Профиленастраиваемое устройство с однокоординатным числовым программным управлением для обработки матриц пресс-форм

и) 557882 Союз Соаетских Социалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15,Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(088.8) 7, Бюллетень1 ата опубликования описания 23.0 б,7 2) Автор изобретения Б. Гурев 71) Заявител(54) ПРОФ ИЛ ЕНАСТРАИ ВАЕМОЕ УСТРОЙСТВО С ПРОГРАММИЫ РАВЛЕКИЕМ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МАТРИЦ ПРЕСС-ФОзначеноматриц верхноапример шайбой ск Описываемое устройство преднадля обработки некруглых в планепресс-форм с боковой конической постью и устанавливается на станке, нзубофрезерном, с вращающейся план 5 для закрепления заготовки,Известны устройства подобного назначения, выполненные в виде планетарно-кулис- ного механизма, ведущим звеном которото является связанный с приводом сателлит, На 10 хвостовике сателлита укреплен вневенцовый палец, шарнирно связанный с кулисой, несущей шпиндель с валом инструмента. Устройство снабжено механизмом, обеспечивающим купольной и боковой поверхностям некруглую 15 в плане форму 11.Известные устройства имеют следующие недостатки: неподвижность установки вневенцового пальца, ограничивающую диапазон обрабатываемых поверхностей; сложность конструкции привода к сателлиту из-за эллиптической траектории движения вневенцового пальца; необходимость в сложном, трудоемком копирном устройстве для обеспечения некруглой в плане формы упомянутым поверхностям; невысокая производительность из-за большого количества холостых ходов инструмента при обработке купольной поверхности и низкой скорости вращения заготовки, ограттиченной 1/2 об/мин из-за отсутствия жесткой связи в приводе сателлита.С целью расширения диапазона обрабатываемых асферических поверхностей, аппроксимпруемых эквидистантой к эллипсу, включая ооработку плоских поверхностей, упрощения конструкции привода сателлита и увеличения производительности обработки, описываемое устройство снабжено установленным на сателлите, на расстоянии от его центра, равном радиусу начальной окружности его зубчатого венца, вторым пальцем, шарнирно сочлененным с прямолинейно подвижным по направляющим плиты ползуном, привод которого включает установленный на плите шаговый электродвигатель с гидроусилителем и дифференциал, например конический, выходное солнечное колесо которого связано с винтом, взаимодействующим с тайкой, укрепленной на ползуне, водило связано с гидро- усилителем, а входное солнечное колесо через шестеренчатую передачу связано с настраиваемой кинематической цепью станка, при этом, вневенцовый палец и шпиндель с валом инструмента установлены на салазках, перемещающихся одни - по хвостовику, дрчгие - по кулисе.На фиг, 1 и 2 представлена кинематиче ая схема устройства; на фиг. 3 - схема15 20 жения пальцев 9, 13 объясняется тем, что центр пальца 12 совпадает с полюсом зацепления сателлита б с неподвижным сектором солнечного колеса 4 и является для сателлита25 мгновенным центром вращения, а ось кулисы - мгновенным радиусом вращения, который при обкатке сохраняет постоянный угол 90 оВысокая производительность ооработки дод 0 стигается путем непрерывности процесса обработки рабочей поверхности вращающейся заготовки и взаимодействия с движениями инструмента, образующих съем стружки по некруглой в плане спирали и увеличеннои 35 скоростью вращения заготовки порядка 5 -12 об/мин.На фиг. 6, 7, 8 даны плановые проекции матриц со стороны торца, пересечение которого с боковой конической поверхностьо образует торцовый контур, задаваемый чертежом матрицы, с центром О лежащим на оси ОО,.В полярной системе координат с полюсом01 торцовый контур является геометрическим местом концов радиус-векторов, яв ляющихся функцией полярных углов а, отсчитываемых от начального радиуса вектора рс по часовой стрелке.На фиг. 5 показано меридиональное сечение матрицы 36, выполненное под некоторым произвольным углом а, образующее три сопрягаемых отрезка: ОА 1 - дуги асферического купола, А 1 В, - дуги радиуса г галтели и закругления фрезы с центром Ць и прямой В,С, - образующей конуса боковой поверх ности с углом (1).Через центр Ц 1 проведены две эквидистанты: ОЦ, - к дуге ОА 1 и СЦ 1 - к образую 60 65 устройства, настроенного на обработку плоских матриц; на фиг, 4 - установка резца; на фиг. 5 - схема к принципу образования некруглых в плане спиралей; на фиг. б, 7, 8 - схемы снятия стружки соответственно с плоской и двух асферических поверхностей.На салазках 1 суппортной стойки 2 зубофрезерного станка установлена коробчатого вида плита 3, на которой смонтирован планетарно-кулисный механизм, включающий; сектор солнечного колеса 4, водило 5, ось вращения которото расположена в центре колеса 4, сателлит 6 с хвостовиком 7 и установленными на нем салазками 8 с вневенцовым пальцем 9, шарнирно сочлененным с кулисой 10, в прорези которой установлен скользящий сухарь 11, шарнирно связанный с пальцем 12, укрепленным на водиле, на расстоянии от оси вращения, равном радиусу начальной окружности сектора зубчатого венца солнечного колеса 4, Сателлит 6 снабжен, установленными на расстоянии от его центра, равном радиусу начальной окружности его зубчатого венца, вторым пальцем 13, шарнирно связанным с прямолинейно подвижным по направляющим 14 плиты 3 - ползуном 15, несущим гайку (не показанную на чертеже), взаимодействующую с винтом 16, связанным с выходным солнечным колесом 17 дифференциала, установленного на плите 3 вместе с шаговым электродвигателем 18 и гидроусилителем 19, с которым связано водило 20, а входное солнечное колесо 21 через шестеренчатую передачу 22, 23 - с валом 24, соединенным с настраиваемой кинематической цепью станка, Вал 25 с инструментом, например фрезой 26, смонтирован в шпинделе 27, установленном на перемещающихся на кулисе 10 салазках 28. Настройка салазок 8 и 28 осуществляется винтовыми механизмами (на чертежах не показаны) с помощью рукояток 29, 30. Установочное, ручное перемещение ползуна 15 производится с помощью рукоятки 31, укрепленной на винте 16.Привод вала 25 осуществляется с помощьюспециальной муфты для перемещающихся валов, основание 32 которой укреплено на плите 3, входной ее вал ЗЗ соединен с настраиваемой кинематической цепью станка, а полый шлицевой поводок муфты (на чертежах не показан) сочленен с валом 25, которому муфта, передавая непрерывное осевое вращение, обеспечивает все необходимые степени свободы при премещении вместе со шпинделем 27 и кулисой 10,Управление шаговым двигателем 18 осуществляется с помощью последовательно поступающих командных импульсов от командоаппарата 34, установленного на станине станка и связанного синхронной кинематической передачей с планшайбой 35 и закрепленной на ней заготовкой асферической матрицы 36.Центр вневенцового пальца 9 и основание тороидального закругления радиуса г фрезы 26 или абразивного инструмента, при обкатке движутся, соответственно, по эллипсу и эквидистанте к нему, параметры которых зависят от настроек,Расстояние центра вневенцового пальца 9 определяются: от начальной окружности сателлита 6 - малая полуось о эллипса 37; от основания тороидального закругления - эквидистантное расстояние 1 эквидистанты 38 матрицы 36. При настройкс 0=0, когда центр пальца 9 устанавливается на уровне пальца 13, палец 9 вместе с пальцем 13 движутся вместе с ползуном 15 - прямолинсйно, а связывающая пальцы 9 и 12 ось кулисы 1 О движется поступательно, сохраняя прямой угол с линией движения ползуна и пальцев 9, 13,при этом основание фрезы 26 движется по прямой, параллельной этой линии, и на вращающейся заготовке вырабатывается плоский купол 39 матрицы 40 (фиг. 3).Ортогональность оси кулисы к линии двищей С,Вь определяемые радиус-векторами р и р, где СЦ,=г вес ; р=р. - г вес р, а р, находится из совместного решения уравнений упомянутых эквидистант, Проведя меридиональные сечения по всей матрице, пля каждого сечения получим положение центра Ц 1 и величину рь Геометрическое место Ц 1 галтели является линией пересечения экви5 10 15 2 25 30 35 40 45 50 55 б 0 65 дистантных поверхностей к куполу и конусу матрицы, и ооразуст пространственный замкнутый контур, названный здесь опорный кон" тур. Рзности Лр между близлежа 1 цими радиус-векторами опорного контура р 1 и р 2, взятыми по всему обводу, в пределах угла а от 0 до 360, с учетом передачи через звенья планетарно-кулисного механизма, приводятся к перемещениям пальца 13 и ползуна 15 и через винтовую пару и звенья конического дифференциала - к угловым поворотам шагового двигателя.С учетом характеристики двигателя определяется количество импульсов, необходимое для перемещения ползуна 15 и соответственно центра Ц, инструмента иа величину Ло. Эти данные используются для составления программы системы однокоординатного числового программного управления, выполненной в унитарном кодс на дисковом программоносителе, уста 11 овле 11 ном на валу командоаппарата 34, кипематически связанном синхронной переда 1 ей с приводом план 1 цайбы 35 станка,За 1 оборот заготовки, при подаче командных импульсов, инструмент совершает реверсивные перемегцения, согласно изменениям ЛО положительным при 02) р 1 и Отрицатель" ным при р(р 1, где о 1 и ог - близлежащие радиус-векторы под углом Ля, а центр закругления инструмента Ц, двииется по опорному контуру, прп этом вырабатывается галтель, повторяемая при повторной подаче того же пакета командных импульсов.При радиальном смещении инструмента с опорного контура в другое положение, и подавая тот же пакет импульсов, с теми же реверсивпыми движениями инструмента, на поверхности заготовки прорежется галтель, подобная опорному контуру, но других размеров увеличивакицихся при удалении от центЬжера мат 1 ицы и уменьша 1 ощихся при приолижПнт 1 К 1 тс 1Здесь, как н на токарном станке, имеет место Влияинс Окружн 011 скорости=ря, Где в - угловая скорость вращения заготовкиГсли к рад 11 ал 1.ным реверсивным1 цсиию 1 Ар инструмента, образуюШих при врашеиии заготовки опопный контр, присоединить равномерную радиальную подачу 5 р, то на заготовке будет идти съем стружки по некруглой в плане спирали, с витками, подобными опорному контуру. Эту задачу здесь выполняет дифференциал, в котором программная радиальная реверсивная подача 5 п передается через водило 20, равномерная подача 5 о - через входное солнечное колесо 21, а суммарная подача 5 с=5 п+5 р, через выходное солпе 1 ное колесо 17, передается ползуну 15 и инструменту.Прибавив к суммарной подаче 5 с одновре.- менно настраиваемую осевую подачу 5 о салазок 1 суппортной стойки 2 вместе с планетарно-кулисным механизмом и приняв отношение настраиваемых подач 5 р: 5 о=1 д 1 р, где 7 - угол конуса получим выработку боковойконической поверхности, образуемой витками некруглой в плане спирали.Обработка при этом ведется при расторможенных звеньях дифференциала. Обработка галтели ведется при заторможенном входном солнечном колесе, а обработка купольной поверхности проводится при двух режимах: от галтели до витка спирали, вписывающегося в круг, касающийся длинных сторон опорного контура - при расторможенных звеньях дифференциала; от упомянутого витка до центра матрицы - при заторможенном водиле и расторможенных входном и выходном солнечных колесах, при котором съем стружки идет по круглым спиралям.На фиг, 7 показана матрица 36, На ней витки подобны опорному контуру - искривлены, в отличие от плоской матрицы 40, у которой витки подобны торцовому контуру.Для сравнения на фиг. 8 дана схема съема стружки в устройствах, обеспечиваюших некруглую в плане форму с помощью копира. Здесь на вращающейся заготовке витки Спиралей круглые и при обработке купола они обрываются у галтели. Инструмент совершает многократно повторяемые холостые ходы, достигаю 1 цие 45% от времени обработки купольной поверхности. Отношение времени холостых ходов ко времени обработки определяется отношением оппозитных площадей Р 1Гз, где Р 2 - плошадь заштрихованных частей круга 80, отсекаемых опорным контуром, а Р, - площадь внутри опорного конт ра. Формула изобретения Профиленастраиваемое устройство с однокоординатным числовым программным управлением для обработки матриц пресс-форм, устанавливаемое на станке с вращающейся планшайбой для закрепления заготовки, выполненное в виде смонтированного на связанной с салазками суппортной стойки плите планетарно-кулисного механизма с ведущим звеном - сателлитом, на хвостовике которого закреплен вневенцовый палец, шарнирно соединенный с несущей шпиндель с инструментальным валом кулисой, снабженное механизмом обеспечения купольной и боковой коническим поверхностям некруглой в плане формы матрицы, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона обрабатываемых асферических поверхностей, аппроксимируемых эквидистантой к эллипсу, включая обработку плоских поверхностей, упрощения привода сателлита и увеличения производительности, устройство снабжено установленным на сателлите, на расстоянии от его центра, равном радиусу начальной окружности его зубчатого венца, вторым пальцем и шаррно соединенным с ним, смонтированным с возможностью прямолинеиного перемеш ползуном, а механизм обеспечения купольной и боковой поверхностям некруглой в планеформы матрицы выполнен ввиде установленного на плите шагового электродвигателя с гидроусилителем и дифференциалом, выходное солнечное колесо которого связано с передачей винт - гайка, установленной на ползуне, водило соединено с гидроусилителем, а входное солнечное колесо связано с кинематической цепью станка, причем устройство снабжено салазками, одни из которых несут вневенцовый палец и установлены с возможностью перемещения по хвостовику, а другиенесут инструментальный шпиндель и смонтированы с возможностью перемещения по ку 5 лисе.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство М 221532,Кл, В 24 В 47/12, 28,11.65,557882 иг. г.ф г,а ч цг ставитель В, Гуревичхред М. Семенов Корректор 3, Тарасова дактор каз 1261/6 ИПИ Госуд ПодписноСР афия пр Сапунова 2460твенного коелам изобреосква, Ж.З 5 Тпр тета Сове ний и откр Раушская акк 1204та Миппстроытийнаб., д. 4/5