Устройство для задания траекторий движения инструмента

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к ротационной вытяжке оболочковых деталей. Цель изобретения - повышение производительности. Устройство включает копировальную систему с элементами траекторий движения инструмента , смонтированную на гидросуппорте, системы переключения элементов траекторий движения и самонаст

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (юцю В 21 D 22/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I

Ъ

8 0ак гидростанции

84г.1 (21) 4468650/27 (22) 01.08.88 (46) 23.12.91, Бюл. N 47 (71) Специальное конструкторско-технологическое бюро "Искра" Ворошиловградского машиностроительного института (72) И.В.Кочетов и Е,Е,Бакет (53) 621.983.4 (088,8) (56) Проспект фирмы ФРГ LEiFEL DtlCo, Р(В:

400Н, PLB 400Н В, PLB 600, 1971, рис.4.0.

„„SU „„1699685 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАДАНИЯ ТРАЕКТОРИЙ ДВИЖЕНИЯ ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к ротационной вытяжке оболочковых деталей. Цель изобретения — повышение производительности.

Устройство включает копировальную систему с элементами траекторий движения инструмента, смонтированную на гидросуппорте, системы переключения элементов траекторий движения и самонаст1699685

30 ройки. Система самонастройки содержит два регулятора 20, 22 потока жидкости с приводами (электромеханизмами 27. 28) поворота дросселей, два регулятора 21, 23 обратного прохода жидкости и четыре распределителя 16 — l9 потоков жидкости.

Копировальная система снабжена следящим золотником 13 и щупом 14. В состав копировальной системы входит гидроголовка в виде корпуса и коромысла 5 с опорными элементами 6, В корпусе выполнена камера

Изобретение относится к области обработки металлов давлением„а именно к ротационной вытяжке (P B) оболочковых деталей без преднамеренного утонения, и может быть использовано в автоматизированных токарно-давильных станках (АТДС) с цикловой системой программного управления (ЦСПУ).

Целью изобретения является повышение производительности труда.за счет сокращения количества операций, снижения времени подготовки производства на переналадку станка с цикловой системой программного управления.

На фиг.1 показаны фрагменты гидравлической схемы с полуконструктивными элементами; на фиг,2 — формообразующие траектории при PB.

Устройство содержит прижим 1, давильную оправку 2, на которую крепится заготовка 3, электроизолированный давильный ролик 4, к которому подводится ток низкого напряжения, установленный на державке, выполненной в виде коромысла 5 с опорными элементами 6; взаимодействующими с плунжером 7, камеры 8 редуцированного давления, создаваемого гидростанцией с баком и предохранительным клапаном (не показана), Давильный ролик 4 электроизолирован от коромысла 5. Камера 8 смонтирована на передней части подвижных салазок 9 гидросуппорта. Под действием регулируемого давления в камере 8 плунжер 7 через опорные элементы 6 выдвигает коромысло 5 с роликом 4 до упора шарнирами 10 в конец овальных пазов в щеках камеры 8.

Суппорт 11 станка приводится в движение с помощью гидроцилиндра 12 подач.

Гидросуппорт несет следящий золотник 13.

Плунжер 7 кинематически связан со щупом

14 толкателем 15 и двумя шарнирами.

Элементы 4-8 устройства составляют гидравлическую головку, к гидросуппорту относятся подвижные салазки 9, следящий

8 редуцированного давления, в которой смонтирован плунжер 7 с выступом. На корпусе смонтирован концевой выключатель

29, взаимодействующий с выступом плунжера 7, Система переключения элементов траекторий движения выполнена в виде гидродатчика расхода жидкости, включающего размещенный в цилиндрической полости плунжер 25 и регулировочный винт 26. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. золотник 13, щуп 14, а также другие узлы и детали (неподвижные направляющие для салазок 9, lUToK и поршень).

Гидравлическая схема устройства состоит из распределителей 16-19, регуляторов

20-23 потока и гидравлического датчика, состоящего из корпуса 24, плунжера 25 и регулировочного винта 26, электроизолированного от корпуса. В кор-пусе 24 выполнена цилиндрическая полость под плунжер 25. Образующиеся справа и слева от плунжера камеры цилиндрической полости связаны посредством отверстий в стенках корпуса соответственно со сливом гидросуппорта и со сливом от предохранительного клапана. В своей нижней части цилиндрическая полость посредством щелевидного канала связана с отверстием в стенке корпуса, соединенным с баком гидростанции.. Дросселирующие элементы -регуляторов 20 и 22 потока приводятся во вращение с помощью электромеханизмов

27 и 28,, Плунжер 7 имеет выступ, который при движении его вглубь камеры редуциро-. ванного давления нажимает на концевой выключатель 29, Распределитель 16 служит для реверсирования потока масла в режиме: формирования траекторий, т.е, для реверсирования хода салазок 9 гидросуппорта, В режиме копирования катушка электромагнита обесточена, Распределитель 17 подключает дополнительный поток масла к гидросуппорту во время обратного прохода.

Распределитель 18 служит для переключения программ автоматической ротационной вытяжки (APB), Если катушка электромагнита обесточена, то подключена группа регуляторов 20 и 21 потока (программа I), если электромагнит включен, то подключена

40 группа регуляторов 22 и 23 (программа Il), Включение электромагнита возможно (фиг.2) в точке перехода МР — ПРВ (проекционная ротационная вытяжка) при следующих одновременных условиях; нажатие на

1699685 концевой выключатель 29. отсутствие электрической цепи в гидродатчике и только по завершении проглаживания роликом отформованного участка оболочки при движении суппорта станка влево.

Принцип работы гидродатчика основан на сравнении переменных расходов со сливных линий от гидросуппорта и от предохранительного клапана гидростанции. В сумме эти два расхода — всегда величина постоянная и равна расходу насоса гидростанции. Поэтому увеличение(или уменьшение) расхода на сливе гидросуппорта неизбежно ведет к уменьшению (или увеличению) расхода на сливе через предохранительный клапан.

Если салазки 9 гидросуппорта неподвижны, расход жидкости через гидросуппорт, а следовательно; через левую камеру цилиндрической полости гидродатчика равен нулю. При этом весь расход жидкости от насоса гидростанции через предохранительный клапан и правую камеру полости гидродатчика сливается в бак. Напор. жидкости, проходящей через правую камеру полости гидродатчика, поджимает плунжер 25 к регулировочному винту 26. Таким образом, создается электрическая цепь низковольтный источник питания "+" — катушка промежуточного реле (на фиг.1 не показана) — винт 26 — плунжер 25 — корпус 24 — заземление. Если салазки 9 гидросуппорта начинают перемещаться вдоль своих направляющих, через линию слива гидросуппорта рабочая жидкость попадает в левую камеру полости гидродатчика. Через правую камеру полости гидродатчика расход жидкости от предохранительного клапана настолько уменьшается, насколько возрастает расход слива через левую камеру. В некоторый момент давление жидкости в левой камере превысит давление в правой, и плунжер сдвинется вправо, разомкнув контакт винт 26 — плунжер 25, Расход сливаемой жидкости от гидросуппорта отпределяется скоростью движения салазок вдоль направляющих и в конечном счете зависит от угла наклона траектории, Угол наклона траектории определяется геометрической суммой векторов:вектора скорости рабочей подачи токарного суппорта 11 (величина постоянная) и вектора скорости движения салазок гидросупп орта вдоль своих направляющих. Из изложенного следует, что, ввинчивая регулировочный винт 26, можно установить такое местоположение электрического контакта, которое соответствует соотношению расходов в левой и правой полостях гидродатчика, определяю2

40 нием кнопки "Цикл" начинается рабочая подача суппорта 17 станка, приводимсгс в

55 левое положение, рабочая жидкость бес5

35 щему требуемый наклон траектории перемещения при ПРВ, Распределитель 19 служи1 для переключения гидросистемы из режима копирования в режим формирования петлесбразных траекторий с помощью регуляторов потока.

В ключение электромагнита рэсп ределителя осуществляется при тех же условиях, что и в предыдущем случае, однако злектрскснTBKT гидродэтчика должен 5blTh замкнут.

Часть гидравлической схемы, обеспечивающая питание гидроцилиндра 12 подачи, не показана.

Устройство работает следующим образом, Плоская дисковая металлическая заготовка 3 устанавливается на торец давильной справки 2, фиксируется прижимом 1, и ей сообщается вращательное движение. В исходном положении суппорт l7 станка находится справа, так что давильный ролик 4 находится справа ст дисковой заготовки.

Поскольку электромагниты распределителей 16 и 19 обесточены, масло ст гидростанции поступает к следящему золотнику 13, минуя все регуляторы потока. В исходном положении плунжер 7 выдвинут под действием давления рабочей жидкости в камере

8 редуцированного давления дс упора шарнирами 10 в конец овального паза. При этом толкатель 15 не воздействует нэ рычаг щупа

14, и сердечник следящего золотника сдвинут влево, обеспечивая свободный проход маслу в штоксвую полость гидрссуп по рта. В результате салазки 9 гидрссуппсртэ находятся в крайнем переднем пслсжении. Псскольку расход слива ат плдрссуппсрта равен нулю, плунжер 25 гидрсдатчика псджат к регулирсвочному винту 26. С включедвижение гидроцилиндрсм 12 подач. Ролик приближается к вращающейся заготовке и касается ее. Начинается отработка пробной траектории, В момент касания прсисхсдит замыкание электрической це и ролик — масса, что является сигналом к включению электромагнитов распределителей 16 — 19.

Теперь рабочая жидкость ст гидростанции поступает через распределители 19 и 18 к регулятору 20 потока и после не-о через распределитель 16 к следящему золотнику

13 через линию "Слив". Так кэк сердечник следящего золотника 13 сдвинут в крайнее препятственно поступает в сесш-,сковую полость гидрссуппсрта, Рабочая жидкость из штоксвсй полости через распределитель

16 поступает к гидрсдатчику: далее в бак.

Салазки 9 гидросуппсртэ начинают двигать1699685

8 ся в сторону от оси оправки 2, Поток жидкости, проходящий через левую камеру полости гидродатчика, больше потока, проходящего через правую камеру (co стороны предохранительного клапана), и плунжер 25 больше не замыкает на массу электрическую цепь винт 26 — плунжер 25— корпус 24. (масса). Однако электромагнит распределителя 18 не включается, так как концевой выключатель 29 не нажат, B результате сложения двух движений— подачи суппорта 11 станка и движения салазок 9 гидросуппорта формируется траектория движения прямого хода.. При неизменном в течение прохода соотношении скоростей движения, т.е, в том случае, когда дроссел ь регулятора 20 потока не приводится во вращение с помощью электромеханизма 27, траектория представляет собой прямую линию, После срабатывания контакта реле времени происходит реверс подачи суппорта

11 станка. В этот момент происходит также прекращение поворота дросселя регулятора 20 потока (электромеханизм 27 останавливается) и одновременно разрывается цепь питания катушки электромагнита распределителя 17. В результате к гидросуппорту подается дополнительный поток масла через регулятор 21 потока, Поскольку в момент реверса переключается также золотник распределителя 16, суммарный поток рабочей жидкости подается в штоковую полость салазок гидросуппорта. Плунжер 25 гидродатчика по-прежнему не касается регулировочного винта 26. Формируется прямая линия траектории обратного хода вплоть до момента нажатия роликом на оправку через заготовку 3, В момент касания оправки опоры 6 коромысла нажимают на плунжер 7, рабочая жидкость из камеры 8 вытесняется, происходит нажатие на концевой выключатель 29, который обеспечивает разрыв цепи питания электромагнита распределителя 19. При этом гидросистема переходит в режим копирования, Жидкость, минуя регуляторы потока, через распределитель 16 подается к следящему золотнику

13, воздействие на который через толкатель

15, плунжер 7 и коромысло 5 осуществляется от ролика 4. Это воздействие определяется в процессе подачи формой образующей оправки. С момента касания роликом оправки в течение некоторого промежутка времени, определяемого настройкой реле времени, происходит скольжение . ролика вправо по отформованному участку оболочки — элемент операции, называемый проглаживанием. Электромагнит распределителя 18 не включен. По завершении дви5

55 жения проглаживания вправо суппорт станка реверсирует направление подачи, и затем осуществляется такое же проглаживание влево. В конце проглаживания влево в зависимости от того, имеет ли место электрический контакт винт 26 — плунжер 25 — корпус 34 (масса), гидросистема либо остается в режиме копирования, если контакта нет, либо переключается в режим формирования петлеобразных траекторий, если контакт есть. На этом пробная траектория завершается.

Формирование петлеобразных выпуклых траекторий MPB 1 на первой программе осуществляется с участием электромеханизма 27. В процессе прямых проходов с помощью него поворачивается дроссель регулятора 20 потока, при этом постепенно перекрывается поток масла в бесштоковую полость гидроцилицдра, В результате формируется выпуклая траектория, Если на давильный ролик подано низковольтное напряжение, выпуклая траектория прямого прохода прорвется в момент разрыва электрического контакта ролик — заготовка. Если же длина траектории прямого прохода определяется настройкой реле времени, завершение этой траектории происходит в момент срабатывания этого реле в некоторой промежуточной точке фланца.

Последний вариант реализован в серии траекторий MPB 1 (фиг.2), первый — MPB 2..

Система электроавтоматики обеспечивает также прерывание выпуклой траектории прямого прохода, если ролик встречает препятствие в виде уступа оправки. Завершающие петлеобразные траектории MPB 1 показаны на фиг.2, Если по завершении очередной траектории и последующем двойном проглаживании ролик окажется на участке образующей с углом наклона, соответствующим режиму

ПРВ, происходит переход процесса в этот режим и одновременное переключение АРВ на программу ll, включается электромагнитный распределитель 18, Теперь по завершении ПРВ в формировании траектории участвуют регуляторы 22 и 23 потока. Поскольку настройка их отличается от настройки регуляторов 20 и 21, режим формообразования в программе ll npu

MPB 2 полностью автономен, По завершении полного процесса формообразования система переходит в режим копирования, включается подача суппорта станка вправо и происходит общее проглаживание всей оболочки.

Давильный ролик возвращается в исходное положение у торца оправки.

1699Я55

Устройство позволяет осуществлять

APB весьма сложных по конфигурации оболочек на двух уровнях.

Применение предлагаемого устройства для задания траекторий движения инструмента с элементами самонастройки позволит значительно снизить себестоимость изготовления деталей за счет сокращения количества операций, в целом.штучно-калькуляционного времени, Эффективность устройства тем выше, чем чаще производится смена объектов производства. В этом отношении предлагаемое устройство эффективнее всех известных систем управления, в том числе и числового программного.

Применение устройства позволит не менее чем в 7 — 8 раз сократить время отработки технологии при освоении производства новых деталей, в 2,5 — 3 раза сократить время на переналадку станка при переходе к изготовлению очередного изделия. Отвечая требованиям гибкости и широкой универсальности, устройство особенно эффективно в условиях многономенклатурного мелкосерийного и индивидуального производства.

Формула изобретения

1. Устройство для задания траекторий движения инструмента, содержащее гидростанцию с баком и предохранительным клапаном, копировальную систему с элементами траекторий движения инструмента, смонтированную на гидросуппорте, и систему переключения элементов траекторий движения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено системой самонастройки, выполненной в виде двух регуляторов потока жидкости с дросселирующими элементами и приводами изменения их проходного сечения. двух регуляторов обратного прохода жидкости и четырех распределителей потоков жидкостей, копировальная система снабжена следящим золотником, 5 щупом, смонтированными на гидросуппорте, гидроголовкой, смонтированной на гидросуппорте и выполненной в виде корпуса с камерой редуцированного давления, в которой с возможностью свободного перемеще10 ния смонтирован плунжер с выступом. и коромысла, кинематически связанного с инструментом и плунжером, причем корпус гидроголовки снабжен концевым выключателем, взаимодействующим с выступом

15 плунжера, а плунжер посредством тяги связан со следящим золотником гидросуппорта, система переключения элементов траекторий движения выполнена в виде гидродатчика расхода жидкости.

20 2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что гидродатчик выполнен в виде корпуса с цилиндрической полостью, размещенным в цилиндрической полости с возможностью свободного перемещения

25 плунжером и расположенным вдоль образующей цилиндрической полости щелевидным каналом, при этом на одном из торцов корпуса в зоне основания цилиндрической полости смонтирован изолированный элек30 трически от корпуса регулировочный винт с возможностью взаимодействия своим концом с торцом указанного плунжера, в стенках корпуса выполнены сквозные отверстия, связывающие часть цилиндриче35 ской полости со стороны регулировочного винта со сливом от гидросуппорта, противоположную часть — со сливом предохранительного клапана гидростанции, а выход щелевидного канала — с баком гидростан40 ции.

Х юрогрюю а

Фиг. 2

Составитель Е. Коляда

Редактор О. Юрковецкая Техред М.Моргентал Корректор 3. Лончакова

Заказ 4425 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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