Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союэ Советскин

Социапистическмн

Республик (11) 7915) 0

J

> с (61) floïoëíèòåëüíîå к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.03.78(21) 2591135/25-08 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл.

В 23Q 15/18

Й 01 В 7/02

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 30.12.80.Бюллетень М 48 ла делен нэобретеннй и открытнй (5Ç) УДК621.941.23 (088. 8) Дата опубликования описания 30.12.80 (72) Авторы изобретения

Б Г. Хазин, А. А. Матяш, Б. Ф. Королев, В. М. Павлов, В. И. Грачев и Ю. А. Щетинин (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ KOMnEHCAUHH

ПОГРЕШНОСТЕЙ ОБРАБОТКИ НА ТОКАРНЫХ СТАНКАХ

Изобретение относится к области автоматизации технологических процессов, а именно к устройствам, компенснруюшим воаникаюшие погрешности обработки деталей в процессе их обтачивання или растачивания на токарных станках. S

Известно устройство для автоматической компенсации погрешностей размера и продольной формы детали, обрабатываемой на токарном станке, которое состоит из измерительного уапа, выполненного в виде двухконтактной скобы с установленными на ней датчиками, который соединен с исполнительным механизмом перемешения режущего инструмента через уствт итал ьно-преобразовательныйй блок;причем в схему устройства дополнительно введен вспомогательный контур регулирования, исполнительные механизмы которого отдельными каналами связаны через устотительно-преобразовательный блок основного контура с установленными на скобе датчиками,один из которых в процессе обработки всегда выведен

: на свою зафиксированную при размерной на;ф" Х

2 стройке рабочую точку,Исполнительные механизмы вспомогательного контура уста-новлены на двухконтактной скобе таким образом, что один из них соединен с двумя попудугами самой скобы, установленной на станине, а другой - с одной иа дуг и станиной станка. Кроме того, каждый нз датчиков измерительного узла до нди во вре мя обработки детали подключен к входу вспомогательного контура, полудугн скобы подпружинены между собой и по отношению к станине станка; исполнительный механизм, помешанный между полудугами скобы, выполнен съемным, а верхняя дуга « откидной jig.

Недостатки такого устройства заключаются в следующем.

Невозможно изменить чувствительность измерительного уапа при настройке параметров устройства на станке оно обеспечивает невысокую точность измерения детали при обработке и невысокую точность начальной размерной автоматической настройки измерительного узла.

10 4 ,нь|м (чувствительным) 6 элементами, в качестве которых применены подшипники качения; накидная скоба 4 с помощью шарниров 7 и 8 и рычага 9 закреплена на кронштейне 10, установленном на штатном резцедержателе 11 суппорта 12 станка, (например, токарного). Оси 13 опорных подшипников 5 закреплены на каретках 14, которые могут перемещаться вдоль направляющих накидной скобы 4, снабженных шкалами для облегчения настройки на требуемый диаметральный размер обрабатываемой детали 15. Каретки 14 закрепляются на направляюших скобы 4 винтами 16.

Для защиты опорных 5 и измерительного (чувствительного) 6 подшипников скобы 4 имеются щетки 17, однако для повьпыения надежности (особенно при растачивании втулки) может быть применено и выдувание стружки воздухом из отверстия обра ба тыва ем ой д етал и.

Измерительная накядная скоба 4 ссцержит механизм 18 начальной автоматической настройки измерительного преобразователя 19, например, индуктивного. B состав механизма 18 входят управляемый от блока

2 управления электродвигатель 20 с редуктором 21, на выходном валу которого посажен эксцентрик 22, охваченный плоскими пружинами 23 с предварительным натягом, Ъ ектродвигате ь 20 установлен на кронштейне 24, закрепленном на скобе 4.

Плоские пружины 23 накладками 25 закреплены с одной стороны неподвижно на кронштейне 24, а с другой сторонына перемещаемом возвратно-поступател ьно (вверх-вниз) корпусе 26, в котором уста %. новлен измерительный преобразователь (дат чик) 19, К корпусу 26 жестко прикреплен кронштейн 27, на котором установлен двуплечий рычаг 28. Корпус 26 с кронштейном 27 при своем возвратно-поступательном1 перемещении вверх-вниз боковой поверхности скобы 4 не касается. Измерительный наконечник преобразователя 19 через подпружиненные двуплечий рычаг 28 и рычаг 29 воспринимает перемещение измерительного подшипника 6, ось 13 которого закреплена на тяге 30, двигающейся в корпусе 31.

Тяга 30 от проворота зафиксирована плоской пружиной 32, средняя часть которой прикреплена к тяге ЗО, несущей измерительный подшипник 6, а концы зажаты в кронштейнах ЗЗ, установленных на измерительной скобе 4, Подключение элекгродвигателя 20 и измерительного преобразователя 19 к блоку

2 управления производится через штепсель йый разъем 34. Подналвдкв режущего инст

3 7915

Устройство имеет сложную, ненадежную конструкцию, так как,кроме основного контура, содержит еше и вспомогательный контур (с исполнительными механизмами раздельной размерной настройки двух

5 датчиков), стабилизирующий положение измерительной скобы относительно поверхности обрабатываемой детали; устройство долго подготавливается к работе, так как его узлы неудобно размещены в рабочей зоне токарного станка, громоздки и метал10 лоемки.

Требуется тщательная предварительная настройка параметров основного и вспомогательного контуров устройства для обес15 печения качественной (устойчивой) и не влияющей,одного на другой работы двух связанных контуров регулирования.

Белью изобретения является обеспечение возможности увеличения чувствительности измерительного узла при отладке

20 устройства на станке, повышение точности измерения детали при обработке, упрощение конструкции и повышение надежности.

Йля этого в предлагаемом устройстве

25 измерительная скоба снабжена двумя направляющими, охватывающими обрабатываемую деталь, перемещаемыми вдоль направляющих каретками, опорные элементы которых базируются по обработанной поверх30 ности детали и выполнены в виде подшипников качения, и чувствительным элементом, который, квк и опорные элементы каретки, выполнен в виде подшипника качения, подвешен относительно направляющих скобы нв плоских пружинах и кинема35 тически посредством рычагов и эксцентрика связан с измерительным преобразователем; причем последний установлен с воз, можйостью возвратно-поступательного перемещения относителыю скобы от эксцентри40 ка, охваченного плоскими пружинами с. предварительным натягом.

Нв фиг. 1 схематично изображено пред» лагаемое устройство, установленное, например, нв токарном станке; на фиг. 245 механизм начальной автоматической наст ройки измерительного цреобрвзователя, аксонометрия.

Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на метвлло50 режущих станках, например, при обтачивании или рвствчиввнии состоит из измерительного узла 1, последовательно связанного с блоком 2 управления (ВУ) и механизмом 3 перемещения режущего инсч

55 рументв.

Измерительный узел 1 содержит накидную скобу 4 с опорными 5 и иэмеритель5 791 румента (компенсация погрешностей обработки) производится непосредственно в про цессе резания с помощью механизма 3 перемещения резца; управляемого блока 2 управления (БУ) по отклонению диаме1 рального размера детали 15 от требуемого. Механизм 3 перемещения режущего инструмента закрепляется как обычный резец в резцедержателе 11 станка (при растачивании втулки — в соответствующем 10 пазу бор-штанги); блок 2 управления устанавливается в другой позиции резцедержателя 11 (может быть размещен и вне станка).

Устройство работает следующим образом.

Предварительно настраивают накидную скобу 4, для чего по шкалам, нанесенным на направляющие скобы, перемещают каретки l4, опорные 5 и измерительный 6, 20 подшипники должны располагаться на образуюшей детали требуемого диаметра.

При необходимости увеличить чувствительность измерительного узла 1 при отладке устройства на станке перемещением каре- 5 ток 14 вдоль направляющих скобы 4 увеличивается охват детали 15 опорнымя подшипниками 5, вращающимися на осях

13 кареток 14, Йалее, резцом механизма 3 перемеще- З0 ния режущего инструмента протачивают небольшой поясок (5-10 мм) требуемого диаметра. Проверяется относительное положение peaiia и подшипников скобы 4: опорные 5 и измерительный 6 подшипни- З5 ки должны располагаться в одной плоскости и отставать (вдоль оси обрабатываемой детали 15 ) от вершины режущего инструмента на 1-2 мм. Настройка положения резца и подшипников измерительной 40 скобы 4 производится перемещением механизма 3 в резцедержателе 11 или ггеремешением кронштейна 10.

На проточенный поясок требуемого диаметра опускается измерительная скоба 4. При нажатии на лицевой панели бло ка управления (БУ) 2 соответствующей кнопки (на фиг. 1 не показана) "выход измерительного преобразователя 19 подключается через БУ по входу электродвигателя 20 — начинается автоматическая настройка измерительного преобразователя 19 на требуемом диаметральном размере детали 15.- При наличии управляк>щего напряжения на своем "входе элект 55 родвигатель 20 через редуктор 21 пово,рачивает эксцентрик 22, который через плоские пружины 23 вызывает перемеще»

510 б ние корпуса 26 с установленным в нем измерительным преобразователем 19.

Перемещение корпуса 26 с кронштейном 27 через одно плечо двуплечего рычага 28 и рычаг 29 вызывает соответствующее поступательное перемещение тяги 30 и, следовательно, измерительного подшипника 6, одновременно через другое плечо двуплечего рычага 28 происходит перемещение якоря измерительного преобразователя 19.

Работа электродвигателя 20 (и соответствующий поворот эксцентрика 22) происходит тогда, когда якорь измерительного преобразователя 19 не находится в зафиксированном при настройке устройства

"среднем" положении, при котором на выходе" и змерительного преобра зователя 19 отсутствует электросигнал. После перемещения якоря измерительного преобразователя 19 в среднее положение, выходной" сигнал последнего становится равным нулю и работа электродвигателя 20, управляемого датчиком 19 через блок 2 управления (БУ), прекращается.

При остановке электродвигателя 20 определенное (начальное положение займет от носительно обработанной поверхности де.тали 15 измерительный подшипник 6, кинематически связанный с якорем измерительного преобразователя 19 через подпружиненные тягу 30, рычаг 29 и двуплечий рычаг 28.

После завершения начальной автоматической настройки измерительного преобразователя 19, нажимом соответствующей кнопки или автоматически от соответствующей схемы блока 2 управления (на фиг. 1 не показано) происходит подключение "выхода" измерительного преобразователя 19 через блок управления 2 к входу механизма 3 перемещения режущего инструмента.

Одновременно включается продольный "самоход" станка.

В процессе резания при появлении отклонения диаметрального размера детали от требуемого происходит. соответствующее перемещение резца для компенсации возникающих погрешностей обработки на ходу" — требуемый диаметральный размер стабилизируется по всей длине обрабатываемой детали.

Изобретение позволяет : обеспечить точность обработки деталей по 2 классу (с получением погрешности продольной формы не более 0,03 мм) независимо от износа направляющих станины токарного станка, износа инструмента, неточности

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР% 333862, кл. 501 В 7/02, 1965.

791510 8 йъйтавления заднего центра или люнетов рительную скобу с пр у с прикрепленным к ней и т.п., причем на любых режимах резания посредством плоских пру

J пружин измерительдостигаемую одновременно с увеличением ным преобразователем, механизм налальпроизводительности обработки (не менее ной настройки измерительного преобразо30-50%)> обеспечить возможность увели- ватепя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чения чувствительности измерительного что, с целью повышения точности обработузла при отладке устройства непосредствен- ки путем изменения чувствительности устно на станке, повысить точность настрой- ройства в зависимости от режимов обработки скобы и точность измерения детали при ки, скоба снабжена направляющими, охваобработке, упростить настройку парамет lo тывающими обрабатываемую деталь, а баров качества регулирования автоматнчес- зирующие элементы выполнены в виде ка кого устройства, значительно упростить реток, установленных на упомянутых напконструкцию устройства и повысить его равляющих с возможностью перемещения. надежность путем устранения необходи- 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю - мости использования вспомогательного 15 щ е е с я тем, что механизм .начальной ко Игура регулирования. настройки выполнен в виде эксцентрика, установленного с предварительным натягом между упомянутыми плоскими пружнФормула н зобретения нами.

1 Устройство для автоматической ком- (g пенсацин погрешностей обработки на токарных станках, содержащее базирующуюся по обработанной поверхности детали изме791510

Составитель В. Алексеенко

Р акто Т Мо эо Т е Миг ва Ко ек о Л н

Закан 9351/12 Тираж 1160 Поди исное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иаобретений и открытий

113035 М к - P ш я б 4 5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках Устройство для автоматической компенсации погрешностей обработки на токарных станках 

 

Похожие патенты:

Кутиметр // 734499

Изобретение относится к области станкостроения, в частности к средствам активного контроля обработки детали в реальном времени на оборудовании с ЧПУ

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для измерения расстояния между внутренними поверхностями бандажей колес железнодорожного подвижного состава и установки фрез колесофрезного станка под локомотивами и вагонами железнодорожного транспорта

Способ включает установление величин тепловых смещений шпинделя станка в процессе обработки, введение коррекции в перемещение рабочих органов станка по управляемым осям координат и определение вида и параметров функций теплового смещения шпинделя станка для каждой частоты его вращения и при простоях, по которым рассчитывают величины тепловых смещений шпинделя станка в зависимости от времени работы на различных частотах вращения и от времени простоя, а в моменты достижения рассчитанных величин установленных допустимых значений осуществляют корректировку величины перемещения рабочих органов станка. Для расширения технологических возможностей установление величин и параметров функций тепловых смещений шпинделя станка производят для различных пространственных положений теплонагруженных деталей и узлов станка с изменением скорости теплонагружения и с учетом температуры окружающей среды при многократных испытаниях станка для получения статистических характеристик значений величин и параметров функций тепловых смещений шпинделя станка в рабочем объеме станка, а величины тепловых смещений шпинделя станка в зависимости от времени работы на различных частотах вращения и от времени простоя рассчитывают с требуемой установленной вероятностью непрерывно через заданные малые интервалы времени и в моменты достижения рассчитанных величин, установленных с заданной вероятностью допустимых значений, обусловленных требуемой точностью обработки, по каждой управляемой координате и осуществляют корректировку величины перемещения рабочих органов станка или механизмов микроперемещений деталей, которые устанавливают на рабочих органах станка. 7 ил., 1 табл.
Наверх