Устройство для базирования изделий

(51) 4 В 23 3/06 ВСГ;ОХ:11 % ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1313 БИБЛИО 1 БИЮ 8 7 У 7 юг. Г ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Московский станкостроительный завод Красный пролетарий им. А. И. Ефремова и Московский станкостроительный институт(53) 621.941(088.8)156) Авторское свидетельство СССР543493, кл. В 23 Я 1/24, 1975.Авторское свидетельство СССР831501, кл. В 23 Я 3/06, 1979. (54) (57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ БАЗИРОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ, содержащее корпус,ЯО 1127120 А несущие карманы газостатических или гидростатических опор, коллекторы и каналы для подвода текучей среды к несущим карманам опор, привод технологических перемещений изделия, отличающееся тем, что, с целью повышения точности обработки изделий с базовыми поверхностями нецилиндрической и/или непрямолинейной формы, в корпусе на газостатических или гидростатиеских опорах установлен носитель изделия, в котором выполнена полость, соответствующая по форме обрабатываемому изделию, а также несу щие карманы гидростатических или газостатических опор, сопряженные с базовыми поверхностями изделия, и каналы для подвода текучей среды к карманам гидростатических или газостатических опор.117720 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус и носитель выполнены разъемными и соединены между собой по крайней мере одним Т-образным захватом, закрепленным на носителе изделия и входящим с зазором в выполненный в корпусе Т-образный кольцевой паз, а части носителя имеют в плоскости разъема Ъ-образные сопряженные выступы и пазы,3. Устройство по и, 1, отличающееся тем, что, с целью повышения виброустойчивости, опоры в корпусе выполнены гидростатицесИзобретение относится к области машиностроения и может найти применение при механической обработке и контроле деталей, имеющих в поперечном сечении форму отличную от полного круга, например квадратную, круглую с пазом и т.п.Цель изобретения - повышение точности обработки изделий с базовыми поверхностями нецилиндрической и/или непрямо- линейной формы и виброустойчивости.На фиг. 1 изображено устройство для базирования изделия прямоугольного сечения;на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - устройство для базирования цилиндрического изделия с шпоночным пазом;на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 3; на фиг.5 - 15 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 - устройство для базирования изделия эллипсоидальной формы; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 6.Устройство для базирования изделия содержит корпус 1, крышку 2, входящую в состав корпуса 1, несущие карманы 3 гидро- статических или газостатических (бесконтактных) опор, несущие карманы 4 осевой бесконтактной опоры, носитель 5 изделия 6, Носитель выполнен в виде кругового цилинд ра и бесконтактно установлен в корпусе посредством несущих карманов 3 и 4 и при помощи полого стержня 7 соединен с приводом вращения (не показан). Изделие 6 размешено во внутренней полости носителя 5, имеющей соответствующую изделию форму, ЗО В носителе 5 выполнены дополнительные бесконтактные опоры, имеющие выходные каналы 8, обращенные в сторону базовых поверхностей изделия б. Эти опоры через кольцевой коллектор 9 также подключены к источнику подачи сжатого воздуха Р . Для удержания изделия б неподвижным в осевом направлении в носителе 5 может быть выполнена полость 10, соединенная с вакуумной магистралью 11 и уравновешивающая действие выходных каналов 8, расположен ных на внутреннем торце носителя. кими, а в носителе изделия - газостатическими, при этом коллекторы для подвода газа расположены с внешних сторон гидростатических опор и отделены от них выполненными в корпусе уплотнительными канавками, соединенными с атмосферой через регулируемые сопротивления, и дренажными канавками, соединенными со сливом. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод технологических перемещений изделия подключен к носителю изделия. Обработка внутреннего отверстия 12 изделия 6 производится инструментом 13, совершающим возвратно-поступательное движение подачи,Для удобства установки и извлечения изделия 6 из устройства носитель 5 может выполняться разъемным, состоящим из двух частей 14 и 15 (фиг. 2), При этом целесообразно на носителе закрепить Т-образные захваты 16 - 18, входящие с зазором в рабочем положении устройства (при закрытой крышке 2) в кольцевые Т-образные пазы 19, выполненные в корпусе 1 и крышке 2. Причем при открывании крышки 2 захваты 17 и 18 должны удерживаться в соответствующих пазах 19, а поверхности 20 разъема носителя 5 для точного совмещения при закрывании и для фиксации в плоскости разъема имеют сопряженные Ъ-образные пазы и выступы.Опоры в корпусе можно выполнить в виде радиальных гидростатических подшипников с взаимообратным дросселированием, несущие карманы 21 которых образованы во втулках 22 и 23, закрепленных в корпусе 1 (фиг. 3 и 5).Во втулках 22 и 23 имеются также кольцевые камеры 24 подвода смазки, подключенные к источнику давления жидкости (масла) Р, и по четыре (по числу несущих карманов 21) равномерно расположенные по окружности приемные камеры 25. Диаметрально противоположные карманы 21 и камеры 25 соединены винтовыми канавками 26. На внутренних торцах втулок 22 и 23 выполнены несущие карманы 27 осевого гидростатического подшипника, взаимодействующие с торцами поршня 28, которым снабжена цилиндрическая гильза 29, жестко скрепленная с размещенным внутри нее носителем 5 изделия 6. Гильза 29 поддерживается несущими карманами 21 радиальных гидростатических подшипников. С наружных сторон несущих карманов 21 расположены дренажные канавки 30, соединенные со сливом, уплотнительные канавки 31, соединенные с окружающей средой через регулируемые сопротивления 32, и кольцевые канавки 33, подключенные через регулируемыесопротивления 34 к источнику подачи сжатого воздуха Рв. Канавки 33, радиальные каналы 35, выполненные в гильзе 29, и продольные каналы 36, выполненные в носителе 5, разделенные щелевыми уплотнениями, образуют бесконтактный пневмоколлектор, питающий дополнительные газостатические опоры изделия 6, выходные каналы 8которых выполнены в носителе 5. Изделие 6представляет собой пиноль токарного станка, на цилиндрической наружной поверхности в которой имеется продольный шпоночный паз 37. Для уравновешивания еговлияния на положение изделия в носителес диаметрально противоположной сторонывыполнен паз 38 такой же ширины. С цельючеткого ориентирования изделия при егоустановке в носитель, на последнем (и/илина гильзе 29) закреплен диск 39, имеющийвыступ 40, входящий с зазором в паз 37.Для сообщения вращения обрабатываемому изделию 6 оно соединено с носителемспециальной муфтой, жесткой вдоль оси иупругоподатливой в остальных направлениях. Эта муфта содержит полумуфту 41,жестко соединенную с гильзой 29, а следовательно, и с носителем 5, и полумуфту 42,закрепляемую на изделии 6 посредствомвинта 43. Полумуфты 41 и 42 соединены между собой тонкостенной трубкой 44 и тонкимстержнем 45, связанным с приводом вращения (не показан),Изделие 6 установлено в носителе 5 сдиаметральным зазором 2 К а гильза 29 - вовтулках 22 и 23 с диаметральным зазором2 Н. Зазор между торцами втулки 23 и поршня 28, обеспечивающий функционированиеосевой гидростатической опоры, равен Н,а поршень 28 сопряжен с отверстием корпуса 1 с диаметральным уплотняющим зазором 2 Н, Для осуществления осевых перемещений носителя 5 с изделием 6 поршень28 должен быть установлен между внутренними торцами втулок 22 и 23 с суммарнымосевым зазором 2 Н+ х, где х - максимальный ход поршня. При этом, чтобы не нарушалась работа пневмоколлектора, ширинаканавки 33 должна быть больше диаметраканала 35 на величину х (фиг. 4). Полости 46 и 47, образованные между поршнем 28и втулками 22 и 23, посредством каналов 48и 49 через управляющее устройство 50, на 50пример золотник, соединены с источникомдавления Р и сливной магистралью.Необходимым условием выполнения устройства для базирования является соответствие формы поверхности носителя 5, на ко. торых имеются выходы дополнительной бесконтактной опоры, форме базовых поверхностей обрабатываемого изделия 6. Так,на фиг. 6 и 7 показано изделие 6, имеющее форму эллипсоида, установленное в носителе 5, имеющем соответственно выполненные установочные поверхности, причем для установки и извлечения изделия имеется плоскость 51 разъема носителя.Устройство для базирования, в котором бесконтактные опоры в корпусе и носителем выполнены газостатическими (фиг.и 2) работает следующим образом.При открытой крышке 2 носитель 5 разделен на две части 14 и 15, которые при остановке вращения в предыдущем цикле должны быть соответствующим образом сориентированы. При этом одна часть 14 носителя 5, удерживаемая захватами 17, остается в корпусе 1, а другая часть 15, поднимается захватами 18, откидывается вместе с крышкой 2. Во внутреннюю полость нижней части 14 устанавливается изделие 6, после чего крышка 2 закрывается и обе части 15 и 14 носителя 5 смыкаются по поверхности 20 разъема.От источника Рв подается воздух под давлением, который поступает в несущие карманы 3 и 4 бесконтактных опор корпуса и через бесконтактный коллектор 9 - к выходным каналам 8 дополнительных бесконтактных опор носителя 5. Одновременно из полости 10 откачивается воздух, создавая в ней разряжение, необходимое для удержания изделия в осевом направлении. В результате подачи сжатого воздуха в указанные бесконтактные опоры цилиндрический носитель 5 занимает строго определенное положение относительно корпуса, а изделие 6 прямоугольного сечения - относительно носителя 5. Затем носителю с изделием сообщается вращение от привода через стержень 7 и посредством инструмента 13 производится высокоточная обработка отверстия 12, обеспечивающая строгое взаиморасположение обрабатываемых поверхностей относительно базовыхРабота устройства для базирования изделий с комбинированными гидростатическими и газостатическими опорами поясняется на примере приспособления для шлифования конусного отверстия в пиноли токарного станка, на базе наружной цилиндрической поверхности с продольным шпоночным пазом (фиг 3 - 5)Включают источник давления Р и источник подачи сжатого воздуха Р. Масло поступает в кольцевые камеры 24, откуда через зазоры Н дросселируется в приемные камеры 25 и несущие карманы 27 осевого гидростатического подшипника. Из каждой камеры 25 масло по винтовым канавкам 26 попадает в каждый диаметрально противоположный несущий карман 21 радиальных гидростатических подшипников. Из карманов 21 масло дросселируется в дренажные канавки 30. При этом гильза 29 с носителем5 жестко и бесконтактно центрируется тонким (толщиной Н) текущим слоем масла, как это обычно осуществляется в радиальных гидростатических подшипниках с взаимообратным дросселированием.Другой поток масла из несущих карманов 27 попадает в полости 46 и 47. Когда управляющее устройство 50 через канал 49 соединяет полость 47 со сливом, а полость 46 через канал 48 закрывает (отключает от источника давления Рт и от сливной магистрали), поршень 28 давлением в полости 46 сдвинут в сторону втулки 23 (фиг. 3). При этом давление в левом кармане 27 уравновешивается давлением в полости 46 и гильза 29 с носителем 5 жестко и бесконтактно фиксируется в осевом направлении.Сжатый воздух от источника Р через регулируемые сопротивления 34 поступает в кольцевые канавки 33 пневмоколлектора, откуда по радиальным каналам 35, продольным каналам 36 и выходным каналам 8 вытекает во внутреннюю полость носителя 5. Воздух, дросселирующийся через зазор Н из канавок 33 в уплотнительные канавки 31 частично через сопротивления 32 выходит в атмосферу. При этом настройка сопротивлений 32 определяет давление воздуха в канавках 31, Другая часть воздуха через зазор Н попадает в дренажные канавки 30, чем достигается исключение наружных утечек масла через зазор Н, Таким образом, бесконтактный пневмоколлектор питает бесконтактные уплотнения бесконтактных гидростатических опор.Изделие 6 вставляют в отверстие носителя 5, ориентируя паз 37 по выступу 40, После того как конец изделия войдет в полу- муфту 42, завертывают винт 43, тем самым фиксируя изделие относительно носителя в осевом направлении. Потоки воздуха, вытекающие из выходных каналов 8, обеспечивают точное бесконтактное (с зазором) центрирование изделия в носителе,При включении привода вращения чистый крутящий момент от стержня 45, через 5 1 О 15 20 25 30 35 40 полумуфту 41 и гильзу 29 передается носителю 5, а через тонкостенную трубку 44 и полумуфту 42 - изделию 6. В процессе высокоточного бесконтактного вращения из. делия 6 инструментом 13 обеспечивается прецизионная обработка отверстия 12.Помимо вращения предлагаемое устройство может обеспечить перемещение изделия вдоль оси, причем вращение и осевое перемещение могут осуществляться как раздельно, так и совместно.Для осевого перемещения изделия посредством управляющего устройства 50 поочередно соединяют полости 46 и 47 со сливом и/или источником давления Рг. При этом поршень 28 под действием разности давления в указанных полостях перемещается между торцами втулок 22 и 23 на величину х, не входя в контакт с ними (гарантированный зазор Н). Вариант выполнения элементов пневмоколлектора в случае осевого перемещения носителя изделия показан на фиг. 4.Необходимость в механической связи (муфте) изделия с носителем отпадает, когда изделие имеет форму, лишающую его всех степеней свободы, например эллипсоида (изделия яйцеобразной формы в трех взаимно перпендикулярных сечениях), такую форму могут иметь линзы. В этом случае вращение либо другое движение передается от носителя 5 изделию 6 непосредственно через дополнительные бесконтактные опоры (фиг. 6 и 7).Подобное выполнение устройства для базирования позволяет с высокой эффективностью расширить его технологические возможности за счет прецизионной обработки изделия сложной формы с базовыми поверхностями в самом широком спектре (не- круглыми, неплоскими, несплошными и т.д.), используя при этом все преимущества бесконтактных опор, что в результате позволяет повысить качество и производительность обработки, долговечность и надежность работы./Оцг. уг. Составитель И.Техред И. ВересТираж 838Государственного ком елам изобретений и сква, Ж - 35, Раушска Патент, г. Ужгород,Редактор Л. ЗайцеваЗаказ 5443/14ВНИИПпо113035, МФилиал ППП ПашенкоКорректор Е. РошкоПодписноеитета СССРоткрытийя на 6., д. 4/5ул. Проектная, 4