Способ обработки профильных торцовых поверхностей

(5 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ О ЕТЕЛ Ь СТВУ ВТОРСКОМУ ское НЫХ и, вчацовых ь изо- товку установваемой ка, к кодольный ппорт с ется отГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Одесское специальное конструктбюро специальных станков(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПРОФИЛТОРЦОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Использование: в стан костроенистности в токарной обработке торпрофильных поверхностей, Сущностбретения заключается в том, что заго Изобретение относится к станкостроению, в частности к способу токарной обработки торцовых профильных (кулачковых) поверхностей.Известен способ обработки торцовых кулачковых поверхностей на специальных кулачковых токарных полуавтоматах, согласно которому при обработке каждой детали суппорту с режущим инструментом сообщают взаимосвязанные с одним оборотом шпинделя движение в двух противоположных направлениях обеспечивающее образование требуемого профиля, и движение подачи в направлении обработки,Осуществляется это благодаря ке на шпинделе соосно с обрабат деталью копирного торцового кула торому принудительно поджат про суппорт, несущий поперечный су резцом, а подача резца осуществля дельным гидроприводом. обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещения режущего инструмента, движущегося с переменной скоростью, В пределах каждого оборота заготовки скорость перемещения режущего инструмента изменяют в зависимости от его текущей координаты и угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения, определяемой по о м ле: 2= е(1 - сок иэЖдгг) - вг(Г+ г)е - е вГп ггз, гдето - величина перемещения режущего инструмента; е - величина эксцентриситета диска. а, - угол поворота эксцентрика: Й - радиус эксцентрика; г - радиус ролика толкателя. 2 ил. Преимуществом такого способа получения профильных торцовых поверхностей является высокая точность обработанного профиля, обусловленная большой жесткостью и быстродействием механического копирования. ФНедостатками этого способа являются (необходимость изготовления и переналадки копирного торцового кулака при переходе на обработку другой детали,и невозможность получить требуемую точность обрабатываемого профиля по цилиндричности, что обусловлено нагружением шпинделя большими динамическими усилиями от подпружиненного копирного устройства.вызывающими переменные в пределах одного оборота деформации шпинделя,Известен способ обработки профильных торцовых поверхностей, осуществляемый методом копирования. причем эталонный копир установлен на суппорте станка и взаимодействует с резцовыми салазками, сообщая им при своем вращении формообразующее перемещение в направлении тангенциальной подачи по оси 2.При таком способе обработки знакопеременные деформации шпинделя отсутствуют, а синхронизация угла поворота равномерно вращающегося копирного кулака и обрабатываемой детали осуществляется средствами ЧПУ, исключая необходимость в специальном механизме.Однако необходимость использования копирного кулака, индивидуального для каждой партии обрабатываемых заготовок, отрицательно сказывается на гибкости оборудования, что в условиях мелкосерийного производства является существенным недостатком, При переходе на обработку другой заготовки необходимо менять сложный в технологическом отношении кулак, обеспечение требуемой точности профиля которого связано с большими трудозатратами и сказывается на качестве обработки.Цель изобретения - повышение точности обработки.Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу скорость перемещения режущего инструмента в пределах каждого оборота заготовки изменяют по закону, связывающему его текущую координату с углом поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения,Для получения профильной торцовой поверхности режущему инструменту при каждом обороте заготовки сообщают перемещение с переменной скоростью в соответствии с законом, связывающим его текущую координату с углом поворота эксцентрикового диска, являющегося приводом перемещения резцовых салазок2=( аэ)Рассмотрим схему на фиг. 1Когда инструмент находится в исходном положении; т,е. аэ= О, то координата положения оси ролика толкателя2 о= е+ й+г,где 2 о - координата оси ролика толкателяпри аэ=О;аэ - угол поворота эксцентричного диска;е - величина эксцентриситета диска; й - радиус эксцентричного диска;г - радиус ролика-толкателя.По мере поворота эксцентрикового диска на различные углы аэ, соответствующие углу поворота шпинделя с обрабатываемойзаготовкой, положение оси поджатого к диску подпружиненного ролика толкателя вдоль оси 2 изменяется и характеризуется координатой 2 тек. 5 Искомая величина 2, представляющая собой перемещение толкателя в каждый конкретный момент, соответствующий определенному углу поворота шпинделя с заготовкой, есть разность между координа тами 2 о и 2 тек2=20 - 2 тек Как следует из фиг, 1, 2 тек=А+ В, где 15А=е сова; В =отсюда 20 2=(е+В+г)- - е соя аэв = е (1 - соя а, + (Р + г) - Это значит, что эксцентрику, взаимодействующему с резцовыми салазками, несущими режущий инструмент, на разных участках его поворота в пределах 360 сообщают различную угловую скорость, вследствие чего режущий инструмент получает различное по величине перемещение в направлении, перпендикулярном оси вращения заготовки, в результате чего на ней образуется торцовая профильная поверхность. 40Закон изменения текущей координаты режущего инструмента в зависимости от угла поворота эксцентрика задают с помощью системы управления, связанной с приводом вращения эксцентрика.Применение предлагаемого способа изготовления торцовых профильных поверхностей позволяет повысить точность обработки заготовок, поскольку требуемый торцовый профиль обеспечивается путем программного управления вращением эксцен грично закрепленного круглого диска, простого и несложного в изготовлении,П р им е р. На фиг. 2 показан станок для обработки профильных торцовых поверхностей предлагаемым способом.В корпусе 1 шпиндельной бабки станка помещается шпиндель 2, сообщающий вращение обрабатываемой заготовке 3. На станине 4 установлен крестовый суппорт 5,. несущий резцовые салазки 6, и регулируемый электродвигатель 7, на выходном валукоторого эксцентрично закреплен круглыйдиск 8.Шпиндель 2 и диск-эксцентрик 8 оснащены круговыми датчиками 9 положения, 5Эксцентрик 8 взаимодействует с жесткозакрепленным на резцовых салазках 6 роликом 10, а шток цилиндра 11,закрепленного на суппорте 5, взаимодействует срезцовыми салазками 6, установленными 10на направляющих.Ось вращения диска 8 смещена относительно его геометрического центра на величину эксцентриситета е,Электродвигатель 7 связан с системой 15ЧПУ 12.Обработка торцового профиля 13 назаготовке 3 осуществляется резцом 15.По команде от системы 12 управлениякрестовый суппорт 5 перемещает резцовые 20салазки 6 до контакта резца с заготовкой 3,вращающейся со шпинделем 2, а регулируемый электродвигатель 7 приводит во вращение круглый диск 8. Благодаря системеЧПУ скорости вращения шпинделя 2 и эксцентричного диска 8 согласованы так, чтоони совершают полный оборот за одно и тоже время, что контролируется круговымидатчиками 9 положения на шпинделе и эксцентрике. 30Поскольку диск 8 закреплен на валуэлектродвигателя 7 эксцентрично, а контактирующий с ним ролик 10 жестко связан срезцовыми салазками 6, поджатыми цилиндром 11, то при каждом обороте диска резцовые салазки совершают перемещение понаправляющим вдоль оси шпинделя 7 навеличину двойного эксцентриситета 2 е,Если скорость вращения диска-эксцентрика 8 равномерная, то график зависимости проходимого салазками 6 пути отвремени, т.е, от угла поворота эксцентрика,представляет собой кривую, близкую к синусоиде, и этот же профиль воспроизводится резцом 14 на торце заготовки 3, 45Если необходимо обеспечить другой закон формообразования, например прямую13 (как выглядит, например, разверткаопорного буртика цилиндра видеомагнито 50 фона), то в систему ЧПУ, управляющую скоростью вращения электродвигателя 7, закладывают соответствующую программуизменения угловой скорости эксцентрикаа в зависимости от величины угла поворота ашп шпинделя 2 с заготовкой 3 и, следовательно, перемещения резцовых салазок пооси Л.Таким образом, устройство. программного управления приводом вращенияэксцентрично установленного диска обеспечивает непрерывную коррекцию законадвижения режущего инструмента, представляющего собой функцию от измененияего угловой скорости в пределах одного оборота, увязанного с одним оборотом шпинделя.Меняя характер изменения угловой скорости эксцентрика с помощью системыЧПУ, можно получить любой требуемый торцовый профиль с любой требуемой степенью точности,Формула изобретенияСпособ обработки профильных торцовых поверхностей, при котором заготовкуобрабатывают на токарных станках с ЧПУ сэксцентриковым приводом формообразующего перемещения режущего инструмента,движущегося с переменной скоростью, о тл ич а ю щ ее с ятем, что, с цельюповышения точности обработки, в пределахкаждого оборота заготовки скорость перемещения режущего инструмента изменяютв зависимости от его текущей координаты иугла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещения, определяемойпо формулеЛ=е(1 - сов аэ)+(В+г) -- "(Я + и) - е еп а,где Л - величина перемещения режущегоинструмента;е - величина эксцентриситета диска;аэ - угол поворота эксцентрика;В и г - радиусы эксцентрика и роликатолкателя соответственно.1743703 2 а 8Фиг 2Составитель М.Тальянкер Редактор Л.Веселовская Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревска аказ 2148 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101