Устройство для моделирования поверхностей

ОЮЗ СОВЕ ОЦИАЛИСТ РЕСПУБЛИК ихСКИХ(51)4 В 22 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИН К АВТОРСКОМ БРЕТ ЛЬСТВУ ройства. Устройстнер 1, три направлрасположенные однчем две крайние п нтейы,приакрео содержитяющие пластнад другойастины 2, 3 3 8 з о и(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ(57) Изобретение относится к областилитейного производства, в частностик производству моделей и изготовлениюповерхностей моделей на станках сЧПУ. Цель изобретения - повышениенадежности продольной устойчивостистержней и упрощение конструкции уст(21) 4276744/23-02(56) Кузнечно-пресние, технология изорная информацияпрома. Сер. 3, выпс. 41-42,совое машиностроеоборудование. ОбВНИИТЭМР Минстанко 5, - М 1986,ЯО 1470419 п ы неподвижно на контеинере, аняя 7 установлена подвижно и а р лена в толкающих и тянущих элементах 8, связанных с контейнером, В тверстиях 9 направляющих пластин смещены стержни 10, которые при см щении средней пластины прогибаются и заклиниваются в отверстиях неподвижной пластины. Моделирование поверхности производится на станке с ЧПУ по программе путем движения инструмента 40 (поочередно) по осям Х, У, Е для каждого стержня, Изобретение позволяет повысить производительность труда при моделирова нии поверхностей. 5 з.п, ф-лы, 1Изобретение относится к литейному производству, в частности к производству моделей и изготовлению поверхностей моделей на станках с числовым программным управлением, и может5 быть использовано для контроля правильности математического описания и ввода в ЭВМ кривых поверхностей, а также при изготовлении рабочих частей формообразующих штампов и прессформ.Целью изобретения является повышение надежности продольной устойчивости стержней и упрощение конструк ции устройства.На фиг. 1 показано схематично устройство для моделирования поверхностей, вид спереди (стержни не показаны); на фиг. 2 - то же, вид свер ху", на фиг, 3 - подвижная направляющая, вид спереди; на фиг, 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - неподвижная направляющая, вид спереди; на фиг.б - то же, вид сверху; на фиг. 7 - узел 1 25 на фиг. 4 (отверстия для стержней подвижной направляющей); на фиг. 8 - разрез А-А на фиг. 7; на фиг. 9 - узел 11 на фиг, 6 (отверстия для стержней неподвижной направляющей); 30 на фиг, 1 О - разрез Б-Б на фиг. 9; на фиг. 11 - устройство для моделирования поверхностей, вид сверху; на фиг. 12 - узел 111 на фиг. 11 (толкающий и тянущий элементы устройства); на фиг. 13 - разрез В-В на фиг. 12; на фиг. 14 - толкающий элемент, вариант. Устройство для моделирования по верхностей на станках с ЧПУ состоит из контейнера 1, направляющих 2 и 3, установленных неподвижно относительно контейнера 1 на местах 4 и 5 фиксации контейнера 1. Внутри сквоз ной полости 6 контейнера 1 (фиг12 и 14) установлена подвижная направляющая 7, закрепленная в толкающих и тянущих элементах 8, связанных с контейнером 1, Элементы 8 могут быть направлены параллельно осям Х и У устройства и под углами Ы ик осям. В последнем случае чем меньше угол Ц меяду элементами 8, тем больше равнодействующая сила, сдвигающая55 подвижную направляющую 7 относительно неподвижных направляющих 2 и 3, Подвижная направляющая 7 и неподвижные 2 и 3 имеют большое количество отверстий 9, в которых установлены стержни 10. Отверстия 9 с диаметром Ь расположены с постоянным шагом С по осям Х и У.С целью уменьшения влияния неравномерности распределения напряжений в направляющих они выполнены с переменной толщиной. Например, подвижная направляющая (фиг. 3 и 4) имеет в центре относительно тонкую площадку 11 толщиной а. Далее к краям направляющая имеет участки 12 увеличивающейся толщины и на краях участки 13 постоянной толщины. Образующие плоскости указанных частей встречаются по условно показанным следам 14. На фиг. 5 и 6 показана схематично неподвижная направляющая с теми же указанными признаками, Только с нижней стороны она имеет образующую плоскость 15, совпадающую с площадкой 11 толщиной а, Для уменьшения массы направляющей и сохранения достаточной жесткости отверстия 9 выполнены с одной или двух сторон ступенчатыми, преимущественно в плане прямоугольной формы. Перемычки толщиной8 между отверстиями 16 образуют ребра 17 жесткости. Напряжения распределяются в направляющей от центра к краям неравномерно, увеличиваясь прямо пропорционально количеству стержней, Эта пропорция нарушается благодаря неравномерной толщине направляющей, Если полезная площадь направляющих берется относиФтельно большой, например больше 0,5 м, то из - за огромных рабочих усилий, необходимых для получения требуемой силы трения между стержнем и отверстиями направляющих, выбирается специальная конструкция толкающих и тянущих узлов (элементов), см. фиг, 11-13. Эксцентриковый валик 18 коренными шейками 19 и 20 установлен в отверстиях неподвижных направляющих 3 и 2, а эксцентриковой шейкой 21 - в отверстии подвижной направляющей 7. К коренной шейке 19 прикреплен шпонкой 22 рычаг 23, К рычагу 23 крепится подвижно ось 24, которая установлена в отверстиях штанг 25 и 26. Между штангами 25 и 26 винтами 27 установлен и сильно зажат трос 28, перекинутый через блок 29, посаженный на ось 30, которая закреплена на кронштейне 31. Контейнер 1 выполнен в виде замкнутой по периметру и со сквозной внутренней полостью рамки, установленной на ножках 32 (фиг. 12). Места 4 и 5 фиксации для неподвижной направляющей 3 выполнены в приливах 33 контейнера 1, Между подвижной направляющей 7 и ме 5 стами 5 имеется зазор ъ . Полости 34 в контейнере 1 предназначены для возможности движения рычагов 23 на уголНа фиг. 14 показана упрощенная конструкция устройства с полезной площадью (площадь со стержнями 10) меньше 0,5 м. Подвижная направляющая 7 крепится штифтами 35 к рейке 36, в отверстиях которой вставлены концы 37 элементов 8, Движение направляющей 7 осуществляется элементами 8, выполненными в виде винтов фиг. 14). или гидромотором (редуктором) 38 (фиг. 11).20Устройство работает следующим образом.Полностью собранное устройство со стержнями 10 устанавливают торцами 39 на плоскость и, убедившись, что 25 все стержни касаются плокости, включают редуктор 38, который тянет два троса 28. Штанги 25 и 2 б перемещаются вместе с тросами 29 и поворачивают рычаги .23, которые поворачивают эксцентриковые валики 18. Эксцентриковые шейки 21 перемещают направляющую 7 относительно направляющих 2 и 3, Направляющая 7 прогибает стержни 10 на величину е. В отверстиях направляющих 2, 3 и 7 между стержнями 10 создается сила трения, которая тем больше, чем больше равнодействующая сил Р. Кроме того, в отверстиях 9 направляющих 2 и 3 стержень 1 О за 40 клинивается. Величина прогиба е прямо пропорциональна равнодействующей сил Р и расстоянию ж между направляющими. Если устройство выполнено по схеме фиг. 14, то его устанавливают на подкладки на столе станка с ЧПУ так, чтобы между плоскостью и торцами 39 стержней 10 был достаточный зазор. Устанавливают инструмент 40 станка над первоначальным стержнем (нулевой точкой программы) и запускают станок. Инструмент 40 движется по осям Х и У через шаг 2,5 мм. Над каждым стержнем инструмент движется вниз по оси Е на расс 55 стояние, расчитываемое ЭВМ, которая определяет координату Е для каждого стержня. Поскольку сила Р для преодоления всех сил трения, возникающих между одним стержнем и отверстиями направляющих 2, 3 и 7 сравнительно невелика (3-7 кг), то станок может работать в режиме подвода и отвода инструмента, а следовательно, с максимальной скоростью. После формирования поверхностей с одной стороны устройства, например, вогнутой, а с другой стороны выпуклой, производят визуальный осмотр поверхности или производят простые замеры с целью убедиться в правильности ее получения. При необходимости можно дальше изготавливать модель или рабочую часть временного формообразующего штампа. Для чего опускают с одной стороны все концы стержней в расплав металла или сплава и производят отвердевание последнего. Концы всех стержней залиты в сплаве, после остывания которого отжимают элементы 8 устройства и снимают его со стержней. Затем вокруг стержней устанавливают по периметру борт (обрамление) или напыпяют металл в вакууме до превращения крайних стержней по периметру (с боков) в один сплошной металлический массив. После чего заполняют пространство между стержнями заполнителем (металлический порошок графит, смола, и т.д,). и заглаживают рабочую поверхность до границы торцов стержней, производят отвердевание заполнителя, Затем расплавляют сплав, освобождают концы стержней из расплава и обрезают их. При необходимости на рабочую поверхность наносят покрытие.формула изобретения1. Устройство для моделирования поверхностей, содержащее контейнер, и стержни, закрепленные в отверстиях направляющих, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности продольной устойчивости стержней и упрощения конструкции, оно снабжено толкающими и тянущими элементами, а направляющие выполнены в виде пластин, расположенных одна над другой, причем крайние направляющие закреплены относительно контейнера неподвижно, а средняя установлена подвижно в поперечном к стержням направлении и закреплена в толкающих и тянущих элементах, связанных с контейнером.5 147042. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, контейнер выполнен в виде замкнутой по периметру и со сквозной внутренней поб лостью рамки, имеющей места фиксации для неподвижных направляющих. 3. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что толкающие и 1 О тянущие элементы выполнены в виде зксцентриковых валиков, установленных коренными шейками в отверстиях неподвижных направляющих и эксцентриковыми шейками в отверстиях подвижной 1 направляющей, причем валики скреплены с рычагами с возможностью их совместного поворота относительно оси валика.,2 194. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что толкающие и тянущие элементы выполнены в виде реек с отверстиями, в которые вставлены концы толкающих и тянущих винтов, причем резьбовые отверстия для винтов выполнены в контейнере.5, Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения отрицательного влияния неравномерности распределения напряжений в направляющей, сечение последней выполнено переменным.6. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массы направляющей и обеспечения ее жесткости, отверстия для стержней выполнены ступенчатыми.тор М. Васильев К едактор Заказ 1414/11 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 при ГКНТ ССС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101