, содержащую мембранный сервопривод, полости которого соединены через дросселирующие каналы с источником сжатого воздуха, а одна из полостей соединена с пневмосоплом, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки, система компенсации износа инструмента снабжена двумя дополнительными, установленными на исполнительном органе силовыми цилиндрами, на штоке одного из которых закреплено пневмосопло, и регулятором давления рабочей среды, при этом один из дополнительных цилиндров установлен с возможностью перемещения поршня в направлении подачи инструмента на врезание и взаимодействия его штока с ограничителем перемещения шлифовальной головки, а другой цилиндр - с возможностью перемещения его штока в направлении подачи инструмента, причем поршневые полости дополнительных цилиндров соединены между собой, а штоковые полости соединены через регулятор давления, исполнительный орган которого кинематически связан с исполнительным органом мембранного сервопривода.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 20.03.1995
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
