Патент ссср 354984

 

ОПИСАНИЕ 354984

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.VII.197i0 (М 1453635/25-8) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 16.Х.1972. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 31.Х.1972

М. Кл. В 2 3q 35/О 0

В 23р 1/00

Комитет по лелем изобретвиий и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.9.048.6 (088.8) ВСВСОЮЗИАЙ

ЗИВВИВВЯ6 0

ВИЬЛиО.ИЯ

Автор изобретения

Д. А. Штейн

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ ПО КОПИРУ

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано при проектировании объемно-копировальных станков.

Известны устройства для обработки изделий по копиру, .в которых копировальный щуп и инструментальная головка установлены на общем жестком держателе.

Однако в таких копировальных устройствах отсутствуют специальные механизмы, с помощью которых осуществляется слежение за износом инструмента, который в отдельных случаях (например, при ультразвуковой обработке) очень, велик.

Для компенсации износа инструмента инструментальная головка связана с держателем посредством автономного от привода рабочей подачи компенсационного механизма, выполненного в виде червячной передачи, червяк которой кинематически связан с установленным на держателе исполнительным сервоприводом, получающим команды от датчиков, расположенных на изделии, а червячное колесо образует зубчато-реечную пару с корпусом инструментальной головки, обеспечивая подачу его на изделие по мере износа инструмента.

Работа предложенного устройства описывается на примере ультразвукового копировального устройства.

На фиг. 1 представлены ультразвуковая головка с поворотным инструментом в кинематической связи с копировальным щупом в одном из положений во время воспроизведения

5 матрицы по матричной модели (или по пуансонной модели, показанной условным контуром), и кронштейн с контактирующим с обрабатываемым,изделием механотроном; на фиг, 2 — блок-схема управления электродви10 гателем износокомпенсационных подач самотормозящейся инструментальной головки.

Корпус ультразвуковой головки 1 оснащен симметричным двухреечным зацеплением— рейками 2 и 8 с колесами 4 и 5, последнее из

15 которых (5) собрано с червячным колесом 6 и сцеплено с червяком 7 редуктора 8 управляемого сервоэлектропривода 9 компенсационных подач, который вмонтирован в направляющий держатель 10 вместе с осями 11

20 и 12 колес 4 и 5, 6, соленоидным сердечником

18 с демпфирующей катушкой 14, бесконтактным элект ротрейсером 15 и осью 16. Электротрейсер позволяет передавать совершаемые ультразвуковой головкой следящие за релье

25 фом модели 17 перемещения (например, при помощи двух противоположно подключенных соленоидных катушек — катушки 18 постоянной подачи и катушки 19, управляющей отводом электротрейсера 15) посредством любого

30 согласующего механизма, подключаемого в

3549i84 случаях, когда комплектно обрабатываются сопрягаемые половины пресс-форм и штампов (край звена возможного согласующего механизма дан условным контуром и обозначен индексом 20) .

Обрабатываемой заготовке 21 сообщают синхронно с моделью 17 возвратно-поступательные перемещения (обозначены стрелками) при их непрерывном синхронном вращении по направлениям, согласованным с требуемой обращенностью. Относительные размеры изделия и модели обусловлены изменениями скоростей соответствующих подач.

Стержень-инструмент 22 может быть винтовым, с острозаточенным профилем или под углом 45, создающим краевой эффект бокового резания.

Стержень-инструмент 22 вместе с концентратором 28 и стержневым пакетом 24 установ,, лен .в ловорахцый. нговый патрон 25, оснащенный, например, ариковыми дорожками

2б (шарики„"заполн т через наружное отверстие) и приводииМФ в движение от автономного привода:.:(ца ф . 1 показан в виде червячного зацеплеимя.Ы ) .

Вращением инструмента сохраняются углы предварительных заточек; вращение может быть синхронизовано с переменной скоростью обрабатываемой заготовки с учетом регулирования знакопеременных упругих перемещений по радиусу, возникающих во время ультразвукового резания от центра к периферии.

Таким образом поперечные подачи заготовки гасятся соответствующим вращением инструмента в тех случаях, когда ультразвуковая обработка ведется на глубине, превышающей размер абразивных зерен.

Стержень-инструмент 22 может быть выполнен полым, с входным отверстием 28 за коническим хвостовиком 29 под суспензию малой концентрации, подаваемую в рабочую зону избыточным давлением в качестве дополнительной защитной меры от износа стержневого инструмента 22.

В строго взаимно отцентрированном и совместно с круглой заготовкой 21 перемещаемом кронштейне 80 жестко установлен механот.рон 81.

Источник питания 82 механотрона 31 связан также датчиком уровня 88, который может задаваться, например, генератором.

Усиленные по напряжению усилителем 84 импульсы, поступающие от механотрона 81, контактно установленного на перемещаемом и вращаемом обрабатываемом изделии 21, поступают на мостовую схему сравнения 85 в форме вибросигналов с обрабатываемого изделия 21, совершаемых с изменением среднего значения уровня, задаваемого датчиком

88 ультразвуковых колебаний, затем усиливаются по мощности усилителем 86 для управления обмоткой возбуждения реверсирующего электродвигателя 37 через ограничитель времени 88 или непосредственно, когда требуется плавный режим.

5 ю

15 го

25 зо

В зависимости от режима кронштейн 80 под механотрон 81 для большей чувствительности может совместно с обрабатываемой заготовкой и вращаться.

Для этого необходима симметричная балансировка (на фиг. 1 представлена в виде двух диаметрально противоположно расположенных механотронов) с использованием скользящего контакта.

Дорожки 89 под направляющие качения имеют по два шарика под инструментальную головку 1 и по одному шарику под оси 11 и 12.

Работа устройства для ультразвуковой инструментальной обработки рельефов копированием. Модель, например скульптурный барельеф, заземляют с подведением к ней положительного потенциала от стабилизированного источника высокого напряжения (1250 в) посредством скользящего контакта, допускающего однонаправленное вращение модели при ее возвратно-поступательных перемещениях, осуществляемых, например, синхронно с рабочим столом.

При таких перемещениях модельного стола электрощуп, к которому подведен отрицательный потенциал того же источника, управляется с помощью сердечника с демпфирующей катушкой, взаимодействующего с двумя концентричными катушками обратной полярности, однй из которых, например внешняя, обеспечивает (питаясь непосредственно от стабилизированного силового источника) подачу на модель направляющего держателя электрощупа. В электрощуп жестко вмонтирован сервоэлектропривод компенсационных подач изнашиваемого стержневого ультразвукового инструмента, причем держатель кинематически связан с инструментальной головкой, Вторая катушка, к которой подведен отрицательный полюс, при появлении управляющего сигнала с приближением электрощупа к модели с нарушением заданного воздушного зазора отводит назад вместе с электрощупом его направляющий держатель с сервоэлектроприводом компенсационных подач изнашиваемого инструмента.

Такое управление обеспечивает слежение за переменными сечениями рельефа с сохранением постоянства воздушного зазора с очень короткой сигнализирующей дугой контакта между электрощупом и моделью. Управление компенсационными подачами изнашиваемого рабочего конца ультразвукового стержневого инструмента осуществляется по мере его износа, поскольку он акустически контактирует с обрабатываемой заготовкой, которая,совершает угловые и поперечные перемещения с изменением минимального значения задаваемого уровня ультразвуковых колебаний (например, генератором, служащим датчиком уровня), воспринимаемого вибродатчиком.

Последний может быть выполнен по принципу механически управляемых электронных и ионных ламп или с использованием пьезоэлек354984

1О

15 го

25 трического или электрокинетического вибродатчика, реагирующего на изменение давления, например, в ванне, в которую стекает абразивная суспензия. Вибродатчик может располагаться радиально и симметрично вокруг образующей обра батываемой заготовки с тем, чтобы его суммирующий сигнал при относительном перемещении инструмента по радиусу обрабатываемой заготовки приближался при отсутствии износа к const. С поступлением вибросигнала на схему включается сервоэлектропривод. Он осуществляет соответствующую компенсационную подачу, дополнительно поступательно накладываемую на инструмент.

В зависимости от настройки датчика уровня компенсационную подачу можно осуществлять непрерывно или дискретно.

При расположении электрощупа с дер кателем так, как показано сплошной линией, получаются идентичные обращенности рельефа модели. При расположении этих же элементов по штрих-пунктирной линии достигается условный контр-рельеф, обратный рельефу модели.

Для повышения скорости резания ультразвукового стержневого инструмента его выполняют винтовым, с неоднородным сечением, что и приводит к возникновению крутильной составляющей колебаний, где степень преобразования продольных колебаний в крутильные зависит от угла наклона нарезки по отношению к оси стержня, а также от ее переменной глубины.

Предмет изобретения

Устройство для обработки изделий по копиру, в котором копировальный щуп и инструментальная головка установлены на общем жестком держателе, отличающееся тем, что, с целью компенсации износа инструмента, инструментальная головка связана с держателем посредством автономного от привода рабочей подачи компенсационного механизма, выполненного в виде червячной передачи, червяк которой кинематически связан с установленным на держателе исполнительным сервоприводом, получающим команды от датчиков, расположенных на изделии, а "червячное колесо образует зубчато-реечную пару с корпусом инструментальной головки, обеспечивая подачу его на изделие по мере износа инструмента.

354984

Составитель Т. Казинова

Техред А. Камышникова Корректор Л. Царькова

Редактор Н. Белявская

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3597ji1 Изд. № 1523 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5