Патент ссср 416216

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ еиюз Совекких

< аюалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельствя № ——

Заявлено 02.711.1971 (№ 1677349/25-8) с присоединением заявки ¹

Приоритет,Ч. Кл. В 23q 35/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР аа делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.11,1974, В?оллетень ¹ 7

Дятя опубликования описания 26Х1.197-!

УДК 62-503.53 (088.8) Автор изобретен;?я

М. E. Розенфельд

Заявитель

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СЛЕДЯЩИЙ ПРИВОД

Изобретение относится к станкостроению и предназначено для перемещения управляемого от копира инструмента относительно обрабатываемой детали в гидрокопировальных станках.

Известные гидравлические следящие копировальные приводы, обеспечивающие эллиптический закон изменения результирующей подачи, содержат насос с предохранительным клапаном, цилиндр ведущей и копирующей подачи, четырехкромочный следящий золотник со щупом, копир, дроссель ведущей подачи, дроссель копирующей подачи, регулятор связи с датчиком перепада давления на дросселе копирующей подачи. Такие приводы обеспечивают движение резца, копирующее движение острия щупа вдоль копира, причем результирующая скорость резца всегда направлена вдоль касательной в данной точке копируемого профиля, а величина результирующей подачи изменяется в зависимости от угла наклона кривой копира по эллиптической кривой или остается постоянной при одинаковой настройке дросселей ведущей и копиру?ощей подачи. Однако при подрезании торцов, т. е. когда угол наклона участка кривой копира к направлению ведущей подачи равен

90, связь цилиндров ведущей и копирующей подачи разрывается, так как при этом регулятор связи ?толностью перекрывает магистраль слива, а в некоторых известных схемах перекрывается и подвод к цилиндру ведущей lI0дачи и резец буде-, перемещаться только при работе цилиндра копирующей подачи, 5 В этом случае ?ясто наб?подается отклонение факти?еской траектории движеппя инструмента от прямой линии, задаваемой копиром из-за того, что прак1ически невозможно полностью устранить утечки в схеме привода

10 цилиндра ведущей подачи и в нем самом.

Кроме того, в процессе работы изменяется схема и величина внешних спл, например сил резания, воздействующих на привод, перераспределяются и изме??яются давления в поло5 стях цилиндра ведущей подачи, а также имеются погрешности няправля?ощих каретки копиру?ошей подачи. Все эти возможные погрешности траектории инструмента в приводах не компенсируются следящим приводом, 20 так как в данном случае связь щупа с цилиндром ведущей подачи разорвана.

Цель изобретения — расширить зону слежения, определяемую предельным углом между направлениями преобладающей ведущей и

2S копирующей подачи так, чтобы процесс слежения не разрывался при угле наклона копира к направлению прсоблядающей ведущей подачи равном 90 и больше.

Предлагаемый гидравлический следящий

30 привод отличает,":-. тем, что в магистраль на416216 соса к цилиндру ведущей подачи включен делитель по ока, одно OTiBCTBление которого соедине lo с одной из полостей цилиндра ведущей подачи и с входом включенного в привод регулятора скорости, выход которого соединен со сливом в бак, а второе ответвление делителя потока соединено со в-,орой полостью того же цилиндра и с входом регулятора связи.

Такая схема питания гидроцилиндра ведущей подачи приводит к тому, что в то время, когда:цуп движется по участку копира с углом на,клона равным 90, регулятор св,зи под действием перепада давления на дросселе копирующей подачи устанавливается в положение, созда:оп ее на дросселе ведущей подачи перепад давления, который обеспечивает

"icðeç дроссель расход рабочей жидкости равный расходу жидкости, сливаемой в оак через регулятор скорости, подключенный параллельно рабочей полости гидроцилиндра. В оба ответвления из делителя потока поступает одинаковое количество жидкости, поэтому в полость гидроцилиндра ведущей подачи рабочая жидкость не попадает.

Если же под действием каких-либо внешних или внутренних для привода сил инструмент, а вместе с ним и щуп привода получают некоторое смещение относительно профиля копира в какую-либо сторону, например в сторону преобладающей ведущей подачи, то изменяется рассогласование в следящем золотнике. Это приведет к увеличению расхода жидкости в цилиндре копирующей подачи и затем в дросселе копирующей подачи. В результате увеличивается перепад давления на этом дросселе, изменяется положение регулятора связи так, что перепад давления на дросселе ведущей подачи уменьшится, расход рабочей жидкости на слив через него станет меньше, чем сброс рабочей жидкости через регулятор скорости.

Если учесть, что в оба ответвления поступают из лели-,еля потока равные расходы рабочей жидкости, то очевидно, что в ответвлении на входе в регулятор связи появится избыточный расход жидкости, который будет поступать в связанную с ним полость гидроцилиндра ведущей подачи, а из второй полости >кидкосгь будет вытесняться и сбрасываться через регулятор скорости. Начнется движение цили дра ведущей подачи в сторону противоположную возникшему ошибочному смещению до его устранения, после этого система вновь обретает равновесие. Аналогично привод отработает ошибку в противоположном направлении, но сброс жидкости через регулятор связи увеличится и гидроцилиндр ведущей подачи сдвинется в противоположном направлении.

Обработка участков копира, имеющих угол наклона к направлению преобладающей ведущей подачи более 90, происходит так >ке, как в случае с отработкой ошибки положения инструмента в сторону преобладающей ведущей подачи, но дополнительное рассогласование в следящем золотнике пе устраняется, а

65 все время поддер>киваегся скольжением щупа по наклонному участку копира.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого гидравлического следящего привода; на фиг. 2 — годограф всктора скорости результирующей подачи.

Гидравлический следящий привод имеет насос 1 и предохранительный клапан 2. Нагнетательная магистраль насоса соединена с в одом делителя 3 потока и с входом следящего золотника 4, выход 5 ко-.o:>oãо соединен маслопроводом с полостью б цилиндра 7 копирующей подачи. г:россель 8 копирующей подачи соединен однпм из своих входов с полостью 9 цилиндра 7 копируюгцей подачи и посредством магистрали 10 с одной из полостей дифференциа".ь 1ого да i-1 ка 11 л,вяления. Второй вход дроссел i 8 соединен с " :ûõo.-.ом 12 следяI!ieIо золотника 4 и oо второй полостью датчика 11. Сливпая магистралb 13 следящего золотника соединена с баком 14 гидросистемы. Ответвление 15 делите,. я 3 г,з гока соединено с полостью 16 гнд они.".и:.„; а 17 ведущси подачи и с входом регу-.ятора 18 скорости, выхoz xo! o;;oi u сое 1ипен co c ивом а бак.

О ветвление 19 делителя потока соединено с полостью 20 гидроцилин ра ведущей подачи и с входом 21 регул»торя 22 связи; на выходе регулятора связи вкчючен дроссель 23 ведущей подачи. Шток цил:шдра 17 ведущей подачи жестко связан с цилиндром 7 копирующей подачи, шток котор. го жестко связан с резцом 24 и корпусом следящего золотника.

Плунжер 25 следящего золотника прижат пружиной к щупу 26, свободный конец которого опирается на контур копира 27.

Предлаг",åìûé привод работает следующим образом. Питание цилиндров ведущей и копирующей подачи осуществляется от насоса 1.

Предохранительный клапан 2 поддерживает в нагнетательной магистрали насоса постоянное давление, сбрасывая избыток рабочей жидкости в бак 14. От насоса 1 рабочая жидкость поступает в делитель 3 потока и делится на два потока с равными расходами жидкости, которая поступает в ответвления 15 и 19.

Часть расхода рабочей жидкости из ответвления 15 сбрасывается в бак через регулятор скорости 18, который обеспечивает постоянную величину расхода сбрасываемого потока.

Избыток расхода жидкости ответвления 15 поступает в полость 16 цилиндра ведущей подачи и перемещает el o поршень со штоком и с цилиндром копирующей подачи. Рабочая жидкость, вытесняемая из полости 20 цилиндра ведущей подачи совместно с потоком жидкости, поступающей из ответвления 19 делителя 3 потока, сбрасывается в бак через регулятор 22 связи и дроссель 23. Beëè÷èíÿ ведущей подачи, т. е. скорость перемещения поршня цилиндра 17, определяется настройкой дросселя 23, а также работой регулятора

23 связи.

В зависимости от отклонения движения щупа 26 от направления, параллельного оси ци416216

65 линдра ведущей подачи, на указанное ранее движение накладывается второе копирующее движение — следствие рассогласования в следящем золотнике. При этом цилиндр копирующей подачи получает движение, соответствующее направлению рассогласования, а скорость — соответствующую степени этого рассогласования и настройке дросселя копирующей подачи 8.

При перемещении цилиндра копирующеи подачи через дроссель 8 протекает поток масла, расход которого пропорционален скорости перемещения указанного цилиндра. В результате на этом дросселе образуется перепад давления, который, воздействуя на датчик 11, а через него и на регулятор связи, редуцирует давление масла на входе в дроссель 23, снижая расход рабочей жидкости и, соответственно, уменьшая скорость движения цилиндра ведущей подачи.

При движении щупа 26 по участку копирз, имеющему профиль прямой, перпендикулярной к направлению ведущей подачи, скорость копирующего гидроцилиндра достигает такой величины, при которой перепад давления на дросселе 8 посредством датчика 11 и регулятора 22 связи автоматически снижает расход жидкости через дроссель 23 до величины, ра вной расходу, установленному через регулятор 18 скорости. Если иметь в виду, что расходы, поступающие в ответвления 15 и 19 из делителя потока, тоже равны, то очевидно, что гидроцилиндр ведущей подачи остановится. В этом случае расходы рабочей жидкости, поступающей в каждое из ответвлений 15 и

19, равны расходам жидкости, сбрасываемой через регулятор 18 скорости и дроссель 23 соответственно.

Если по каким-либо причинам, например в результате воздействия рабочих усилий на гидроцилиндр ведущей подачи, произойдет отклонение траектории движения резца 24 от траектории, соответствующей профилю копира, то возникшее при этом дополнительное рассогласование в следящем золотнике вызовет изменение скорости гидроцилиндра копирующей подачи, перепада давления на дросселе 8, положения регулятора связи и, следовательно, появится некоторая корректирующая скорость у гидроцилиндра ведущей подачи, которая восстановит соответствие траекторий движения резца 24 и рабочего острия щупа 26.

При необходимости предлагаемый гидравлический следящий привод обеспечивает воспроизведение профиля копира, имеющего участки, у которых угол наклона профиля, измеряемый от направления преобладающей ведущей подачи, может быть больше 90 . В этом случае повышение рассогласования на следующем золотнике вызывает увеличение скорости цилиндра копирующей подачи и, соответственно, увеличение перепада давления на дросселе 8, снижение расхода через дроссель

23 до величины меньшей, чем установленный

50 расход через регулятор 18 скорости. Избыток рабочей жидкости, которая поступает в полость 20 цилиндра 17, вызывает перемещение, обратное направлению преобладающей ведущей подачи.

Математический анализ статических характеристик описанного привода показывает, что годограф вектора результирующей подачи резца, являющейся геометрической суммой векторов ведущей и копирующей подач, представляет собой эллипс, центр которого смещен от начала координат, являющегося центром вращения вектора результатирующей подачи, вдоль оси ведущих подач в направлении, противоположном направлению преобладающей ведущей подачи (см. фиг. 2).

Параметры предлагаемого следящего привода могут быть подобраны так, чтобы обеспечить наперед заданное соотношение наибольших величин ведущей и копирующих подач, в том числе и соотношение, равное 1 или близкое к ней, обычно рекомендуемое для приводов соответствующего назначения.

Характер кривизны дуги годографа зависит от величины смещения центра С эллипса от начала координат О и при необходимости может быть отрегулирован посредством регулятора 18 скорости так, что дуга эллипса годографа будет практически мало отличаться от дуги окружности с центром в начале координат годографа результирующей подачи (см. фиг. 2).

Величина подачи при подрезке торца определяется отрезком OD и настраивается дросселем копирующей подачи 8.

Величина подачи при обработке цилиндрической поверхности соответствует отрезку ОА и настраивается дросселем 23 ведущей подачи.

Величина результирующей подачи при угле наклона копира, равном р, будет соответствовать величине вектора 5р„.

Наибольший угол KQIIHp2 с ндив, копирова ние которого может быть обеспечено, определяется смещением центра эллипса относительно начала координат, т. е. отрезком ОС. Этот же отрезок определяет наибольшую величину ведущей подачи в направлении, противоположном преобладающему (см. фиг. 2, ось

5вед)Предмет изобретения

Гидравлический следящий привод, обеспечивающий эллиптический закон изменения результирующей подачи, содержащий насос, питающий цилиндры ведущей и копирующей подачи со следящим золотником и регулятором связи, отличающийся тем, что, с целью расширения зоны слежения, определяемой предельным углом между направлениями преобладающей ведущей и копирующей подачи, в магистраль насоса к цилиндру ведущей подачи включен делитель потока, одно ответвление которого соединено с одной из полостей цилиндра ведущей подачи и с входом включенного в привод регулятора скорос-и, выход которого соединен со сливом, а второе ответвление делителя потока соединено со второй полостью того же цилиндра и с входом регулятора связи.

Составитель И. Шумилов . з: и-,.:", Л Трушина Техред 3. Тараненко

Корректор Т. Гревцова

Заказ 1459> 18 Изд. № 567 Тираж 944 Подписное ц119111ПИ Государственного комитета Совета

,!-.:.i. тров СССI ао делам изобретений и открытий, 11оскаа, уК-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, lIp. Сапунова, 2