Копировальный станок

(54) КОПИРОВАЛЬНЫЙ СТАНОК Изобретение относится к машиност.роению в основном к системам управления металлорежущими станками дляобработки криволинейных поверхностей.деталей с помощью следящего контактного элемента, движущегося вдольконтура копира,Известны копировальные станки,содержащие механическое следящее устройство, контактный элемент (ролик 10щуп) которого, взаимодействуя с копиром, смещает по требуемому законуобрабатывающий инструмент (резец,фрезу, шлифовальный круг и т.п.) относительно заготовки 1 . 15Недостатком этих станков является то, что при обработке крупногабаритных деталей, например вентиляторных гопаток газотурбинных двигателей, требуются тяжелые и крупногабаритные жесткие копиры, изготовлениеи доводка которых вызывает значительные трудности, большую трудоемкость.Наиболее близкими к пре,цлагаемомуявляются копировальные станки непрямого действия, в которых используются гидравлические следящие системы,контактный элемент которых взаимодействует с копиром, а исполнительный,орган соединен с несущим инструмент ЗО столом следящей подачи, установленным в направляющих корпуса стола за. дающей подачи с гайкой и ходовым винтом, а также механизм вращения (21 .Недостатком станков является низкая скорость копирования максимум6 м/мин. При алмазном шлифовании титановых лопаток при такой скоростиперемещения алмазного круга вдольлопатки иэ-за малой скорости копирования (источник тепла) получаютсяприжоги. Для исключения прижоговтребуется скорость копирования поднять вдвое. Однако известные гидравлические копировальные (следящие) системы такой скорости слежения не обеспечивают без снижения точности обработки.Цель изобретения - обеспечение резкого увеличения скорости копирования, а следовательно, и качества обработки.Указанная цель достигается тем, что в качес"гве следящей системы следящего устройства использован гидро- усилитель крутящего момента, причем гидроусилитель с контактным элементом установлены на корпусе стола за. дающей подачи, а кинематическаясвязь входного вала гидроусилителясо следящим элементом и выходноговала со столом следящей подачи осуществлена кинематическими цепями сотношением передаточных чисел, равным масштабу копирования,Для упрощения конструкции станкав качестве механизма вращения использован стол следящей подачи, для чего установленная на нем гайка, взаимодействующая с ходовым винтом, выполнена в виде червячного колеса, взаимодействующего с установленным накорпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма подачиврезания,На чертеже станок изображен вплоскости Формообразующих копировальных движений.Станина 1 станка имеет вращающие2, в которых установлен стол 3 продольной подачи, осуществляемые, например, вращение от привода (на чертеже не изображен) ходового винта4, взаимодействующего с закрепленной на столе 3 продольной подачигайкой 5.В направляющих б стола 3 продольной подачи установлен корпус 7 столазадающей подачи, которая осуществляется, например, силовым гидроцилиндром 8, поршень 9 которого штоком 10 через кронштейн 11 соединенсо столом 7 (элементы управления возвратно-поступательным движением поперечной подачи, т.е. гидроцилиндром8, на чертеже не изображены).В направляющих 12 корпуса 7 столаустановлен с возможностью (вертикального) перемещения .стол 13 следящей подачи.На кронштейне 14 стола 13 установлен обрабатывающий инструмент 15,например, алмазный круг, привод шпинделя 16 которого во вращение осуществляется гибкой (ременной) передачей 17 от электродвигателя 18, также установленного на столе 13 следящей подачи.На столе 7 с помощью кронштейновустановлены с возможностью свободного вращения ролики 19 и 20, черезкоторые перекинут трос 21, один конец которого закреплен на столе 13,а второй несет груз 22, уравновешивающий вес стола 13.,На станине 1 с помощью приспособления 23 крепится обрабатываемая деталь (лопатка) 24, а с помощью приспособления 25 - копир 26, с которьжвзаимодействует следящий контактныйэлемент - ролик (щуп) 27 следящегоустройства гидравлического типа.Отличительной особенностью предлагаемого станка является то, что вкачестве .следящей системы следящего(копировального) устройства использован гидроусилитель крутящего моме1 5 16 15 26 2 ЗО 35 40 45 50 60 б 5 га 28, установленный на корпусе 7задающей подачи. Гидроусилители кру.,тящего момента, например типа МГ 18,,содержат гидромотор МГ 15 и золотниковое следящее устройство, причемзолотник связан с входным валом гидроусилителя, а гидроусилитель - свыходным.На входном валу 29 гидроусилителя28 закреплена шестерня 30, взаимодействующая с шестерней 31, закрепленной на валу 32, установленном на подшипниках в корпусе редуктора 33, который закреплен на корпусе стола 7.На валу 32 закреплена шестерня 34,входящая в зацепление с зубчатой рейкой 35, несущей следящий контактныйролик 27. Зубчатая рейка имеет возможность перемещаться в направляющих 36 и 37 корпуса редуктора 33 и поджимает ролик 27к копиру 26 под действием своеговеса или, например, пружины,Выходной вал 38 гидроусилителя28 коническими шестернями 39 и 40кинематически соединен с винтом 41,подшипниковые опоры 42 котороге размещены на корпусе 7. На винту 41 спомощью шариковых опор установленагайка 42, выполненная в виде червячного колеса, взаимодействующего счервяком 43, опоры которого установлены с возможностью вращения в подшипниках 44, закрепленных на столе13 следящей подачи, С червяком 43кинематически соединен через редуктор 45 задающий элемент 46 подачиврезания, например, маховичок ручнойподачи или привод автоматической подачи вреэания. При этом в качествеосновного узла механизма врезанияиспользован стол задающей подачи,чтоупрощает копировальный станок, таккак в противном случае пришлось быподавать на врезание, например, обрабатываемую деталь 24, что потребует введения специального стола подачи и т,п,Червячное колесо 42 установленов подшипниковых опорах 47 стола 13,что увеличивает жесткость и точность кинематической цепи,Кинематическая связь входного вала 29 гидроусилителя 28 со следящимэлементом 27-35 и выходного вала 38со столом 13 следящей подачи осуществлена кинематическими цепями 3035 и 39-40-41-43 соответственно сотношением передаточного числа первой цепи к передаточному отношениювторой цепи, равдчм масштабу копирования, Если, например, передаточноечисло первой цепи равно 10, а второй 0,1 т.е. если передаточные числа,Ропределенные в направлении от следящего ролика и обрабатывающего инструмента к гидроусилителю, равны между собой, то масштаб копирования будет равным 1, т.е. смещения контакт-.795898 вращения входного и выходного валовпри высоких скоростях их вращениядо 2000 об/мин. Это позволяет производить копирование с большой скоростью, что повышает качество шли-.5фовки титановых и жаропрочных сплавов за счет устранения прижоговвследствие большой скорости смещенияэоны контакта круга с деталью,Формула изобретения 4 О ,червячного колеса, взаимодействую 5 О ного ролика 27 и инструмента 16 являются равными, что позволяет в качестве копира испольэовать эталонную деталь, а зто имеет известные преимущества. При работе станка от силового гидроцилиндра 8 стол 7 задающей подачисовершает поперечные перемещения внаправляющих б стола 3 продольной подачи, который перемещается периодически (на строку) или непрерывноот вращения ходового винта 4. Зубчатая рейка 35 совершает перемещения внаправляющих 36 и 37 от взаимодействия ролика 27 с копиром 26.,Перемещения рейки через шестерню 34, вал32, шестерни 31 и 30 передаются навходной вал 29 гидроусилителя 28,выходной вал 38 которого вращается синхронно с входным валом 29 и увеличенный крутящий момент через конические шестерни 39 и 40 передает винту41, который, вращаясь, смещает червячное колесо 42, а вместе с ним через подшипник 47 стол 13 задающей подачи. Вместе со столом в направляющих 12 смещается инструмент 15, который, вращаясь от двигателя 18, обрабатывает деталь 24.Так как следящий элемент 27-35установлен не на столе 13 следящей подачи, как это имеет место в известных устройствах, а на корпусе 7 стола задающей подачи, то в процессеперемещения стола задающей подачи иэодного крайнего положения в другое следящий элемент смещается на полную высоту копируемой поверхности, т.е. имеет значительный ход, в то время как в известных устройствах он лишь "вибрирует" относительно нейтрального положения на определенную величину, которая определяет точность копирования н не может быть сколь угодно малой, В предлагаемом устройстве любые малые смещения следящего элемента передаются на. гидроусилитель кинематической цепью, увеличивающей величину этих смещений, что обеспечивает высокую точность копирования при больших скоростях копирования порядка 12-20 м/мин.Гидроусилители крутящего момента обеспечивают высокую синхронность аз 30 35 1. Копировальный станок, содержащий следящее устройство, контактный . элемент которого взаимодействует с копиром, а исполнительный орган соединен с несущим обрабатывающий инструмент столом следящей подачи, установленным в направляющих корпуса стола задающей подачи с гайкой и хо- довым винтом, и механизм врезания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью увеличения скорости копирования и повышения качества обработки при шлифовании титановых и жаропрочных сплавов, следящий элемент следящего устройства выполнен в виде гидроусилителя крутящего момента, причем гидроусилитель вместе со следящим контактным элементом установлены на корпусе стола задающей подачи, а кинематическая связь входного вала гидроусилителя со следящим элементом и стола следящей подачи с выходным валом гидроусилителя осуществлена с отношением передаточных чисел, равным масштабу копирования.2. Станок по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я .тем, что, с целью упрощения его конструкции, гайка стола следящей подачи, взаимодействующая с ходовым винтом, выполнена в виде щего с установленным на корпусе стола следящей подачи червяком, кинематически соединенным с задающим элементом механизма врезания,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Дружинский И,А. Методы обработки сложных поверхностей на металлорежущих станках. М-Л., "Машиностроение", 1965, с, 141-148. 2. Там же, с. 200-203./19 ВНИ 1130 П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн Фили Тираж 924 И Государственного делам изобретений 5, Москва, К, Ркомите и откр ушская Подписна СССРтийнаб., д, 4