Способ обработки поверхности вращения

(д 4 В 23 В 1/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ленинградское специальное конструкторское бюро шлифовального оборудования(56) Авторское свидетельство СССРУ 770754, кл. В 24 В 5/00,. 1978,(54)(57) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ВРАЩЕНИЯ с адаптивным контролем БО 127258 положения поверхности вращения относительно инструмента и последующейкорректировкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности обработки детали путем компенсации погрешности в пределах оборота,дополнительно измеряют отклонениемгновенной оси поверхности вращенияв направлении точки резания от номинального положения и осуществляюткорректировку положения инструментаили поверхности вращения с учетомэтого отклонения относительно другдруга.127258Изобретение касается механической обработки резанием поверхностейвращения и может быть использованопри точной обработке резанием поверх 5ностей вращения на металлорежущихстанках,Цель изобретения - повышение точности обработки детали путем компенсации погрешности в пределах одногооборота детали.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства, для осуществления способа при внутреннемшлифовании; на фиг. 2 - то же, примекительно к растачиванию; на фиг. 3представлен пример осуществления способа применительно к шлифовке; нафиг. 4 - пример осуществления способа применительно к внутреннему шли Офованию; на фиг. 5 - разрез А-А нафиг.4; на фиг. 6 - пример осуществления способа при обработке на карусельном станке; на фиг, 7 - примеросуществления способа на токарном 25станке при обработке детали в патроне или на планшайбе; на фиг. 8 - другой пример осуществления способа пр;токарной обработке в патроне или напланшайбе; на фиг. 9 - пример осуществления способа при обработке детали в центрах; на фиг. 10 - вид пострелке Б на фиг, 9 (в уменьшенноммасштабе).В соответствии с предлагаемым35способом деталь 1 (см. фиг, 1), вданном случае стальное кольцо, поверхность вращения 2 которого подлежит обработке, и инструмент 3, вданном случае абразивный круг, при. водят во вращение, подводят инструмент 3 в радиальном направлениик подлежащей обработке поверхности2 детали и осуществляют съем припуска. Общую точку Т инструмента и детали можно назвать точкой резания, анаправлением подачи - направлениеот номинальной оси О вращения деталик точке .резания Т, иными словами, подачу осуществляют в напРавлении точки резания. При шлифовании резаниепроисходит не в точке, а в зоне,имеющей вид площадки конечных размеров; точка резания в данном случаеявляется центром указанной площадки. Применительно к токарной обработке, например растачиванию (см, фиг.2), абразивный круг заменен невращающим 52ся резцом 4, в этом случае точка резания Т совпадает с вершиной резца.Теоретически деталь 1 вращаетсяотносительно неподвижной оси О, радиус обработанной поверхности В равен расстоянию ОТ, величина этогорадиуса постоянна, Практически этотрадиус искажается вследствие обусловленных погрешностями системы СПИДстанка, на котором осуществляетсяобработка, отклонение детали и инструмента от их номинальных положений,Способ учитывает влияние отклонений оси вращения детали 1 от ее номинального положения О, совпадющегос началом системы координат ХОУ.Вращение детали 1 с учетом обусловленных различными факторами (неточностью вращения шпинделя изделия,вызванной, например, неточностью.подшипников, неточностью геометрическойформы посадочных шеек шпинделя, погрешностью, возникающей при сборкебабки изделия, неточностью изготовления центров и центровых отверстийв заготовке и т.д,) отклонений осивращения от ее номинального положения можно представить как ряд элементарных поворотов относительномгновенных осей О;,которые не совпадают с номинальной осью О, Текущееотклонение мгновенной оси, равноеотрезку Ь; =00, можно представитькак векторную сумму двух отклонений,ориентированных по осям координатСовокупность точек О; определяюттраекторию 5 перемещения мгновеннойоси, например, за один оборот детали(на чертеже отклонения для наглядности сильно увеличены). Как видно на фиг. 1, отклонения Дпо оси ОУ практически не влияют на форму обработанной поверхности, в то же время отклонения д; переносятся на эту поверхность, искажаяее форму .по закону В=ОТ+ ь;, где В - текущий радиус обрабатываемой поверхности; ОТ - расстояние между номинальными положениями оси вращения обрабатываемой поверхности и точки резания; Д, - проекция вектора текущего отклонения мгновенной оси вращения детали на ось координат, проходящую через номинальные ось вращения обрабатываемой поверхности и точку резания.12725 ных примеров.Исполнение по фиг. 7 отличаетсяот фиг. 6 только тем, что оно скомпоновано на токарном или токарно-лобовом станке с горизонтальным шпинделем.В примере по фиг. 8, между образцовой поверхностью 6 и щупом 7 измерителя введена многоступенчатая балансирная уравнительная система ввиде скобы 22, несущей балансиры 23,24 и дополнительный измеритель 25 сощупом 26,Элементы 22-24 этой системы выравнивают погрешности образцовой поверхности вращения 6, что позволяет снизить требования к точности обработки этой поверхности. Наконец, в варианте по фиг. 9 и 10 деталь 1 продолговатой формы, например, вал или ротор, обрабатывают с независимым базированием обоих концов, например, в центрах фиг. 1 О), в этом случае стойка 9 с элементами 7, 8 и элементами 22-26 смонтированы на суппорте станка и взаимодействуют с пояском обработанной поверхности 2, расположенным непосредственно за точкой резания в направлении осевой подачи резца 4. В этом случае измеритель 25 вырабатывает сигнал, соответствующий не- круглости обрабатываемого сечения.Этот сигнал посредством фазовращателя 27 приводится к фазе точки резания (смещается на угол), и после суммирования в блоке 28 с сигналом измерительного преобразователя 8 поступает, как это было описано выше,Для устранения этого искажения достаточно осуществить относительные текущие перемещения инструмента на ту же величину Ь что обеспечит компенсацию искажения формы обработанной поверхностиВ=ОТ+ Ь,- Ь; =ОТ=сопз 1.Для осуществления способа измеряют текущее отклонение мгновенной 1 О оси вращения детали в направлении точки резания от номинального положения, подают пропорциональный из-. менному отклонению сигнал в управляющее устройство, где формируют управ ляющее воздействие, равное указанному текущему отклонению, и осуществляют относительное перемещение инстру-. мента или детали для компенсации этого отклонения и стабилизации рас стояния между мгновенной осью вращения Детали и точкой резания.Для измерения отклонения мгновенной оси вращения детали соосно с подлежащей обработке поверхностью ус танавливают (см. фиг. 3) жестко связанную с деталью образцовую поверхность вращения 6, отклонение которой в направлении точки резания измеряют посредством щупа 7 и измеритель ного преобразователя 8, установленного на стойке 9. Для сообщения несущему инструмент 3 узлу станка, в данном случае шлифовальной бабке 10, перемещений Ь; сигнал .измерительного преобразователя через фильтр 11 подают в усилитель 12, преобразующий этот сигнал в команду управления. Эта команда поступает на исполнительный механизм, состоящий из катушки 40 13 с сердечником 14 из магнитострикционного материала, Шлифовальная бабка 10 установлена на направляющих качения 15 и замкнута на сердечник 14 пружиной силового замыкания 16. 45 Описанная система обеспечивает автоматическую адаптивную компенсацию текущих отклонений Ьдетали 1 соответствующими перемещениями шлифовальной бабки 10 и установленного на ней инструмента 3.Поскольку для осуществления способа существенно относительное перемещение инструмента, возможна замена этого перемещения эквивалентным перемещением детали. В представленном на фиг. 4 и 5 примере осуществления способа, инструмент 3 относительно неподвижен, а шпиндель 17, несущий 854деталь 1, смонтирован в корпусе 18, подвешенном на пружинном подвесе 19. Кроме того, в этом варианте осуществления способа вспомогательная образцовая поверхность выполнена в виде штифта 20, закрепленного соосно со шпинделем 17.В примере осуществления способа, приведенном на фиг. 6, абразивный инструмент заменен, как на фиг. 2, резцом 4, а магнитострикционный сердечник 4 катушки 13 выполнен в виде держателя резца; деталь 1 оринтирована вертикально и установлена на вращающемся столе 21, а образцовая поверхность вращения 6 расположена под столом в полости станины станка.По функциональным признакам такое исполнение не отличается от описан 51272 с в фильтр 11 и далее в усилитель 2 и катушку 13.Этот вариант способа позволяет на станках нормальной точности получить высокую точность обработки де 5 талей в поперечном и продольном сечениях, снизить требования к точности- отдельных узлов станков, жесткости 85 6систем СПИД и качеству заготовки.Этот способ особенно актуален применительно к тяжелым и уникальным станкам, например,к станкам для обработки роторов газовых и паровых турбин,электрогенераторов и мощных электродвигателей, каландровых валов, валков прокатных станов и т.д.осударственного комитета С лам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб играфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4