Шлифовальный станок с числовым программным управлением

(51) 4 В 24 В 17/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИй Д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ное к никаль 1975,ЧИСЛОВЫМо являетих воз -ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Ленинградское специалструкторское бюро тяжелыхных станков(54) ШЛИФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК СПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ(57) Изобретение относитсяти станкостроения, Целью еся расширение технологичес можностей станка, Стол 1 подвиженв поперечном направлении, На горизонтальных направляющих портала 4установлена продольная каретка 5,несущая вертикально-подвижную шлифовальную бабку 9. На портале 4 в поворотном приспособлении размещенприбор правки 25. Для правки шлифовального круга используются рабочиекоординаты перемещения каретки 5 попорталу 4 (Х) и перемещения шлифовальной бабки 9 по каретке 5 (2).Это позволяет расширить технологические возможности станка при обработке деталей сложной пространственной дюрмы, 7 ил.Изобретение относится к станкостроению и может быть использованопри создании оборудования для обработки точных деталей сложной пространственной Формы.Цель изобретения - расширение технологических возможностей станка приобработке деталей пространственнойФормы эа счет проФилирования шлиФовального круга при перемещении шлиФовальной головки в горизонтальнойи вертикальной плоскостях по заданной программе и повороте прибораправки в вертикальной плоскости ипоследующей обработки,цетали Фасонным кругом.На Фиг.1 изображена кинематическая схема станка; на Фиг,2 - станок,вид сбоку; на Фиг.3 - кинематическаясхема прибора правки; на Фиг,4 - тоже, вид сбоку; на Фиг, 5 - расположение алмазного карандаша и направление движения подачи Чя во времяправки торца шлифовального круга;наФиг, 6 - расположение алмазного карандаша и направление движения подачи Ч во время правки периФериишлиФовального круга; на Фиг, 7 - расположение шлиФовального круга и направление двюения Ч режущей кромкиалмазного карандаша во время правки кромки шлифовального круга по радиусу,Станок имеет вертикальную компоновку со станиной портального типас однокоординатным поперечным столом1 (координата У). Стол имеет возможность перемещения в горизонтальнойплоскости от высокомоментного привода с двигателем 2 с помощью шариковой винтовой пары 3, На горизонталЬных направляющих траверсы 4 размещена с возможностью перемещения продольная каретка 5 (координата Х),Каретка 5 связана с высокомоментнымэлектродвигателем 6 через коническуюзубчатую передачу 7 и шариковую винтовую пару 8 с вращающейся гайкой инеподвижным винтом, В направляющихкаретки 5 расположена с возможностьювертикального перемещения шлиФовальная бабка 9 (координата Е), связаннаяс приводом с высокомоментным электродвигателем 1 О через шариковую винтовую пару 11Кроме того, координатаЕ оснащена механизмом отскока, состоящим из гидроцилиндра 12, неподвижно закрепленного на каретке 5, шток 5 10 15 20 25 30 35 40 которого шарнирно соединен с корпусом гайки шариковой винтовой пары 11,и жесткого упора 13, при этом корпусгайки шариковой винтовой пары 11 установлен на каретке 5 с возможностьюперемещения в вертикальной плоскостина величину отскока и удерживаетсяот проворота роликом 14, взаимодействующим с направляющим пазом 15.Нашлифовальной бабке 9 в направляющихкачения установлена шлиФовальная головка 16 с возможностью перемещенияпо вертикали на величину хода осцилляции, ШлиФовальная головка 16 состоит из электрошпинделя 17, установленного в корпусе шлиФовальной головки. Механизм осцилляции закреплен накорпусе шлиФовальной бабки 9 и состоит из гидродвигателя 18, цилиндрической зубчатой передачи 19 и кривошипно-шатунного механизма, шатун 20 которого шарнирно соединен с корпусомшлиФовальной головки 16, Ход осцилляции может быть постоянным и регулируемым с помощью изменения плеча кри-.вошипаНа корпусе шлиФовальной головки 16 на поворотном от гидроцилиндра 21 с помощью реечной передачи .22 рычаге 23 установлен измери-тельный датчик 24, На станине установлен прибор правки 25, ось алмазодержателя 26 которого расположенав плоскости, проходящей через осьшпинделя 17 и параллельной направляющим траверсы 4, Алмазодержатель 26установлен с возможностью поворотав вертикальной плоскости на угол90 с помощью гидроцилиндра 27 и реечной передачи 28, вала 29 и кронштейна 30, Изделие 31 закреплено настоле 1. Все координатные направляющие в станке выполнены в Форме направляющих качения, Все мерные координаты станка оснащены точными линейными датчиками обратной связи, установленными на конечных звеньях подвижных узлов, исключая таким образом кинематическую погрешность механизмов,сообщающих узлу перемещение, Датчики через систему ЧПУ связаны с приводами и обеспечивают необходимую точность (в пределах 1 - 3 мкм) координатных перемещений рабочих узлов, участвующих в Формировании обрабатываемых поверхностей.Станок работает следующим образом,б 795 3 131Изделие 31, закрепленное на столе 1 по управляющей программе перемещается в горизонтальной плоскостив поперечном направлении (координата У) от двигателя 2, связанного свинтом шариковой винтовой пары 3,вращательное движение которого преобразуется в поступательное движение гайки, закрепленной на столе 1,Одновременно в соответствии с управляющей программой от электродвигателя 6, связанного через коническуюзубчатую передачу 7 с гайкой шариковой винтовой пары 8, вращательноедвижение преобразуется в поступательное движение каретки 5 относительнонеподвижно закрепленного на траверсе ч винта шариковой винтовой пары8. При этом шлифовальный круг, вращающийся вокруг вертикальной оси,совершает движение (координата Х) скареткой 5 и шлифовальной бабкой 9,и осуществляет снятие припуска, Час -тота вращения электрошпинделя 17(привод главного движения станка)регулируется в диапазоне 018000 минот частотного преобразователя. Таким образом осуществляется формообразование плоских криволинейных поверхностей, при этом еслиэти поверхности с прямолинейной образующей, то обработка может производиться с осцилляцией вдоль осишпифовального круга. Осциллирующеедвижение осуществляется от гидродвигателя 18, связанного через цилиндрическую зубчатую передачу 19 с кривошипно-шатунным механизмом, шатун20 которого сообщает возвратно-поступательное движение шлифовальнойголовке 16 с установленным в нейэлектрошпинделем 17. Частота осцилляции регулируется частотой вращения гидродвигателя 18,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Обработка пространственно сложных поверхностей производится в той же последовательности, с той лишь разницей, что в работе одновременно участвуют все три координатных перемещения (Х, У, Е), и так же, как и в предыдущем случае, обработка может вестись как с осцилляцией шлифовального круга, так и без нее, в зависимости от обрабатываемых поверх - костей. Обработка Фасонными шлифовальными кругами производится без осциллирующего движения,Для осуществления правкилифовального круга по его периферии и торцу используются рабочие перемещения каретки 5 и шлифовальной бабки 9 (соответстве:шо, координаты Х и Е), с помощью которых шлп(110 Б аль ный круг подается в зону прибора правки 25, определяется точка отсчета диаметра шлифовального круга, производится подача на глубину резания (правки), производится подача резания - съем с периферии (торца) шлифовального круга заданного слоя абразива. Все эти операции производятся по программе от системы ЧПУ в режиме Правка шлифовального круга , и учитываются ею при коррекции управляющей программы, задающей траекторию движения шлифовального круга в зависимости от его диаметра, измеренного (косвенно) во врегля правки. Точкой отсчета для правки шпифовального круга по периферии является момент его касания с режущей кромкой алмазного карандаша, Фиксируемого датчиком касания, который связан с ЧПУ и сигнал которого служит началом отсчета - исходным положением (нулевым) для перемещения шлиФовального круга,на глубину резания (правки), Таким образом производится косвенное измерение радиуса шлифовального круга - расстояния между режущей кромкой алмазного карандаша и осью шлифовального круга, определенного как разность расстояний между исходным положением каретки 5 (осью шпинделя шлифовальной бабки) и режущей кромкой алмазного карандаша (постоянная величина, определяемая конструкцией станка), суммой перемещений каретки 5 от исходного ее положения до момента касания шлифовального круга с алмазным карандашом и величиной подачи, фиксируемой ЧПУ, на глубину резания (правки) во время правки шлифовального круга, Движение резания в этом случае осуществляется перемещением шлифовальной бабки 9 (коорцината Е), Правка торца шлифовального круга осуществляОется при развернутом на 90 алмазном карандаше в той же последовательности, что и периферии шлифовального круга, с той лишь разницей, что функции, выполняемые координатами Х и Е, меняются местами.Фасонная правка шлифовального круга осуществляется суггмированием5 131координатных перемещений У и Е, авсе остальные операции при этом вы 1полняются в той же последовательности.Кроме упомянутого назначения, поворотное движение прибора правки 25может быть использовано, при необходимости, для образования радиуса накромке шлифовального круга между еготорцом и периферией, Необходимостьв такой заправке шлйфовального круга возникает в тех случаях, например,когда требуется при врезном шлифовании обеспечить плавный переход междуобработанной и необработанной поверхностями с целью исключения концентраторов напряжения в обрабатываемомизделии, Таким образом, такое устройство прибора правки, обусловленноеданной компоновкой станка, позволяетодним алмазным карандашом обеспечитьправку периферии, радиусной кромкии торца шлифовального круга,Правка шлифовального круга производится одним из перечисленных способов по команде от системы ЧПУ,приЭтом производится автоматическая коррекция управляющей программы по результатам правки шлифовального круга в зависимости от изменения егодиаметра от расчетного,Измерение производится по программе. Для этой цели измерительный датчик 24, установленный на рычаге 23, с помощью гидроцилиндра 21 и реечной передачи 22 выводится в ось шлифовального шпинделя 17 и дальше по программе проходят через опорные точки контура изделия. Во время касания щупа датчика в этих точках система ЧПУ сравнивает действительное положение оси шпинделя (шлифовального круга) с расчетным, и при необходимости производит коррекцию управляющей программы для траектории движения шлифовального круга, либо выводит данные измерения на экран дисплея.В аварийных ситуациях, а также в случаях, когда возникает необходимость глухих (тупиковых) поверхностей, где недостаточно места для выбега инструмента, в станке предусмотрен отскок по координате 2, который производится с помощью гидроцилиндра 12, перемещение штока которого, связанного шарнирно с гайкой шариковой винтовой пары 11 жестко6795 6 15 20 30 35 40 50 55 закрепленной на шлифональной бабк". 9, вызывает ее отскок вверх на величину хода цилиндра.Таким образом, за счет совмещения в одной мерной координате рабочих перемещений и перемещений для целей правки шлифовального круга в станке исключена необходимость наличия сложного механизма правки соследящим приводом, а следовательно,упрощается конструкция и расширяютсяего технологические возможности,1 Расширение т ехнологиче ских во зможностей станка обеспечивается за счет фасонной правки шлифовального круга, что позволяет производить шлифование фасонных криволинейных поверхностей; введения вертикального перемещения шлифовальной бабки, управляемого от ЧПУ что позволяет обрабатывать пространственно сложные поверхности; выполнения прибора правки поворотным, что позволяет править шлифовальный круг с рациусной нижней кромкой,производить правку торца шлифовального круга, и, следовательно, вести шлифование по программе торцом шлифовального круга, так как обеспечивает заданное исходное положение режущей кромки шлифовального круга для составления управляющей программы шлифования торцом. При этом конструкция узла проста и процесс управления правкой производится средствами обычной злектроавтоматики, не требуя вве- дения дополнительных связей с ЧПУ,Формула изобретения Шлифовальный станок с числовым программным управлением, содержащий основание, на котором установлен поперечный стол, связанный с приводом, станину, расположенную на станине подвижную в вертикальном направлении шлифовальную головку, связанную с приводом возвратно-поступательного движения, и расположенный на станине прибор правки шлифовального круга с алмазодержателем, ось которого расположена в одной плоскости с осью шпинделя шлифовальной головки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей при обработке деталей сложной пространственной формы, он снабжен установленной на станине продольной кареткой с приводом и располо 7 1 З женной на каретке подвижной в вертикальном направлении шлиовальной баб.кой со своим приводом, причем шлиовальная головка расположена на .шлифо 6795вальной бабке, а прибор правки выпол" нен поворотным в вертикальной плоскости вокруг оси, перпендикулярной оси алмазодержателя.1316795 Составитель Н,ЕрмакТехред Н,Глущенко Корректор Б,Бутяг едактор М,Товти Подписа СССР Заказ 2386 ткрыт я наб роектная Тираж 715 ВНИИПИ Государственного коми по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск