Способ микроподачи

(51)5 В 24 В 47/20 1 АСЮО,3 М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Производственное объединение "Станкостроительный завод им. В,И.Ленина" иФрунзенский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРВ 1551529, кл, В 24 В 47/20, 1985.54) СПОСОБ МИКРОПОДАЧИ(57) Использование: для повышения точности шлифования за счет аддитивности упруИзобретение относится к станкостроению, а именно к шлифовальным станкам.Известен также способ микроподачи, например, шлифовальной бабки, заключающийся в деформировании упругих направляющих, которые после окончания обработки и приведения инструмента в исходное положение подвергаются деформации в направлении, противоположном направлению подачи.Недостатком известного способа является нерегламентированная точность, связанная с отсутствием механизма учета свойства аддитивности упругого последействия материала упругих направляющих. Несмотря на то что упругие направляющие после окончания обработки и приведения инструмента в исходное положение подвергаются деформации в направлении противоположном направлению подачи, тем не менее известный способ не регламентирует время деформации упругих направляющих в направлении противоположном направлегого последствия материала упругих направляющих, Сущность изобретения; упругие направляющие после окончания обработки й приведения инструмента в исходное положение подвергают деформации в направлении, противоположном направлению подачи. Предварительно определяют время обработки одной детали из партии. Время выдержки упругих направляющих в деформированном состоянии выбирают не менее времени обработки указанной детали,5 ил,нию подачи. Другим недостатком известного способа является то, что время деформации упругих направляющих в направлении, противоположном направлению подачи не связано с временем технологического процесса, т.е. временем обработки заготовки.Целью изобретения является повышение точности за счет аддитивности упругого последействия материала упругих направляющих.На фиг.1 данасхема работы механизма микроподачи; на фиг.2 - разрез А-А на фиг,1; на фиг.З - разрез Б - Б на фиг,1; на фиг,4 - узел 1 на фиг.1; на фиг,5 - схема работы механизма микроподачи с учетом упругого последействия.П р и м е р. Анализ показал, что на базовой модели прецизионного круглошлифовального станка ЗУ 10 А Вильнюсского завода шлифовальных станков при микроподаче шлифовальной бабки величина микроподачи не связана с временем обработки детали. Минимальная регламен(3) тированная по лимбу микроподача равна0,5 мкм, что ограничивает технологическиевозможности базового станка,Реализация предлагаемого способамикроподачи обеспечивает осуществление 5регламентированной точности и воспроизводимости позиционирования во времени взависимости от продолжительности выполнения на станке конкретной технологической операции, 10Реализация способа микроподачи с точностьюлозиционирования 0,1 мкм можетбыть осуществлена на модернизованном устройстве микроподачи базового станкамод, ЗУ 10 А (фиг,1 - 5), 15На станине 1 (фиг.1) установленынижние поворотные 2 и верхние подвижныесалазки 3. На верхних салазках посредством двух параллельных плоских стальныхпружин (упругих направляющих) 4 крепитсяшлифовальная бабка 5 на верхних салазкахб. Плоскоременная передача 7 обеспечивает вращение шлифовального круга 8. Гидромеханический привод микроподачи состоитиэ электромагнитов 9 и 10, золотника 11, 25гидроцилиндра 12 (фиг,2) рейки 13 и шестерен 14 - 21, винта 22, рычага 23.Рычаг 23 жестко связан с винтом 24(фиг,3. 4), Последний, взаимодействуя сдвухсторонним неподвижным упором 25(фиг,4) деформирует плоские пружины 4 накоторые подвешен корпус шлифовальнойбабки. Механизм механизированной микроподачи работает следующим образом.От гидропривода в зависимости от того,какой из электромагнитов 9, 10 золотника 11включен, давление масла подается в одну изполостей гидроцилиндра 12, который рейкой 13 вращает шестерню 14 и далее черезшестерни 15-16, 17-18-19-20-21 вращает40винт 22, Винт 22,поворачивая рычаг 23, вращает винт 24, Последний, отталкиваясь отупора 25 и деформируя плоские пружины 4,на которые подвешен корпус шлифовальной бабки. осуществляет микроподачу.При обоих выключенных электромагнитах 9, 10 обе полости гидроцилиндра 12 заперты,Механизм ручной микроподачи работает следующим образом.Используется часть кинематической цепи, описанной выше. Поршень гидроцилиндра 12 неподвижен. Следовательно,шестерня 17 также неподвижна. Шестерня 18 перемещена так, что зацепляется с шестерней 17, Если теперь вращать через рукоятку шестерню 18, то последняя,обкатываясь вокруг неподвижной шестерни 17, приводит во вращение корпус механизма, жестко связанного с шестерней 20 и далее через шестерни 21 и винт 22 движение передается так, как описано выше, Использование ручной микроподачи осуществляется отдельно от механизированной микроподачи.При необходимости перейти на механизированную микроподачу, ручной привод мик роподачи нужно реверсировать.Циклически деформируя плоские пружины в направлении, противоположном направлению подачи в механизированном или ручном режиме, повышают точность и воспроизводимость позиционирования во времени микроподачи.Циклическое деформирование плоских пружин осуществляется эа счет того, что ходовой винт может не только отталкиваться от неподвижного упора, как в прототипе, но и выполнять реверс. За счет циклического деформирования плоских пружин обеспечивается целенаправленное регулирование упругого последействия материала упругих элементов (пружин). За время нагружения силой К упругих элементов 4 несмотря на то, что напряжения невелики и не превышают предела упругости, в материале появляются свойства упругого последействия. Поэтому полный прогиб 11 балки 4 увеличивается во времени по сравнению с упругим прогибом 1 из-за последействия 12,Прогиб упругого элемента с учетом упругого последействия.равен т 1 = т+ 12. Экспериментальное исследование влияния упругого последействия 2 на прогиб 11 упругих элементов показало, что прямое упругое последействие 12 пропорционально величине полного прогиба т 1,Большая часть упругого последействия 12 в материале упругих элементов протекает в течение 10-15 минут и составляет 5% от величины полного прогиба 1,Упругое последействие т 2 оказывает прямое влияние на точность позиционирования Д 1 Д 1 =Д+Ь 2 =(1+12) - =11 -(1)й В г г Точность позиционирования А зависимая только от упругого прогиба 1 Точность позиционирования д 2 зависимая только от упругого последействия1771936 Податливость пружин 11 Е ЬЬ пз 45,25 Если учесть, что в общем случае, упругое последействие протекает за время Т обработки эталонной детали представительнице партии обрабатываемых заготовок, для получения регламентированной точности следует упругие, элементы при циклическом деформировании выдерживать (заневолить) в течение времени Т 1, равном времени Т..В этом случае (фиг,5 в) Ь 1 =61, 12 =2 1 1В связи с тем упругое последействие протекает не только в материале упругих элементов, но и в материале винта 24 и упора 25 (фиг.4) для получения сверхпрецизионной точности необходимо упругие элементы при циклическом деформировании выдержать (заневолить) в течение времени Т 1 большем времени Т.Если принято во внимание, что максимальный ход шлифовальной бабки (по паспорту) 52,5 мкм, т.е, Ь 1 = 52,5 мкм (фиг.5), определим при Р = 125 мм г = 12,5 мм максимальный полный прогиб плоских пружин по формуле (2) 11 = Л - =52,2=5,25 мкмг 12,5В225 Силу вызывающую прогиб, найдем из условия, что конец пружины защемлен, а также то, что одновременно деформируются обе пружины. где Е - модуль Юнга; Е.=2 10 МПа5Ь - ширина пружины, 274 мм;Ь - высота поперечного сечения пружины,2 мм;п - количество пружин п = 2;- длина консоли пружины= 2 = = 12,5 мм, 0,00525 2 10 232= 589,2 Н ( 60,123 кгс )Жесткость пружин 5 ) М 589,2 =, 112228,5 Н 11 0,00525мм 10 г,1 11 5,25 0 0873 мкм й 60123.кгс Для сравнения податливость пружинного шарнира механизма микроподач кругло шлифовального станка мод, ЗМ 153в = 0,0306 (сводные расчеты к рабокмккгсчим проектам головных моделей станков, Ленинград: специальное конструкторское 20 бюро по проектированию шлифовальногооборудования (1976 г. с,96).Определяем влияние упругого последействия на точность позиционирования.Упругое последействие 12= 0,26 мкм 25 (12= 0,05 г 1)Точность позиционирования, зависимая только от упругого последействия 12 125 30 .12,5 Л=0.26 =2,6 мкм.Если учесть, что минимальная регламентированная (по паспорту) подача по лимбу шлифовальной бабки равна 0,5 мкм, то величина соизмерима с утроенным значением минимальной подачи,Формула йзобретения Способ микроподачи по авт. св, 40 М 1551529, о т л и ч а ю щ и й с я тем. что, сцелью повышения точности за счет аддитивности упругого последействия материала упругих направляющих, предварительно определяют время обработки одной детали из партии, а время выдержки упругих направляющих в деформированном состоянии выбирают не менее времени обработки указанной детали,1771936Составитель Г,Ивасышин Редактор Техред М.Моргентал Корректор С Патруш Заказ 3803 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101