Обрабатывающее устройство

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке корпусных деталей. Цель изобретения - повышение жесткости при обработке детали путем оптимизации размещении опорных стержней. Устройство содержит неподвижное основание 1, подвижную платформу 2, шесть приводов поступательного перемещения в виде опорных стержней 3-8 переменной длины, каждый из которых одним концом связан посредством сферических шарниров с подвижной платформой 2, а вторым через другие шарниры - с неподвижным основанием 1. Система ЧПУ вырабатывает необходимые законы движения приводов линейных перемещений стержней 3-8 и управляет в соответствии с ними движениями приводов. Это обеспечивает перемещение подвижной платформы 2 в пространстве и, следовательно, необходимое относительное перемещение инструмента относительно детали для обработки ее с пяти сторон. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)з В 25 J 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769804/08 (22) 24.10.89 (46) 15.11.91. Бюл. М 42 (71) Одесское специальное конструкторское бюро прецизионных станков (72) Б.И.Витес, В.Н.Гроссман, Ю.Ш.Збарский и Л.Е.Крайтман (53) 62-229.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Й 1296401, кл. В 25 J 11/00, 1985. (54) ОБРАБАТЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при обработке корпусных деталей, Цель изобретения — повышение жесткости при обработке детали путем оптимизации размещении опорных стержней. Устройство содержит не„, SU „„1691092 А1 подвижное основание 1, подвижную платформу 2, шесть приводов поступательного перемещения в виде опорных стержней 3-8 переменной длины, каждый из которых одним концом связан посредством сферических шарниров с подвижной платформой 2, а вторым через другие шарниры — с неподвижным основанием 1. Система ЧПУ вырабатывает необходимые законы движения приводов линейных перемещений стержней 3 — 8 и управляет в соответствии с ними движениями приводов. Это обеспечивает перемещение подвижной платформы 2 в пространстве и. следовательно, необходимое относительное перемещение инструмента относительно детали для обработки ее с пяти сторон. 4 ил.

1691092 I0

2О

35 ,1 А

Изобретение OTHGC!(TCjl K IBllli!ПОСТРО

8HNlo и МО>К8Т быть использовано llpM 06pB ботке корг усных деталей.

Цель изобретения — повышение жегткости 11ри Обработке детали путем Оптимизации Размеще((ия Опорнь(х стержней, Г1с1 фиГ. 1 NBOLpB>j<6f f0 Обраб>атыва10щее устройство изделия> центральн08 полож8 н и е и од(в иж н 0 N и л 3 1 ф О р м ы N Q л 8 рте,, то Б у(" тройства в просTfj!BBHclve в позиции для

Обрабспки изделия с четырех сторон; на

Фиг. 2 — Центральнос положение под1зи>К110й

ГьлатфарМЬ; lrl ЗЛВМВНТОВ ОбрабатЫВаЮщеГО ус1 Ройс ГБа в г(ространстве в позиции для об рабо ки зделия с 1(Ятпй cTGI!oil bj (TGHKjj

1-!и лиH¹jми показано положение для Обра бо f KI;j изделия с четырех сторон);. на фиг, 3—

3 и HB фиГ. 2; на ф11Г. 4 — вид Б на фиГ. !.

Обрабатыва10(ЦВВ устройство для обра0(>тки изделия с пя ги сторон сОдеожит нВ"

-:одвижн е основание 1, подвижну:о

1-латформу 2, например, с инструменталь;-гой головкой в виде прямоугольного параллелепипеда 6 ILK!IMP )v, шесть приводов поступательного перемещения в виде Опорных OTQp>KI(6É > О перВменнОЙ длины, каж" дый иэ которь!х GäHN!1 концом связан посредством сфáðè÷8ñêèõ шарниров inВпСп псnf-п С ПСДВИ>КНОЙ ПЛБТфОРМ011 2 (инд61(с и 03начает подвижный), а други(и jКНЫй), Центр..-: пары шарниров Ап и Вп принадпп i(BT П1 ямой Ч(2 (ЦВНТР Ша(2 fNp3 Дп CGÖÏBn

С ТОЧКОЙ N, 3 ЦВНТР ШВРНИР3 Е и — С тОЧКОй ч), GBpennenbHGA ocM 9 r!08opOTB Платформы

2 HB 90, при, зтом >ff Gn Q мсжДУ Осью шпинделЯ !0 и сбщим loI)пе(1дикуляром 11 к ука " заикой г(рямой и к оси 9 поворота платФормы 2 равен 45О, Центры вторОЙ пары

ПОДВижНЫ>(",.(13Р1111РОВ Сп И Dfj ПРИНаДЛежат пр. :мой, расположенной Б плоскости Н Qi пгрэллельноЙ оси шпинделя IG и перпенди;-;.Улярной оси 9.поворота платФормы 2, пои атом угол Р между указанной прямой и

Осью шпи* делЯ 10 Равен 45, Центры о ! РВТЬВЙ П3РЫ ПОДБИжНЫХ ШЗРНИРОВ :п И f"n раг>п >ложены в плоскости, параллельной

Оси шпинделя IO и перг(ендикуляоной оси 9 повооота платфоомы 2 — Fs плоскости Суйр, та!(же KBK центры ВТОРОЙ пары подвижных шарниров, в именно угол ) между прямой, пООКОДЯЩВЙ чеРВЗ U6HTPbf UJBPHMP08 Еп vi I n

1 о и ocbfo шпинделя 1Î равен 45, Опорные

":тержни 3 и 4, соедине1 ные с подвижными

ШЗРНИРаМИ ПЕРВОЙ ПаРЫ Ап И Вп, РаСПОЛО,кены в плбскости МРОЪ, параллельнОЙ Оси

11.;пинделя 1О и пзраллель»ой Оси 9 OGaopoT платформы 2, of lop«j 6 стер>кни 5-, 1 :, соедиНЕННЫВ С ПОДВИЖНЫМИ ШБРНИРаМИ Сп И I.jn второй пары, расположены 6 fifiocKGcTN

ИЫЧ, параллельной Оси шпи1(пеля 10 и

ПВРГ(ВНДИКуляр((ОЙ Оси

РасполОжоиы Б плоскости, накл01(ной под ..„45о лярной к плоскости Н(..GV.

Устройство работает сле плошим обраЗОМ.

j".Mcгема числового программного уг1ьавления вырабатывает не(>бходимые 33" кОни движения приводов линейных перемвщениЙ стержней 3-8 и управляет Б cuoTeefcT3MN с ними движениями II >ИРОдОВ, 3то обеспечивает пере((е(цение подвижной платформы 2 в пространстпе и, следовател: О, необходимое относительное перемещение инструмен.а Относительно детали для обработки последней с четырех с-орон, Для обработки изделия с пятой OTGpoHbj система

ЧПУ обеспечивает выход подви>кной платформы 2 в центральное положение для обработки изделия с четырех сторон (фиг, 1), и

ПОВОРОТ ПодВИжНой ПЛатфОРМЫ 2 На 90п.

Последнее положение, которое показана на фиг. 2, является центральным для обработки изделия с пятой стороны.

Относительн" него, гакже каки пои обработке четырех сторон, производят необходимые перемещения подвижной платформы, Буквами со ш рихами на фиг, 2 обозпачены положения точек подвижнои платформы Z после ее flufjopoта на 9G, Выше описан случай, когда подвижная платформа 2 несет инструментальную голоВку, при атом деталь закр6гlлена на поворотном столе (на фиг, 1 -.(е показан), жестко связанном с неподвижным основанием 1, Бозможен второй Вариант, когда на подвижной платформе 2 расголожен поворотный стбл, а иricTp> ì6HTBnbHBÿ ГonGBKB жестко связана с неподви><ным.основанием

1. И в этом случае Gi:.т;; 13nьное с точки зрения жесткости расположение злсмен-гов устройства остается таким >ке, .;",Бк ь случае подви>кнОЙ платформь, несуще!1 NHOTp j" ментальную головку.

Покажем, чтО и редла Гае! .Ое а: носител ьHG6 расположение элемеíтов устройства является Оптимальным с точк(1 зп61(11я f".03bjшения жесткости.

ДВИ твительно. Б процессе 06раоотки в точке контакта инструмен га с де i 338!G действуют В общем случае три сос;зв(Я1о цих ус:1 Я oápàî - (Ф ; . ". 21 Рх, Р ° I»-z.

ОтсюДа слеДует, чтО пары 0flcpl ых стержней в центоальном г:оло>КBHNM подвижнои плвтфоомы 2 должны бы-, Распол жены по

1691092 трем взаимно перпендикулярным направлениям или возможно ближе к ним. Пара опорных стержней 3 и 4 обеспечивает жесткость устройства в направлении 2, пара основных стержней 5 и 6- в направлении У, пара опорных стержней.7 и 8 — в направлении X. Однако, поскольку точка приложения усилий обработки не совпадает с центром жесткости устройства, то жесткость последнего определяется и разносом центров подвижных шарниров стержней в парах, который обеспечивает сопротивляемость системы действию моментов вокруг трех координатных осей, возникающих из-за внецентреннсго приложения нагрузки. Иэ изложенного ясно, каким образом должны располагаться опорные стержни в случае обработки детали с четырех сторон для обеспечения необходимой жесткости, Однако предлагаемые требования недостаточны для обеспечения жесткости при пятисторонней обработке детали.

Так, при повороте подвижной платформы на 90 для обработки изделия с пятой стороны опорные стержни, расположенные попарно по трем взаимно перпендикулярным направлениям, сильно наклоняются и сближаются. Система, очевидно, при этом теряет жесткость. Этого позволяет избежать предлагаемое расположение элементов устройства. На фиг. 3 показано, что в случае а = 45 спорные стержни 3 и 4 не изменяют свсегс наклона при повороте подвижной платформы 2 на 900, а остаются параллельными самим себе и только изменяют свою длину. В случае a A 450 (показано на фиг. 3 пунктиром} спорные стержни 3 и 4 при повороте платформы 2 наклоняются.

Буквами на фиг, 3 В«. В«, Вп1 обознаI чены положения центров неподвижного шарнира спорного стержня 4, подвижного шарнира опорного стержня 4 в положении для обработки детали с четырех сторон и псдвижногс шарнира опорного стержня 4 в положении для обработки детали с пятой стороны.

Аналогичное имеет место для опорных стержней 5 и 6, Координаты их неподвижных шарниров Сн и О> выбраны так, чтобы опорные стержни 5 и 6 имели одинаковые небольшие наклоны пс отношению к направлению силы Ру в обоих центральных положениях платформы для обработки детали с четырех стсро:: и с пятой стороны.

Выбор угла ф = 45 позволяет добиться того, ч.гобы при повороте подвижной плат- формы 2 разнос между центрами подвижных шарниров опорных стержней 5 и 6 не изменился. Для сравнения на фиг. 3 пунк5

30 тирными линиями показано расположение опорных стержней при Р Ф 450. Из чертежа видно, что в этом случае разнос центров подвижных шарниров Оп и Сл в позиции для обработки изделия с четырех сторон (центры занимают положение Оп и Сп1 много больше разноса в позиции для обработки иэделия с пятой стороны (центры занимают положения Ом и Сл1). В рассматриваемом случае, поскольку речь идет о сопротивлении моменту, действующему вокруг оси Х, под разносом следует понимэть проекцию расстояния между указанными шарнирами на направление Z. Таким образом, при

P =- 450 сопротивление пары опорных стержней моменту, действующему вокруг оси Х в позиции для обработки пятой стороны, много меньше, чем в позиции для обработки четырех сторон детали. Если P = 45, тс проекции расстояния на оси Z между шарнирами О и Сл в обоих положениях подвижной платформы 2 одинаковы и, следовательно, деформации системы также одинаковы — система не терязт жесткости при выходе в позицию для обработки пятой стороны детали.

Разнос шарниров Еп и Ел, равный проекции расстояния между их центрами нз направление оси У, определяет сопротивление пары опорных стержней 7 и 8 моменту, действующему вокруг оси Z (фиг. 1), Аналогично предыдущему значение у=- 45 сбеспечивает одинаковость этого разноса как в позиции подвижной платформы для обработки детали с четырех сторон, -;ак и в позиции для обработки детали с пятси стороны.

Таким образом, предлагаемсе стнссительное расположение элементов устройства является оптимальным в том отношении, что позволяет сохранить жесткость устройства при обработке детали с четырех сторсн. Жесткость в позиции для обработки детали с четырех сторон обеспечивается необходимой жесткостью опорных стержней разносом их подвижных шарниров.

Заметим, что форма подвижной платформы 2 в аиде прямоугольного параллелепипсда принята условно для упрощения описания и графического иллюстрирования, Следует считать прямоугольный параллелепипед воображаемым контуром, жесткс связанным с подвижной платформой 2.

Фактическая ее форма должна быть более сложной. Например, грань Н выше точек

55 крепления подвижных шарниров С> и 0> должка быть срезана, поскольку в противном случае опорные стержни 5 и 6 столкнутся с телом платформы 2 при поступательном перемещении последней в пределах рабс91092

7 16 чей зоны из центрального положения (фиг.

1) в отрицательном направлении оси Х.

Формула изобретения

Обрабатывающее устройство, содержащее неподвижное основание, поворотную платформу с инструментальной головкой, шесть приводов возвратно-поступательного перемещения, выполненных в виде опорных стержней переменной длины, концы которых соединены шарнирами с платформой и с неподвижным основанием, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения жесткости, шарниры платформы и основания при центральном положении платформы установлены так, что центры одной пары шарниров платформы расположены на прямой, параллельной оси поворота платформы на 90, при зтом угол между осью шпинделя и перпендикуляром к указанной прямой и к оси поворота платформы равен

45, центры второй пары шарниров платформы расположены на прямой, находящейся в плоскости, параллельной оси шпинделя и перпендикулярной оси поворота платформы, при зтом угол между указанной прямой и осью шпинделя равен 45, и цен5 тры третьей пары шарниров платформы расположены аналогично центрам второй пары шарниров в плоскости также параллельной . оси шпинделя и перпендикулярной оси поворота платформы, кроме того, опорные

10 стержни, соединенные с шарнирами первой пары, расположены в плоскости, параллельной оси шпинделя и оси поворота платформы, а опорные стержни, соединенные с шарнирами второй пары, расположены в

15 плоскости, параллельной оси шпинделя и перпендикулярной оси поворота платформы, при атом опорные стержни третьей пары шарниров расположены в плоскости, наклонной под углом 45 к плоскости стер26 жней первой пары шарниров и перпендикулярной к плоскости расположения стержней второй пары шарниров.

1691092

448.4

Составитель Е.Марков

Редактор M.Êoáûëÿíñêýÿ Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Заказ 3892 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101