Инструментальная головка для обработкиглубоких отверстий

 

Союз Советскнх

Соцналнстическмв

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ ()823011 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 26,0779 (21) 2801540/25-08 с присоедмнвнием заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 230481. Бюллетень 89 15

Дата опубликования описания 2 30481 (53)М. Клз

В 23 В 47/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 62-29 (088.8) (72) Автор изобретения

Р.Н.Кулагин

Волгоградский политехнический институт (71) Заявитель (54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ГЛУБОКИХ ОТВЕРСТИЙ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при расточке или сверлении глубоких отверстий на специализированных стан- а ках с точным направлением.оси отверстия.

Известна инструментальная головка для расточки глубоких отверстий с механизмом коррекции, в которой корректирующее воздействие прн уводе оси отверстия создается при.помощи эксцентричных втулок, кинематически свя занных с вращающимся иэделием и расфиксируемых относительно друг друга по сигналу от датчика эксцентриситета (1) .

Однако включение механизма коррекции известного устройства в процессе обработки производится по одному признаку — экстремальному значению сигнала датчика эксцентриситета, что создает угловую погрешность при коррекции и уменьшает точность обработки.

2$

Известна также инструментальная головка для сверления глубоких отверстий, снабженная узлом контроля и управления и содержащая планки для направления сверла по отверстию и две режущие пластинки, одна из которых установлена с возможностью поворота в основной плоскости относительно оси, расположенной в одном поперечном сечении с формообразующей ее вершиной (2).

В этом устройстве при уводе обрабатываемого отверстия с оси вращения иэделия корректирующее воздействие на подвижную режущую пластинку, закрепленную на рычаге, осуществляется с помощью профилированного кулачка, кинематически связанного с вращающимся иэделием или сверлом, который расфиксируется в момент начала коррекции по сигналу оТ датчика эксцентриситета

Однако условием включения механизма коррекции в этом устоойстве является заданная экстремальная величина радиального динамического смещения инструментальной головки в определенном направлении, вызванного уводом оси отверстия. При этом угловая погрешность в определении направления коррекции по амплитуде синусоидального сигнала датчика может достигать зиа" чительной величины. Эта угловая погрешность создает фазовый сдвиг между биением отверстия и корректирующими колебаниями режущей пластины, что снижает точность коррекции.

823011

Повышение точности коррекции при раздельном определении величины и направления увода отверстия в известном устройстве может производиться только при ручном управлении с остановом станка или на малой скорости вращения изделии, что снижает произ;водительность процесса обработки.

Цель изобретения — повышение точности и производительности процесса

I обработки глубоких отверстий. (Q

Для достижения поставленной цели инструментальная головка с направляющими планками, содержащая датчик эксцентриситета и механизм коррекции . направления оси обрабатываемого отверстия с экстцентричным элементом, кинематически соединенным с вращающимся изделием и Фиксаторам, снабжена блоком автоматического управления, выполненным в виде индикатора нулевых значений сигнала эксцентриситета и амплитудно-запоминающего порогового устройства, выходы которых соединены со входами логического элемента И, подключенного через реЛе времени к приводу фиксатора. 5

В качестве индикатора нулевых значений сигнала эксцентриситета применен компаратор, соединенный последовательно .с дифференцирующей цепью и диодом.

Амплитудно-эапоминаюшее пороговое щ устройство представляет собой пиковый детектор, соединенный с триггером

Шмитта.

Ка Фиг. 1 пр дставлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — вре- менные диаграммы сигналов на выходе различных элементов схемы (а — датчика эксцентриситета, б — компаратора, в — д .Фференцирующей цепи с диодом, r — пикового детектора, д — триггера

Шмитта, е — элемента И, ж — реле вре- 40 мекк, з — относительного колебания резца) .

Инструментальная головка 1 снабжена датчикам 2 эксцентриситета, измеряющим радиальные смещения головки в Я плоскости качания резца. В качестве датчика эксцентриситета может быть использован, например, оптикоэлектронный датчик. Механизм коррекции направления аси обрабатываемого атверс- $Q тия содержит втулку 3, кинематически соединенную с врашаюшимся изделием посредством направляющих планок 4 и имеющую эксцентричную внутреннюю поверхность 5, являюшуюся опорной для ролика 6, закрепленного на свободном конце рь1чага 7 с резцом. Пружина 8 обеспечивает постоянный контакт между роликам 6 и эксцентричной поверхностью 5.

Фиксатор 9, снабженный приводом 10,4Î например, электрома" íèòîì„ кинемати.чески соединяет втулку 3 с головкой в нейтральном положении, исключая ее врашение совместна с иэделием. В расфиксир..ванном, -остоянии втулки 65

3 резец имеет возможность сглещаться в радиальном направлении симметрично от нейтрального положения на заданную величину 8 зад .

Для обеспечения автоматической коррекции положения инструментальной головки с повышенной точностью датчик 2 эксцентриситета соединен с блоком автоматического управления, состоящим иэ подключенных параллельно к датчику 2, индикатора 11 нулевых значений сигнала эксцентриситета и дифференцирующего порогового устройства (АЗПу) 12, выходы которых подключены к логическому элементу И 13, соединенному через реле 14 времени к приводу 10. Индикатор 11 представляет собой последовательно соединенные компаратор 15 и дифференцирующую цепь с диодом 16. АЗПУ 12 представляет собой пиковый детектор 17, соединенный последовательно с триггером 18

Шмитта.

Пиковый детектор 17 в течение одного периода синусоидального сигнала эксцентриситета хранит амплитудное значение для получения возможности его совмещения с нулевым значением сигнала.

Реле 14 времени настроено на выдержку, определяемую по формуле

Ь + Е

S (мин), где L — длин а планок, мм;

М вЂ” вылет резца перед планками, мм", S — осевая подача, мм/мин.

Головка работает следующим образом. При нормальной обработка эксцентричная втулка 3 удерживается от врашения Фиксатором 9, при этом рычаг 7 с резцом находится в нейтральном положении, соответствующем номинальному диаметру обрабатываемого отверстия. При уводе обрабатываемого отверстия с аси вращения детали возникает биение инструментальной головки 1„ которое измеряется датчиком 2 эксцентриситета (фиг. 2а). Синусоидальный сигнал датчика преобразуется компараторам 15 s прямоугольные импульсы (фиг. 2б), передний

Фронт которых выделяется дифференцирующей цепью 16 с диодом (Фиг. 2в) .

Появление каждого остроконечного импульса на выходе цепи соответствует нулевому значению сигнала эксцентриситета и является одним из условия включения механизма коррекции, а именно — признаком заданного направления коррекции, соответствующему мгновенному положению нектара эксцентриситета, перпендикулярному плоскости резца.

Амплитуда сигнала эксцентриситета в течение каждого периода запоминается пиковым детектором 17„ выделяющим, кроме того, определенный знак этого сигнала (фиг. 2г), При достижении

823011 амплитудой заданного значения Е „„ра. батывает триггер 18 Ммитта, что является вторым условием для- включения механизма коррекции (фиг. 2д).

Совмещение этих условий во времени производится логическим элементом

И 13 (фиг. 2е), который автоматически дает команду на включение реле 14 времени. При этом на заданное время включается привод 10 фиксатора 9, освобождая тем самым эксцентричную втул- о ку 3 (фиг. 2ж) . Втулка 3 с помощью планок 4 увлекается изделием и начинает вращаться синхронно с ним. Эксцентричная поверхность 5, воздействуя через ролик 6 на рычаг 7 с резцом, создает колебания резца с ампли-. 5 тудой е >>> в противофазе с колебаниями головкй 1 (фиг. 2з). Вследствие разносъема металла поверхность отверстия перед головкой 1 обрабатывается со смещением на величину увода от- QQ верстия, совмещая его ось с осью вращения изделия.

Через заданное время t когда планки 4 войдут в смещенный участок обработанной поверхности, реле 14 вре- 5 мени автоматически выключает привод

10 фиксатора 9, в результате чего втулка 3 и рычаг 7 занимают исходные нейтральные положения. При новом возникновении увода отверстия на заданную величину е дд цикл работы системы управления и механизма коррекции автоматически повторяется.

Введение в устройство индикатора нулевых значений сигнала эксцентриситета позволяет повысить точность оп- 5

I ределения момента включения механизма коррекции, угловая погрешность определения направления коррекции при этом уменьшается.

Формула изобретения

1. Инструментальная головка для обработки глубоких отверстий, содержащая направляющие планки, датчик эксцентриситета и механизм коррекции направления оси обрабатываемого отверстия с эксцентричным элементом,кинематически соединенным с вращающимся изделием и фиксатором с приводом,о, т л и,ч а ю щ а я с я тем,что,с целью повышения точности и производительности обработки, головка снабжена параллельно подключенными .к датчику эксцентриситета индикатором нулевых значений сигнала эксцентриситета и амплитуднозапоминающим пороговым устройством, выходы которых соединены со входами логического элемента И, подключенного через реле времени к приводу фиксатора.

2. Головка по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что индикатор нулевых значений сигнала эксцентриситета выполнен в виде компаратора, соединенного последовательно с дифференцирующей цепью и диодом, а амплитуда — запоминающее устройство выполнено в виде пикового детектора, соединенного последовательно с триггером Шмитта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 52990 8, кл. В 23 В 29/02, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 607670, кл. В 23 В 51/02, 1978.

823011

Составитель В.Алексеенко

Редактор В. Еремеева Техред М. Голийка Корректор Ю.Макаренко

Заказ 1951/12 1ираж 1148 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4