Установка для наплавки инструмента

(я)5 В 23 К 9/04 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 1 1К АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ проектно ьный инс,К,Бров наплавки ки конце- ксплуатаНа фиг,1 приведена схема установки; на фиг.2 индуктивного датчика ор ки; на фиг.3 - расположен ратурных деформаций; н напряжений блока управл заготовки; нэ фиг.5 - сх функциональная - место установки иентации заготовие датчика темпе- а фиг.4 - эпюры ения ориентацией ема, поясняющая строе- орошИзобретение относитсянию и предназначено для нка быстро режущихцилиндрические заготовки фтовых валиков.Целью изобретенние точности размеринструмента,к машиноплавки исталейрез в виде ия является повышеов изготавливаемого(71) Украинский госуда рс твен н ыйтехнологический и эксперименталтитут "Укроргстанкинпром"(56) Полуавтомат для плазменнойбыстрорежущей стали на эаготовых фрез И. Руководство поции И.000 РЭ, 1982(54) УСТАНОВКАДЛЯ НАПЛАВКИ ИНСТРУМЕНТА(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для наплавки на цилиндрические заготовки фрез порошка быстрорежущих сталей в виде винтовых валиков, Цель изобретения - повышение точности наплавки эа счет автоматической угловой ориентации заготовки перед началом наплавки и компенсации температурных деформаций заготовки в процессе наплавки, Установка содержит станину, на которой установлены подвижный стол со шпиндельной бабкой и задней бабкой с пинолью, каретка с приводом вертикального перемещения, наплавочный аппарат с приводом горизонтального перемещения, смонтированный на каретке. Управление приводами перемещения осуществляется системой числового программного управления (ЧПУ), Установка снабжена бесконтактным индуктивным датчиком ориентации заготовки, блоком управления ориентацией заготовки, датчиком температурных деформаций заготовки и блоком компенсации температурных деформаций. После закрепления заготовки на установке происходит ее автоматический разворот вокруг продольной оси в заданное положение по сигналам индуктивного датчика ориентации, Затем начинается наплавка быстрорежущей стали на заготовку по винтовой линии. В процессе наплавки для повышения точности размеров винтовой линии в систему ЧПУ вводится сигнал обратной связи с датчика температурных деформаций. Изобретение позволяет повысить точность наплавки, что дает воэможность уменьшить при пуски на последующую механическую обработку, 1 э,п. ф-лы, 5 ил.и ринцип работы устройства компесацил температурных деформаций.Установка состоит из станины 1, на которой установлены подвижный стол 2 со шпиндельной бабкой 3 и задней бабкой 4 с пинслью 5 и каретка 6, несущая на себе устройство 7 горизонтального перемещенич наплаоочного аппарага 8 с. плазмотроном 9, электродвигателя 10 вРащения шпинделя, электродвигателей 11-13 приводов подачи, силовых преобразователей 14- 17 приводов, датчиков 18-21 перемещения приводов, датчика 22 температурных деформаций заготовки, на валу 23 которого установлена шестерня 24, входящая в зацепление с зубчатой рейкой 25, в ниде кото. рой выполнена одна из репей шпонк, 26 пиноли 5 задней бабки 1. блока 27 комис- сации влияния температурных деформаций заготовки, индуктивного бесконтактного датчика 28 орецтации заготовки, ко орый подключен к блоку 29 управления ориента цией заготовки, выход блока 29 подключен к одному входу силового преобразователя 16 привода вращения шпинделя, а другой выход подключен к системе 30 числового программного управления (ЧПУ), Датчик 28 установлен напротив заготовки 31 с лысками 32 в окне 33 стола 2 с воэможностью вертикального перемещения от штока 34 силового цилиндра 35, Индустивный датчик 28 защищен кожухом 36 с открывающимися створками 37 и 38, которые имеют тяги 39 и 40, закрепленные на перемещающемся датчике 28,Установка работает следующим образом,В соотвегс;оии с задаваемой программой система 30 ЧПУ через силовые преобразователи 14-17 управляет электродвигателями 10-13. Информация о фактическом перемещении приводимых в движении от электродвигателей 10-13 механизмов подачи снимается с выхода датчиков 18-21 перемещения. Информация с датчиков перемещения подается непосредственно на .соогветствующие входы системы 30 ЧПУ.Пс командам автоматик;происходит зажим заготовки 31 ме:кду центрами передней бабки 3 и задней бабки 4. Перед наплавкой первого или последующего слоя на первый валик система ЧПУ 30 о, лет блоку 29 ориетацил заготовки 31 кол:ду на ачало ориентации заготовки. Индуктивный датчик 28 ориентации заготовкл эа счет воздействия на него штока 34 силового цилиндра 35 перемещается о окне 33 стола 2, при этом тяги 39 и 40 от перемещения дат ика 28 открывают створки 37 и 38 и дггчи 28, выходя из кожуха 23, поднимается и уста 10 15 20 253540 4550 навливается в рабочее положение относительно цилиндрической поверхности эаготовки 31, Блок 29 ориентации заготовки 31выдает на силовой преобразователь 16 привода 10 воащения заготовки 31 задающий сигнал, формируемый блоком в функции относительного положения заготовки 31 и дат, чика 28 ориентации,Блок ориентации заготовки работаетследующим образомСнимаемое с вторичных обмоток датчика ориентации напряжение подается на фазовый дискриминатор блока 29 управленияориентацией заготовки. В начале процесса ориентации на вход привода 10 подается постоянное задающее напряжение Озп, поддеистоием которого привод поворачивает заготовку. До тех пор, пока под датчиком находится гладкая поверхность заготовки, сигнал, снимаемый с выхода фазового дискриминатора, равен нулю. При подходе лысок заготовки к датчику выходное напряжение фазового дискриминатора становится отличным от нуля, Выходное напряжение фазового дискриминатора Офд имеет форму, показанную на фиг.4. Уровень напряжения Офд контролируется триггером Шмидта, который срабатывает в точке 1.и дает разрешение на сравнение компаратором напряжений Офд и Оп, Как только Офд станет меньше Озп (точка 2), от входа привода отключается напряжение Ол и взаменнего подается напряжение Офд, уменьшающееся по мере приближения к точке ориентации заотовки (точка 3), и приводостанавливается о ориентированном положении заготовки, Подаваемое на привод в процессе ориентации заготовки запряжение управления показано на фиг,4,После того, как заготовка 31 сориентирована, датчик 28 отводится от нее в исходное положение внутрь кожуха 36, после чего створки 37 и 38 закрываются.Вслед эа этим под воздействием управляемого системой ЧПУ 29 электродвигателя12 каретка 6 перемещается и через устройство 7 вводит наплавочный аппарат 8 в рабочую зону так, чтобы плазмотрон 9 установился в рабочее положение над заго 1 оокой 31,Начинается процесс наплавки, По команде системы ЧПУ стол 2 от электродвигателя 8 и шпиндель бабки 3 начинают взаимосвязанные соответственно перемещения и вращение относительно неподоижного плазмотрона 9, производящего наплавку,В процессе наплавки заготовка 31 разогревается. Датчик 22 температурных деформаций заготовки через пиноль 5 заднейбабки 4, реагируя нд се перемеце 11 относительно передней бабки 3, киел,и ескичерез шестерню 24 и зубчатую рейку 25 фиксирует удлинение,Информации с выода датчика 22 темпераурной деформации здгоговки подается на один из входов блока 27 кглпенсэциитемпературных деформаций заготовки. Нэвторой вход блока 27 поддето Ифорлдцияс датчика 21, фиксирующего перемещеИестола. С выхода блока 27 на вход системыЧПУ подается сигндл обратной св. зи цо осевому перемещени о поверхности заготовкиОтносительно плдэмотроа 9 с учетом перемеще ия стола 2 и теплового удлинения заготовки 31, т,е. гроизводитсякорректируощее: здеис вие нэ сигнал управления длиже:иг.м пегемец 1 ения головки. Процесс корректировкиосуществлчется в течение эгей ндплдвкидля первых 1 посОдуОц; слоев и при повторной установке - для цоследуюцих слоев. Э го реализуется способом,иллюстрируемым приведеной нд фиг,5функциональной схемой управления цр 1 водом Осевого по," , ще 1 ия здг 010 вк 1 гдеИПдючик линей:Ого :ер .мещеия каретки 19; ДТ" - дэтчи 22 темгОратурной деформдц 1 и эдотодк 11 П - привод 13подачи, МНУ - лджитг 1,ле устройство:ЭС 1, ЭС 2 - элементы суммировдния;Хаал. - задаваемое перемецение; Х 1 а., -фактическое перемецение каретки; Аа- текущее удлиение участ".д заготовки длиОй Хаак От неподгижного коцд до очкиХ,1,а.под плаэмотроном; Л 1 е,.-ЛехЕ - "ГоМ тек. 1 -тскущее удлинеИе всеи з;го овки,При нагревднии и удлинении здггповкинд элементе ЭС 2 из информации (Хфат.),1 снимаемой с выхода датчика 13 перемецения, вычитается информдця о тегловол удлинении участка здготог.ки длиной Х,лс н и м д о м а я с в ы х О д дО гк 1е л ь н 0го устройства У 11 У: Лек.х- факт..=IЪ ек. Е --- - 1 о1 д ходы МНУ с ДТД поступает информация Л 1 е,7 об удлинении всей заготовки,а с выхода ИП - инОРмдцив (Хел-,дол ,оложении заготовки под плазмотроно (форлдция О текущей длине участкаЗдгОтОПКИ 1 ИНфОрмацИЯ О ДЛИНЕ 1 е ВСЕЙзаготовки). С выхода У 1 У снимается иФорма 1 ия Об удлеи у-,сг . заготовки от базового торцд до точки нацлавки. Результатвычитания с выхода ЭС 2 подаетгя на вычитаюций вход ЭС 1 ч девстве информации оДСЙСТ ЬИТЕЛЬНОл Г МЕ 1,",1ИИ ЗД ГОТОВКИ ПОД 10 15 20 30 35 10 50 55 ЦяаэМОтРГ,НОл С УЧЕТОМ ЕЕ ТЕПЛОВОГО УДЛИ- неил,Прлход в требуемую по оси точку происходит цри равенстве задаваемого перемещения Хзал и обратной связи, форл 1 ирующе 1 о фактическом перемещении с учетол удлинения:Хеал. = Хгакт. - Л 1 тек.хоткудаХфм . =: Х зал. +ъ ге к.хУстановка для многослойной наплавки инструмента, снабженная системой программного управлеия ориентацией детали и гистемой компенсации температурных дефорл 1 аций заготовки, позволяет повысить точность размеров наплавляемого на заготовку валика быстрорежущей стали, в результате чего зд счет уменьшения припусков нд последуощуо механическую обработку уменьшается расход материалов при изгоФ 1 овлеии инструмента.Формула изобретения 1, Установка для нэцлавки инструмента, с держащая стбнину, на которой установлеы годвижный стол со шпиндельной бабкой и зддней бабкой с пинолью, каретка с приводо 1 вертикального перемещения, нэплавочный аппарат с приводом горизонтального перелещения, установленный на каретке, приводы подачи стола и вращения шпинлоля, датчики перемещения всех приводов, систему числового программого управления, поключенную четырьмя выхолдми к входам приводов, а четырьмя входами - к выходам датчиков перемещения приводов, от л и ч а ю ца я с я тем, что, с целью повышения точности наплавки за счет двтол 1 дтической угловой ориентации заготовки перед началом наплавки, уста- О 1 кд снабжена индуктивным датчиком Ориетаи заготовки и блоком управления ориентацией заготовки, причем выход индуктивного датчика орйентации заготовки соединен с первым входом блока управлен;я ориентацией заготовки, второй вход которого гоединен с пятым выходом системы числового программного управления, пери,й выход соединен с вторым входом приеодд вращения шпинделя, а второй выход - г ц "ТЫМ ВХОДОМ СИСТЕМЫ ЧИСЛОВОГО ПРОГРаМ- иного управления,2 Установка по п,1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения точности дплавки эа счет кол 1 генсдции температур-1, х . +;Ормдций заготовки, установка снабжед датчиком температурных деформаций заготовки и блоком компенсации температурых деформаций, причем датчик температурных деформаций установлен а1671426 г. дэктор С ека ь каэ 2790 Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Прои Уу Составитсль А. СладковТехред М,Моргентал Корректор М. Мвксимиши венно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарие