Копировальный станок для изготовления сопрягаемых элементов

0 П И САН:-И Е 111670416ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республикпо делам изобретени и открытий, А, Штеин 71) Заявитель ральный ордена Трудового Красного Знамени научноательский институт протезирования и протезостроения Цен сслед) КОПИРОВАЛЪНЪЙ СТАНОК ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕН СОПРЯГАЕМЪХ ЭЛЕМЕНТОВИзобретение относится к копировальным станкам для одновременного изготовления взаимно сопрягаемых элементов кокилей, пресс-форм и штампов по симультанной магнитной записи или непосредственно по сборной модели, на поверхность которой напылен токопроводящий слой.Известен копировальный станок, снабженный следящей головкой, которая кинематически связана с инструментом посредством автономного от привода рабочей подачи износокомпенсационного сервопривода, вибродатчиками, расположенными на обрабатываемом изделии и включенными в схему сравнения с опорным сигналом, обеспечивающим подачу инструментальной головки по мере износа инсгрумента 11.Однако производительность таких станков при обработке крупногабаритных изделий низкая, так как обеспечение размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой в матрице зависит от диаметра инструмента.Целью изобретения является повышение производительности при одновременном обеспечении размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой.Для этого в предложенном станке корпусы инструментальной и следящей головок выполнены поворотными с набором инструментов и щупов соответственно, расположенных в порядке уменьшения по диаметру, а каждая пара, состоящая из одинаковых по диамегру инструмента и щупа, оснащена механизмом втягивания - выведения из зоны обработки посредством управляемых упорных рычагов и упругих звеньев и механизмом вылета из головок с поворотом до исходного рабочего положения, завязанные с позиционной синхроэлектросхемой смен рабочих органов.Позиционная сиихроэлектросхема снабжена опорным эталонным источником постоянного сигнала, мостовой схемой, связанной с выходом усилителя напряжения впбродатчика контроля рабочей подачи пнсгрумента, а выход ее связан через усилитель мощности с дешифратором, один выход которого соединен через ограничитель в виде реле времени с электросервоприводом компенсационных подач инструментальной головки, а другой выход через реле времени - с дистанционным шаговым распределителем с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инстру ментов.На фиг. 1 схематично изображен предлагаемый копировальный станок; на фиг.2 - разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - головка корпуса после срабатывания механизмавылета; на фиг, 4 - то жс, после срабатывания механизма втягивания - выведения из зоны обработки; на фиг. 5 - позиционная синхроэлектросхема смен рабочих органов.Станок предложенной конструкции включает в себя станину 1, оснащенную продольной направляющей 2 под корпусы инструментальной 3 и следящей 4 головок, поворотных вокруг геометрических осей 5 и 6 посредством смонтируемых с корпусами управляемых приводов 7 и 8 с выходнымии червячными парами.При ультразвуковой обработке привод 7 поворота инструментальной головки 3 установлен на корпусе сзади источников 9 ультразвуковых колебаний, а выходная червячная пара привода 8 поворотного корпуса следящей головки 4 смонтирована иа нем с сердечником 10 соленоида, установленного на станине 1.На корпусе следящей головки 4 по кругу размегцены в порядке уменьшения по диаметру копировальные щупы 11 - 16.Сердечник 10 снабжен катушкой Х Неподвижная часть соленоида состоит из двух концентрических катушек 17 (Ьг) и 18 (Сз) обратной полярности, При этом рабочий ход сердечника 10 превосходит максимальную высоту задающего рельефа,На корпусе инструментальной головкиразмещены ультразвуковые концентраторы - инструменты 19 - 24. Корпус следящей головки 4 жестко связан с остовом 25изпосокомпенсационного сервопривода 26,с выходной червячной парой, колесо 27 которой состоит в зубчато-реечном зацеплении со скользящей по направляющей 28гильзой 29, внутри которой на шариках 30смонтирован на продолжении геометрической оси 5 поворотный хвостовик 31 червячного колеса привода 7 рабочей подачи.Меанизмы втягивания - выведения из зоны обработки щупов 11 - 16 и инструментов19 - 24, составляющие единый строго скомплектованный набор, однозначно смонтированы на юстировочных платах 32 корпусов,соответствующих головок.Указанные механизмы состоят из корпусной оболочки 33 с направляющими колонками 34 клиновидного сердечника 35 иаупругих внешних звеньях 36 возврата ицентрального звена 37. При этом концынаправляющих колонок 34 зафиксированына ограничителе хода 38 стрелы 39,Ограничитель хода 38 выполнен с радиальными глухими отверстиями под упругиезвенья 40 управляемых рычагов 41 и в немзакреплены упоры 42 и оси 43,Передняя часть стрелы 39 выполнена ввиде цангового патрона 44 для щупов 11 -16 или для инструментов 19 - 24, а ее хвостовая часть - в виде отбуртованного упора 45 с ольцевой цековкой для централь 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ного упругого звена 37, и за одно целое - в виде направляюшего сердечника 46.В корпусной оболочке 33 механизмов втягивания в выведен из рабочей зоны и вылета копировальных щупов 11 - 16 или инструментов 19 - 24 размещены их соленондиые катушки 47 (Е 4); 48 (Ь 7), 49 (1.5) н 50 (1,6), соответственно скоммутированные с позиционной синхроэлектросхемой смен рабочих органов, Причем только катушка 49 размещена на дне корпусной оболочки 33, а все остальные (обратной полярности по отношению к первой) размещены концентрично впереди нее.Катушки 48 и 49 установлены неподвижно относительно корпусной оболочки ЗЗ, катушка 50 - относительно клиновидного сердечника 35, а катушка 47 - относительно направляющего сердечника 46 стрелы 39,Механизм вылета рабочих органов снабжен износостойкими роликами 51, которые смонтированы в иеподпружипенных плечах рычагов 41Являющаяся составной частью предложенного копировального станка его позиционная синхроэлектросхема состоит из элементов синхронизации управления рабочими перемещениями модельного стола 52 и стола (столов) 53 для обработки изделия 54, основным элементом которой является синхронная машина 55 с электропитанием от стабилизированного источника 56; из элементов, обеспечивающих подачу инструментальной головки 3 по мере износа инструментов 19 - 24; из элементов для обеснечения позиционной смены рабочих органов; из элементов управления бесконтактным слежением за задающим рельефом во время перемещений модельного стола 52.Электросхемы для обеспечения подачи инструментальной головки 3 по мере износа инструментов 19 - 24 и для обеспечения позиционной смены рабочих органов, кроме катушек 1,1 - ЬЗ и 1.4 - Е,7, снабжены следующими общими элементами: спаренными источниками постоянного напряжения - высокого 56 и низкого 57, связанного с датчиком уровня 58, выполненным в виде опорного источника стабилизированного напряжения, пропорционального уровню вибрации, воспринимаемой в зоне обработки при ведении процесса в установленном режиме, при этом опорный источник 58 питает вибродатчик 59, чувствительный к изменениям рабочей подачи инструмента, непосредственно установлен на обрабатываемом изделии 54 и связан с усилителем 60напряжения; мостовой схемой 61 сравнения, связанной с опорным источником 58 и со вторым опорным источником 62, пропорциональным состоянию вибрации в рабочей зоне при минимальных контактах инстру. ментов 19 - 24 с обрабатываемым изделием 54, выход которой связан с входом уеили.теля 63 мощности; дешифратором 64, вход которого связан с усилителем 63, один выход через ограничитель 65, выполненный в виде реле времени, связан с износокомпенсационным сервоприводом 26 подач инструментальной головки 3, а другой выход которого через реле 66 времени - с дистанционным шаговым распределителем 67 с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инструментов 19 - 24, и питаемым от источника 68; сельсинами 69 для связи между собой червячных приводов 7 и 8, поворотных корпусов инструментальной 3 и следящей 4 головок, и последовательно спаренными с контактными полями дистанционного шагового распределителя 67, и связанными между собой пропорциональными по силе тока массам рабочих органов посредством спаренных реле 70 - 71, 72 - 73, 74 - 75, 76 - 77, 78 - 79 и 80 - 81 времени, которыми соответственно снабжены каждая пара из набора копировальных щупов 11 - 16 и инструментов 19 - 24,Электросхема управления бесконтактным слежением за рельефом по модели 82, связанной со следящей головкой 4, используемая в предложенном копировальном станке, состоит из источников напряжения - высокого 83 (1250 В) и низкого 84, копировальных щупов 11 - 16, спаренного усилителя 85 напряжения и мощности, скоммутированного посредством резистора 86 контроля переменного сопротивления, обратно пропорционального воздушному зазору между копировальными щупами 11 - 16 и моделью 82, и непосредственно через диод 87 связан с токопроводящим слоем, нанесенным на модель 82, Через второй резистор 88 переменного сопротивления, стоящий в цепи нагрузки, усилитель 85 скоммутировап с соленоидной катушкой 18 обратной по,чярности по отношению к катушке 1.1 сердечника 10 следящей головки 4.Позиционная синхроэлектросхема снабжена также тумблерами 89 на два положения, из которых одно - в обход реле, например реле 79.Кроме того, в позиционную синхроэлектросхему включены источник 90 питания; размыкаюшие контакты 91 дешунтирования участков цепи при переключении тумблеров 89 на второе положение; замыкающие контакты 92 и 93 соответственно реле 78 и 79.Работа станка сводится к последовательносинхронной замене комплектов рабочих органов - копировальных щупов 11 - 16 и непрофилированных инструментов 19 - 24 после появления в перерывах обработки холостых ходов на очередные - ступенчато меньших по диаметрам. Замена рабочих органов происходит непосредственно при слежении опировальных щупов 11 - 16 за рельефом модели 82 и при одновременном 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 60 65 слежении за постоянством контактов инструментов 19 - 24 с обрабатываемым изделием 54 согласно уровням, задаваемь 1 м режимами обраооткп, установленным дчя каждого из них при условии, что любой из этих уровней завечомо выше минимально воспринимаемой вибрации в рабочей зоне.Сигналы от одинарно-двойной мостовой цепи, сост"влякзцсй схему сравнения 61, измерения величин давления инструментов 19 - 24 па сбраб;.тываемое изделие 54, зависящих от степени изменения контактов с последним и преобразуемого установ.чсшь 1- ми на нем внбродатчиками, уравновешен. ну:о образцовыми мерамн, питаемыми от опорных источников 58 и 62 ссотвстственно пропорциональных задаваемому рабочему и минимальному уровням вибрации инструментов 19 - 24 после усиления как по напряжению, так и по мощности усилите.чем 63, поступают на вход лсшифратора 64, выяв.чяющего соответствия, например, по частоте и по длительности кодовых сообщений, по числу обрабатывающих сменных инструментов 19 - 24 со структурамп принимаемых с гналов.С гервого выхода дешифратора 64 тс сигналы, которые оповещают о запредельных изменения:; виорацин в рабочей зоне пО Отношепп 1 О к задаваемымрОВням, ПО- ступают через ограничитель 65 времени, служащий стаоплизатором процесса по длительности обработки, на пзносокомпенсационный ссрвопрпвод 26, связанный с зубчато-реечной парой 27 для подачи инструментальной головки 3 в зону Обработки.Со второго выхода дешнфратора 64 прсобразованнь:е после отфильтрования в нем и раз,чнчпмье по частоте изменения реактивных парамстров илн по эчектромеханичес. кому резонансу, например частотно-полосовым пьезоэлектрическим фильтром, сигналы, которые отражают состояние вибрации в рабочей зоне прп минимальных контактах инструментов 19 - 24 с обрабатываемым изделием 54 поступают через реле 66 времени, за которое происходит холостой проход стола 53 с обрабатываемым изделием 54, на дистанционный шаговый распре. делитель 67, например двухрядный, с кочнчеством контактных полей на статоре, равным числу парных сменных рабочих органов - инструментов 19 - 24, и связанных с ннм копировальных щупов 11 - 16.В результате одного очередного шагового перемещения ротора дистанционного распределителя 67 происходят последовательные срабатывания механизмов, втягивания - выведения нз рабочсй зоны комплектов рабочих органов большего диаметра и вылета из них - меньшего диаметра в целом, вслед за предшеству 1 огцнм холостым проходом стола 53 для обработки изделия 54 по диапазону вссй обрабатываемой поверхности, При этом включаются катушки47 и 49 п подпружиненные плечи управляемых рычагов 41 под возлсйствтлем упругих звеньев 40 сжатия заходят за бурт 45 стрелы 39 и улерживают закрепленных в патроне 44 рабочий орган при преодолении сил сжатия центрального упругого звена 37,Последующее за этим синхронное выведение рабочих органов из зоны обработки осуществляется приводами 7 и 8 поворота инстпументальной 3 и следящей 4 головок на 60 птти шести парах рабочих органов, самоспнхронизирующимися сельсияами 69, например, в режиме индикаторной дистанционной передачи, последователт но подключаемой установленными в цепи распределителя соответствутоптими реле 70, 72, 74, 76, 78 и 80.Действие механизмов совместного вылета из головок парного комплекта рабочих оргаттов происходит за этими поворотами вслед за дополттительттт.тм включением поспедством реле соответственно 71, 73, 75, 77, 79 и 81, установленных зя упомянутым;т до этого реле в цепи распределителя 67 остальных катушек 48 и 50 для всех пар рабочих органов указанных механизмов, в результате выталкивания вместе с катушкой 50 из катушки 48 той же полярносттт, клиновидного сердечнт ка 35, взаимносближающего ролики 51, освобождающие тем самым бурт 45 стрелы 39 от действия рычагов 41, а в результате освобождения до этого сжатого центрального упругого звеня 37 осуществляется вылет очередной, ментшей по диаметру, действующей пары рабочих органов, и только после этого под воздействием упругих звеньев 36 клиновидттый сердечник 35 при обесточенных всех катушках возвращается в исходное положение,Катушка У.1 сердечника 10 соленоида и взаимодействующая с ней катушка 17 той же поляпттости обеспечивают основную подачу рабочих органов в зону обработки с четом бесконтактного слежения за гельеФом модели 82, контролируемого катушкой 18 обратной полярности,Исполтзование изобретения благодаря налтл 1 ттито в предложенном копировальном станке поворотных следящей 4 и инструментальной 3 головок со сменным набором инструментов 19 - 24 и щупов 11 - 16, огветстветтто расположенных в порядке уменьшения по диаметру и связанных с позиционной синхроэлектросхемой, обеспечиватощей их автоматическую замену в процессе обработки, существенно повышает производительность и одновременно обеспечивает размеры заданного ппофиля на участках перехода радиуса и прямой, зависящего от диаметра инструмента, и тем самым значительно расширяет объем использования комплекса прогрессивных изобретецтлй для одновременного изготовлени 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сопрягяемых элементов кокилей, прессФопм и штампов по явт. св.229921, 229918, 229920, 347172, 354947, 354983, 354984, 191326, 354985, 355601, 368009, 368010, 387817, 387816, 420435, 455815, 455837 и др., в целом позволяющий многократно сократить сроки изготовления зя счет отказа от рутттьтх доводок. Формула изобретения 1. Коптлровальттьтй станок для изготовления сопрягаемьтх элементов кокилей, прессФорм и штампов по симультанной магнитной записи или непосредственно по сборной модели, ня повепхность которой напылен токопроводятций слой, снабженный следящей головкой, которая кинематически связана с инструментом посредством автономного от привода рабочей подачи износокомпенсационного сервопривода, вибродатчиками, расположенными на обрабатываемом изделии и включенными в схемусравттения с опорным сигналом, обеспечивающим подачу инструментальной головки по мене износа тлнстпумента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения производительности при одновременном обеспечении размеров заданного профиля на участках перехода радиуса и прямой, зависятцего от дияметпа тлнструмента, корпусы инструмента отной и следящей головок вьтполненьт по. о"отными с набором инструментов и щупов соответственно, расположенных в порядке уменьшения по диаметру, а каждая паря, состоящая из одинаковых по диаметр инструмента и тиуна, оснащена мехяниз. мом втягивания - выведения из зоны обработки посредством управляемых упорньтх рычагов и упругих звеньев и механизмом вылета из головок с поворотот;о исходного рабочего положения, завязяпптте с позиционной синхроэлектросхетмой смен рабочп т опганов.. Гтяпок по п. 1, отличающийся тем, что позиционная синхроэлектросхема "набжена опорным этялонньгм источником остоя того сипнала, мостовой схемой, связанной с выходом усилителя напояжения вт бродят тт:тля котттроля ттябочей подачи инстю.метття, а выход ее связан через усилит- ть мг.ттттс"ти,с дешифратором, один выход которого соединен через ограничитель в виде реле впемсни с электросервоприводом компенсационньтх подач инструментальной головктл, а другой выход через пеле времени - с дистанционным шаговым распределителем с количеством контактных полей на статоре, равным числу сменных инструментов.Источники информации,принятые "о внттмяние пртт экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР221921, кл. В 23 С 3/20, 1967.аказ 1321/11ЦНИ днисно СС апунова, 2 пография Изд.422 И НПО Поиск Государст по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш