Устройство для ротационного резания

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(21) 3001086/25-08 122) Заявлено 05.11.80 В 23 В 27/22 с присоединением заявки Гасударственный комитет 123) Приоритет -ти (НПО) Заявител гресс местнои промышлен РЕЗАНИЯ АЦИО) УСТРОИСТВО Д,г 1 Я 5 о Изобретение относится к обработке материалов резанием, вращающимися чашечными резцами (ротационное резание).Известно устройство для дробления стружки, содержащее резцедержатель с ротационным резцом в виде режущей чашки, установленной на шпинделе, смонтированном на подшипниках в корпусе. Корпус снабжен хвостовиком, ось которого проходит через вершину режущей чашки. В качестве привода для сообщения резцу качательно- го движения на оси резцедержателя установлен двуплечий рычаг, на одном конце которого установлен толкатель, взаимодействующий с хвостовиком, а на другом - эксцентриковый ролик, взаимодействующий с обрабатываемой деталью. За счет того, что ось хвостовика проходит через вершину режущей чашки, положение ее вершины относительно обрабатываемой поверхности в течение всего времени обработки детали остается неизменным. Это способствует улучшению качества и точности обработки 11.Недостаток данного устройства заключается в том, что в процессе работы при повышенных режимах резания происходит проскальзывание эксцентрикового ролика относительно обрабатываемой детали, причем, тем чаще, чем выше режимы. Это объясняется тем, что с увеличением глубины резания и подачи растут составляющие силы резания, Тем труднее их преодолевать и сообщать режущей чашке качательное движение. Кроме того, при повышенных скоростях резания, возвратная пружина, в силу своей инерционности, не успевает возвращать в исходное положение режущую чашку. В результате процесс стружкодробления нарушается.Цель изобретения - повышение надежности стружкодробления.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для ротационного резания, включающем резцедержатель, ротационный резец, содержащий шпиндель с режущей чашкой, размещенный в корпусе, установленном на цапфе, ось которой проходит через вершину режущей чашки, привод для сообщения резцу качательного движения выполнен в виде закрепленного на корпусе резца электродвигателя, на валу которого установлены диск и шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым сегментом, закрепленным на резцедержателе, на корпусе рез 965608индукционные датчики положения: централь ный 12, правый 13 (фиг. 2) и левый 14. На шпинделе 4 резца закреплена шестерня 15, находящаяся в зацеплении с ведомой шестерней 16 тахогенератора 17, установленного на корпусе резца. Электродвигатель 7 содержит обмотку 18 якоря и обмотку 19 возбуждения. Датчик правого положения через элемент И - НЕ 20 соединен со входом а блока 21 управления, вход б которого через элемент И - НЕ 22 подключен к датчику 12 центрального положения, вход в - к датчику 14 левого положения, а вход г - к тахогенератору 17. Кроме того, блок 21 управления имеет вход д - Пуск-Стоп. Вы. - ход е блока 21 управления подключен к управляющим входам элементов И - НЕ 20 и 22, выход ж - к входам цифро-аналогового преобразователя 23 (ЦАП 23), выход и - к входу элемента И - НЕ 24 вычитания, выход которого соединен со входом 45 50 ца установлен тахогенератор, вход которого кинематически связан со шпинделем резца. Обмотка возбуждения элекродвигателя соединена с блоком управления возбуждением, подключенным к первому выходу блока управления, второй выход которого нодклю чен к входам цифро-аналогового преобразователя, выход которого, через усилитель постоянного тока, соединен с обмоткой якоря, третий выход блока управления подключен через первый элемент И - НЕ к суммирующему входу цифро-аналогового преобразова теля, четвертый выход через второй элемент И - НЕ - к вычитающему входу цифро-аналогового преобразователя, а пятый выход - к управляющим входам третьего и четвертого элементов И - НЕ. Первый вход блока управления через третий элемент И - НЕ15 соединен с датчи ком правого положения, второй вход соединен через четвертый элемент И - НЕ с датчиком центрального положения, третий вход - с датчиком левого положения, а четвертый вход - с тахогене ратором. Первый и второй элементы И - НЕ подключены к генератору импульсов.На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид сбоку; на фиг. 2 - блок-схема устройства.25Устройство для ротационного резания содержит резцедержатель 1 (фиг. 1), в отверстии которого на цапфе 2 установлен корпус 3 ротационного резца. В корпусе 3 установлен шпиндель 4 с режущей чашкой 5, взаимодействующей в процессе резания с деталью 6. Ось цапфы 2 резца проходит через вершину 0 режущей чашки. На корпусе 3 резца закреплен электродвигатель 7 постоянного тока, на валу которого установлены шестерня 8 и диск 9. Шестерня 8 находится в постоянном зацеплении с зубча- Э 5 тым сегментом 10, закрепленным на резце- держателе. Вал электродвигателя кинематически не связан со шпинделем резца. Электродвигатель снабжен опорными роликами 11, На резцедержателе 1 установлены 4ЦАП 23, второй вход которого подключен через элемент И - НЕ 25 суммирования к выходу к блока 21 управления, выход А которого соединен с входом блока 26 управления возбуждением, подключенного к обмотке 19 возбуждения двигателя 7. Обмотка 18 якоря двигателя 7 соединена с усилителем 27 постоянного тока, вход которого подключен к выходу ЦАП 23. Генератор 28 импульсов соединен со вторыми входами элементов И - НЕ 24 и 25.Устройство работает следуюгцим образом,При поступлении на вход д блока 21 управлени 11 сигнала Обработка (разрешающий потенциал) все триггеры устройства устанавливаются в исходное состояние (установочные входы на блок - схеме не показаны), После этого на выходе е блока 21 управления с некоторой задержкой по времени возникает запрещающий потенциал, который запрещает прохождение импульсов через элементы И - НЕ 20 и 22, а по выходу ж блока 21 управления в ЦАП 23 записывается определенное число. С выходов И и К поступают запрещающие потенциалы на элементы И - НЕ 24 и 25, а с выхода л - разрешающий потенциал в блок 26 управления возбуждением, который обеспечивает определенное направление тока в абмотие возбуждения 19. Направление ЦАП 23, пропорциональное записанному числу, усиливается усилителем 27 постоянного тока, который обеспечивает определенный по величине ток в обмотке якоря 18 двигателя 7. Наличие определенного тока в обмотке якоря 18 и тока заданного направления в обмотке возбуждения 19 двигателя 7 приводит к тому, что вал двигателя, а вместе с ним шестерня 8 и диск 9, начнут медленно поворачиваться со скоростью, определяемой числом, записанным в ЦАП 23, и в определенном направлении, например против часовой стрелки. За счет зубчатого зацепления сегмента 10 с шестерней 8, последняя обкатывается по сегменту, поворачивая корпус резца, а вместе и весь резец, по часовой стрелке в цапфе 2 относительно оси 0 - 0 до тех пор, пока диск не воздет в зазор датчика 14 левого положения. После этого с выхода датчика 14 на вход в блока 21 управления поступает первый управляющий импульс, который информирует о том, что резец пришел из произвольного положения в начальное - крайнее левое. С приходом первого импульса происходит сброс триггеров ЦАП 23 в нулевое состояние.Оператор подводит резец к детали, после чего начинается цикл обработки. От вращающейся детали вращается, одновременно срезая стружку, режущая чашка 5 резца, закрепленная на шпинделе 4 резца, на котором закреплена и шестерня 15, находящаяся в зацеплении с шестерней 16 тахогенератора 17. При этом на выходе тахогенератора 17 появляется электрический5импульс, поступающий на вход г блока 21 управления. В результате на выходе и появляется запрещающий, а на выходе к - разрешающий потенциалы. Вследствие этого импульсы от генератора 28 импульсов проходят через элемент И - НЕ 25 на суммирующий вход ЦАП 23. Кроме того, на выходе л появляется запрещающий потенциал, а на выходе е - разрешающий потенциал. Запрещаюший потенциал с выхода л с помощью блока 26 управления возбуждением осуществляет смену направления тока в обмотке 19 возбуждения двигателя 7. В результате направление врашения вала двигателя 7, а с ним и направление поворота резца относительно оси 0 - О, изменяются, Резец перемещается против часовой стрелки из крайнего левого положения, Это перемещение происходит с момента прихода первого электрического импульса на суммируюший вход ЦАП 23 через элемент 25 И - НЕ с генератора 28 импульсов. Первый и последующие электрические импульсы с генератора 28 импульсов обеспечивают форсированный рост напряжения в ЦАП 23 и, соответственно, тока в обмотке 18 якоря двигателя 7, а следовательно, интенсивный разгон последнего и быстрый поворот резца против часовой стрелки относительно оси 0 - О, В момент, когда резец занимает среднее положение, т. е. когда угол между осями резца и детали составляет 90, изменяется схема резания, а так же направление самовращения резца и направление схода стружки, что вызывает появление в стружке внутренних напряжений, ведущих к ее надежному дроблению. Этот факт совпадает с моментом прохождения диска 9 в зазоре датчика 12 центрального положения, в результате чего на его выходе появляется электрический импульс, который поступает через элемент И - НЕ 22 на вход б блока 21 управления, за счет присутствия разрешающего потенциала на управляющем входе этого элемента.С приходом импульса на вход б блока 21 управления происходит смена потенциалов на выходах и и к, а именно: на выходе и появляется разрешаюший, а на выходе кзапрешаюший потенциалы, За счет этого происходит переключение работы ЦАП 23 с режима суммирования на режим вычитания. В результате напряжение на выходе ЦАП 23 и, соответственно, ток в обмотке 18 якоря двигателя 7 уменьшаются со скоростью, определяемой скоростью поступления импульсов от генератора 28 импульсов через элемент И - НЕ 24 на вычитаюший вход ЦАП 23, Таким образом, начиная с момента прохождения диска 9 в зазоре датчика 12 центрального положения, скорость поворота резца относительно оси 0 - 0 падает и, за счет соответствующего подбора частоты поступления импульсов от генератора 28 импульсов, упадет до своего минимального значения в тот момент, когда диск 9 войдет в зазордатчика 13 правого положения. Импульс, генерируемый этим датчиком 13, проходит через элемейт И - НЕ 20 за счет присутствия на ее управляющем входе разрешающего потенциала и поступает на вход а блока 5 21 управления. После этого происходит смена потенциалов на выходах и, к и л, на выходе и появляется запрешаюший, на выходе к - разрешающий, на выходе л - разрешающий потенциалы. Происходит оче Оредная смена режима работы ЦАП 23 с режима вычитания на режим суммирования. Резрешаюший потенциал с выхода л с помощью блока 26 управления возбуждением осуществляет смену направления тока в обмотке 19 возбуждения двигателя 7, В 15 результате направление вращения валадвигателя 7, а с ним и направление поворота резца относительно оси 0 - О, меняются на обратные. Резец поворачивается по часовой стрелке из крайнего правого положения.По мере поступления импульсов на суммируюший вход ЦАП 23 через элемент И - НЕ 25 с генератора 28 импульсов происходит возрастание напряжения на выходе ЦАП 23, что влечет возрастание тока в обмотке 18 якоря, подключенной к усилителю 27 постоянного тока, который преобразует возрастающее напряжение ЦАП 23 в пропорциональное значение тока обмотки 18 якоря двигателя 7. Процесс разгона двигателя 7 и связанного с ним поворота резца вокруг оси 0 - 0 по часовой стрелке происходит до ЗО 35 40 45 50 55 тех пор, пока резец не займет среднее положение. При этом изменяется схема резания, направление самоврашения резца и направление схода стружки. За счет внутренних напряжений, появляющихся в стружке, происхожит надежное ее дробление. В этот момент диск 9 находится в зазоре датчика 12 центрального положения. Появившийся на его выходе электрический сигнал поступает через элемент И - НЕ 22 на вход б блока 21 управления, за счет присутствия разрешающего потенциала на элементе И - НЕ 22. В связи с этим происходит смена потенциалов на выходах и и к: на выходе и появляется разрешающий, на выходе к запрешаюший потенциалы. Таким образом, элемент И - НЕ 25 переключается на элемент И - НЕ 24, в результате чего счетчик ЦАП 23 переходит из режима суммирования в режим вычитания и, в конечном счете, скорость вращения якоря двигателя 7 уменьшается, в результате чего уменьшается и скорость поворота резца относительно оси 0 - О, Уменьшение этой скорости поворота происходит до тех пор, пока диск 9 не окажется в зазоре датчика 14 левого положения. В момент вхождения диска 9 в зазор датчика 14, последним генерируется импульс, который поступает на вход в блока 21 управления. На выходе и появляется запрешаюший, на выходе к - разрешающий,968608 3. на выходе л - запрещающий потенциалы. В результате происходит изменение направления тока в обмотке 19 возбуждения и нарастание тока в обмотке 18 якоря. Таким образом, процесс повторяется и происходит надежное стружкодробление. При окончании обработки на выход д блока управления 21 поступает запрещающий потенциал и устройство отключается.Предлагаемое устройство для ротационного резания обеспечивает при обработке надежное струи кодробление в широком диапазоне режимов резания за счет принудительного возвратно-поворотного движения резца, сообщаемого ему приводным электродвигателем. Увеличение же режимов резания при надежном стружкодроблении обеспечивает сокращение машинного времени на обработку и повышение производительности процесса. Это особенно, важно при съеме повышенных припусков и резании вязких труднообрабатываемых материалов. Формула изобретенияУстройство для ротационного резания, включающее ротационный резец, содержа 8щий режущую чашку, закрепленную нашпинделе, установленном в корпусе, закрепленном на резцедержателе, с помощьюцапфы, ось которой проходит через вершину режущей чашки, и имеющем возможность качаться относительно этой оси от одного крайнего положения до другого с помощью привода качательного движения,отличающееся тем, что, с целью повышениянадежности стружкодробления, привод качательного движения выполнен в виде электродвигателя, закрепленного на корпусе резца и управляемого схемой реверсивного егодвижения, на валу электродвигателя установлена шестерня, предназначенная для взаимодействия с зубчатым сегментом, закрепленным на резцедержателе, на корпусе установлен тахогенератор, вход которого кинематически связан со шпинделем резца, а выход - с входом схемы управления, причемустройство снабжено датчиками крайнихи среднего положений корпуса резца, под 20 ключенными к входам схемы управления,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР611724, кл. В 23 В 27/22, 1978.Т ВНИИПИ Г по дел 113035, Моск Филиал ППП ПРедактор Н. ВоловиЗаказ 7182/12 ставитель В. Але хред И. Вереераж 1153 осударственного ам изобретений ва, Ж - 35, Рву ш атент, г. Уж гор сеенкоКорректор А. ГрипенПодписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5д, ул. Проектная, 4