CS234053B1 - Zařízení pro honování vnitřních válcových ploch - Google Patents

Abstract

Zařízení je určeno pro honováni vnitřních válcových ploch, zejména na součástkách o malé hmotnosti. Zařízení sestává z unaáeče obrobku s obrobkem, vykonávajícím axiální pohyb, přičemž tento pohyb je vykonáván elektrohydraulickým servomechanísmem pracujícím v polohové zpětné vazbě, a honovacího nástroje s rozpínacím kuželem, vykonávajícím rotační pohyb, přfičemž rozpínání je řízeno rovněž obvodem 'polohové zpětné vazby. f Zařízení může být vybaveno měřicím trnem, snímačem síly a snímačem momentu a rovněž automatickým upínáním obrobku, které mohou modifikovat řízené rozpínání nástroje.

Description

Vynález se týká zařízení pro honování vnitřních válcových ploch, zejména na součástkách o malé hmotnosti.

Známá zařízení pro honování vnitřních válcových ploch, která jsou určena pro opracování součástek s malou hmotností, jsou zpravidla uspořádána tak, že nástroj vykonává rotační pohyb a unašeě společné s obrobkem vykonávají axiální pohyb, Jsou známa i řešení, kde nástroj vykonává přídavný axiální pohyb, kterým se zvyšuje účinnost opracování. Kromě toho se nástroj při opracovávání otvoru rozpíná, nejčastěji pomocí axiálního kužele, podle dosaženého rozměru otvoru a opotřebení nástroje.

Axiální pohyb unašeče s obrobkem bývá řešen bučí mechanicky nebo hydraulicky. Při mechanickém řešení bývá axiální pohyb unašeče s obrobkem odvozován od rotačního pohybu přes vhodný mechanický převod. Hydraulické řešení používá zpravidla hydraulického válce, jehož píst vykopává axiální pohyb a do něhož je přívod hydraulické kapaliny odvozen od ventilů řízených narážkami.

Rozpínání nástroje bývá při mechanickém řešení odvozeno od krokovacího mechanického systému} při hydraulickém řešení býv rozpínaoí kužel vtlačován do nástroje buS stálým nebo programové řízeným tlakem hydraulické kapaliny, zpravidla přes mechanický převod.

Nevýhodou známých hydraulických řešehí axiálního pohybu unašeče s obrobkem jsou značné rázy v úvratích a praktická nemožnost řídit pohyb mezi úvratěmi, nevýhodou mechanických řešení je značná výrobní náročnost převodů, obtížné seřizování při

- 2 234 093 změně parametrů axiálního pohybu a nemožnost zvyšovat rychlost pohybu vzhledem ke hmotnosti potřebných mechanismů. Zvyšovat axiální rychlost unašečů u dosavadních hydraulických řešení je obtížné vzhledem k velkému zrychlení v úvratíoh.

Nevýhodou známých řešení, při kterých dochází k rozpínání nástroje, je zejména obtížné programové řízení a u hydraulického řešení obtížné nastavování stabilních pracovních podmínek.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení pro honování vnitřních válcových ploch, zejména na součástkách o malé hmotnosti, sestávající z rámu stroje, unašeče obrobku vykonávajícího axiální pohyb ^anástroje s rozpínacím kuželem, spojeného pevně s vřetenem, vykonávajícím pomocí motoru rotační pohyb, jehož podstata je v tom, že unašeč obrobku je pevně spojen s pístem axiálního válce a pohyblivou částí snímače polohy, který je společně s axiál ním válcem spojen s rámem stroje, přičemž axiální válec je spojen s výstupy prvního elektrohydraulického servoventilu, který je spojen s výstupem prvního regulátoru, jehož první vstup je přes první převodník spojen se snímačem polohy a jehož druhý vstup je spojen s prvním výstupem řídícího obvodu, který obsahuje programový generátor axiálního pohybu, zatímco rozpínací kužel nástroje je otočně spojen s pístem rozpínacího válce a pohyblivou částí snímače rozepnutí, přičemž snímač rozepnutí a rozpínací válec jsou spojeny s rámem stroje a rozpínací válec je spojen s výstupy druhého elektrohydraulického servoventilu, který je spojen s druhým regulátorem, jehož druhý vstup je spojen s třetím výstupem řídicího obvodu, který obsahuje rovněž programový generátor rozpínání nástroje, a snímač rozepnutí je spojen se vstupem druhého převodníku, který je spojen s prvním vstupem druhého regulátoru a druhým vstupem řídicího obvodu, jehosí druhý výstup je přes kompenzační obvody spojen s pomocným vstupem druhého převodníku.

Pokrok dosažený vynálezem spočívá zejména v tom, že zařízení umožňuje řízený axiální pohyb unašeče s obrobkem, přičemž může být řízena jak rychlost pohybu, tak i úvratě, resp. mohou být

- 3 234 053 tyto veličiny modifikovány jednak v různých fázích obrábění, jednak na základě skutečného průběhu úběru materiálu obrobku. Oproti známým systémům může být tímto zařízením zvýšena rychlost axiálního pohybu při zachování předem stanoveného ziychlení v úvratích pohybu, přičemž změny parametrů se provádějí buS automaticky nebo ručně, bez zásahu do mechanické části stroje. Dalším pokrokem zařízení dle vynálezu je řízené rozpínání praóovního nástroje a kompenzace úbytku jeho rozměru, přičemž rozpínání může být řízeno bučí podle programově řízené polohy rozpínacího kužele nebo dle signálu ze snímače síly na rozpínacím kuželu, anebo dle snímače momentu.

Zařízení dle vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zařízení s elektrickým zapojením, na obr. 2 je příklad provedení unašeče s upnutým obrobkem v nárysu a na obr. 3 je tento unašeč v půdorysu.

Zařízení /obr. 1/ sestává z rámu £ stroje, ve kterém je axiální válec 6 a pístem 601. se kterým je pevně spojen unašeč 2 obrobku £. Nad unašečem 2 je nástroj £ s rozpínacím kuželem 401. který je spojen pevně s rotačně uloženým vřetenem £ a motorem 8. Unašeč 2 je dále pevně spojen s pohyblivou částí 501 snímače polohy £, který je společně a axiálním válcem 6 spojen s rámem £ stroje, přičemž axiální válec £ je spojen s výstupy 131 a 132 prvního elektrohydraulického servoventilu £2» který je spojen s výstupem prvního regulátoru 14. Jeho první vstup 141 ie přes první převodník 15 spojen se snímačem polohy £ a jeho druhý vstup 142 je spojen s prvním výstupem 221 řídicího obvodu 22. který obsahuje programový generátor axiálního pohybu 24. Sozpínací kužel 401 nástroje £ je otočně spojen s pístem 111 rozpínacího válce 11 a pohyblivou částí 121 snímače rozepnutí 12. Snímač rozepnutí 12 a rozpínací válec 11 jsáu spojeny s rámem £ stroje a rozpínací válec 11 je spojen s výstupy 181 , 182 druhého elektrohydraulického servoventilu 18. který je spojen s druhým regulátorem 19.

Jeho druhý vstup 192 je spojen se třetím výstupem 223 řídicího obvodu 22. Tento obsahuje rovněž programový generátor 23 rozpínání nástroje £. Snímač rozepnutí 12 je spojen se vstupem 201 druhého převodníku 20, který je spojen s prvním vstupem 191 druhého regulátoru 19 a druhým vstupem 225 řídicího obvodu 22. Jeho

- 4 ΖΜΟ» druhý výstup 222 je přes kompenzační obvod 21 spojen s pomocným vstupem 202 druhého převodníku 20»

Kromě uvedených dílů může být zařízení vybaveno v ose unášeče 2 obrobku £ měřicím trnem 16. který je přes měřicí převodník J£ spojen s pevním vstupem 224 řídicího obvodu 22»

Mimo to může.být mezi rozpínaoí kiažel 401 nástroje £ vložen snímaě síly JO, který je spojen s pomocným vstupem 193 druhého regulátoru 19. Dále může být mezi motor 8a vřeteno £ vložen snímač momentu který je spojen s vedlejším vstupem^ruhého regulátoru 19» cMoiáou·./ •ψ*)*·'* ** ^**· 'Vtfc. <?»4> a.'(I »Vvei«j ϋ· zařízení pracuje tak, že obrobky £ jsou opracovávány v jednotlivých pracovních cyklech, přičemž pracovní cyklus je určen požadovanou kvalitou a geometrií obráběné plochy a vybaveností konkrétního zařízení dle vynálezu·Konkrétní typ pracovního cyklu je určen řídicím obvodem 22» Při pracovním cyklu se axiální pohyb obrobku £ s unaaečem 2 provádí pomocí pístu 601 axiálního válce £, který se snímačem polohy Já , s jeho pohyblivou částí 501. prvním převodníkem 15. prvním regulátorem 14 a prvním elektrohydraulickým servoventilem 13 tvoří obvod polohové zpětné vazby.

V tomto obvodu je axiální poloha obrobku £ určena signálem na druhém vstupu 142 prvního regulátoru J£, který se odvozuje z programového generátoru axiálního pohybu 24 přes první výstup 221 řídicího obvodu 22.

Nástroj £ se otáčí pomocí vrerene £ a motoru 8. Rozpínání nástroje £ se děje pomocí jeho rozpínacího kužele 401. který je spojen s pístem 111 rozpínacího v£Lce £1» Píst 111 s rozpínacím válcem J£, snímač rozepnutí £2, druhý převodník 20. druhý regulátor 19. druhý elektrohydraulický servoventil 18 tvoří rovněž obvod polohové zpětné vazby tak, že poloha pístu 111 rozpínacího válce 11je určena signálem na druhém vstupu 192 druhého regulátoru 19. který je odvozen přes třetí výstup 223 řídicího obvodu 22 z programového generátoru rozepnutí nástroje 2£.

Při jednoduchém pracovním cyklu po vložení obrobku £ do unašeče 2 se začne na povel řídicího obvodu 22 v programovém generátoru axiálního pohybu 24 generovat signál přivedený na druhý

234 053

- 5 vstup 142 prvníHT regulátoru 14, který způsobí pohyb pístu 601 axiálního válce j5 směrem vzhůru, až se nástroj 1 zasune do obráběného otvoru obrobku A· Signál ha druhém vstupu 142 prvního regulátoru 14 se potom periodicky mění, ěímž obrobek A vykonává periodický pohyb, jehož průběh je určen zmíněným signálem, přičemž nástroj A je zasunut do obrobku A· Potom se začne rozpínat nástroj 1, což se děje pomocí pístu 111 rozpínacího válce 11 a obvodu polohové zpětná vazby, přičemž určující signál je z programového generátoru rozepnutí nástroje 23 přes třetí Výstup 223 řídicího obvodu 22 přiváděn na druhý vstup 19/ druhého regulátoru A9. Jednotlivé fáze rozepnutí nástroje A jsou zjišťovány pomocí snímače rozepnutí 12 a jsou přes druhý převodník 2£ přiváděny jednak jako žpětnovazební signál na první vstup 191 druhého regulátoru 19 a jednak na druhý vstup 225 řídicího obvodu 22. v němž se využívají pro ovládání programového generátoru roz^nutí nástroje 23.

Po rozepnutí nástroje A ^na hodnotu určenou dle požadovaného rozměru a rezměru nástroje A se po případné prodlevě stáhne nástroj A na výchozí hodnotu pomocí signálu odvozeného přes řídicí obvod 22 z programového generátoru rozpínání nástroje 23 a rovněž se pomocí programového generátoru axiálního pohybu 24 vrátí píst 601 axiálního válce 6 do výchozí spodní úvrati.

Pokud v průběhu pracovního cyklu došlo k opotřebení nástroje 4, což se zjistí např. následným změřením obrobku A, provede se kompenzace opotřebení nástroje A pomocí kompenzačního obvodu 21. jímž se přivede kompenzační signál na pomocný vstup 202 druhého převodníku 20 na povel z druhého výstupu 222 řídicího obvodu ξ2.

Je-li zařízení vybaveno měřicím trnem 16 spo.1en.vm přes měřicí převodník 17 s prvním vstupem 224 řídicího obvodu 22, . pak tento měřicí tm 16 zasahuje svou aktivní částí ve spodní poloze pístu 601 axiálního válce 6 do horní části obráběného otvoru obrobku Α» který může být měřen na základě povelu řídicího obvodu 22 a signálu z programového generátoru axiálního pohybu 24. který určuje příslušné místo měření na obrobku A· Tímto způsobem může být obrobek A měřen v libovolném řezu. Měření se může provádět před.obráběním, při přerušení obrábění a po ukončení obrábění. Výsledku měření může být využito k modifikaci signálu programového generátoru axiálního pohybu 24 s cílem dosáhnout požadovanou geometrii

234 053 obráběného otvoru, anebo ke kompenzaci opotřebení nástroje £ prostřednictvím kompenzačního obvodu 21«

Je-li zařízení vybaveno snímačem síly 10. může být v části nebo v celém pracovním cyklu odpojen pomocí signálu na ovládacím vstupu 195 druhého regulátoru 19 jeho první vstup 191 a připojen jeho pomocný vstup 193 s připojeným snímačem síly 10« Tím se zruší obvod polohové zpětné vazby a rozepínání nástroje je říze% no pomocí signálu ze snímače síly 10. který je porovnáván s požadovanou velikostí signálu, který může být buň předem zadán nebo programově měněn např. rovněž přes druhý vstup 192 druhého regulátoru 12·

Obdobně, je-li zařízení vybaveno snímačem momentu 2, může být v části nebo v celém pracovním cyklu odpojen pomocí ovládacího vstupu 195 druhého regulátoru 19 jeho první vstup 191 a připojen jeho vedlejší vstup 193 s připojeným snímačem momentu .2· Tím se zruší obvod polohové zpětné vazby a rozpínání nástroje je řízeno pomocí snímače momentu 2» jehož signál je srovnáván se zadanou nebo programově řízenou požadovanou hodnotou ·

Unašeč 2 /obr. 2^ 3/ se skládá z objímky 201. v níž je zasunut obrobek J, přičemž s objímkou 201 je otočně spojena dvojice upínacích pák 203. 204. vybavených nástavci 207. 208. mezi něž a objímku^^je vložena dvojice tlačných pružin 205. 206. přičemž dvojice upínacích pák 203. 204 sě dotýká čelní strany obrobku J,. Objímka 201 je upervnšna v kařdanově závěsu 202. který je pomocí nosníku 211 spojen s pístem 601. Rám 2 stroje je vybaven dvojicí dorazových šroubů 209. 210. umístěných proti dvojici tlačných pružin 205. 206.

Ve znázorněné poloze, která odpovídá upnutému obrobku J. při obrábění resp. měření, je obrobek J, umístěn v objímce 201. k níž je za čelo přitlačován upínacími pákami 203. 204, přičemž je upínací síla vyvozena dvojicí tlačných pružin 205. 206. které působí na upínací páky 203. 204 přes nástavce 207. 208. V této poloze Je obrobek l upnut v upínači 2, který vzhledem ke kařdanově závěsu 202 umožňuje volný pohyb obrobku J,·

Při poklesu pístu 601 axiálního válce 6 do spodní úvrati dorazí nástavce 207. 208 na dorazové šrouby 209. 210 spojené

- 7 ,234 053 s rámem J stroje, které přemůžou sílu tlačných pružin 205. 206 a způsobí odklopení upínacích pák 203. 204. a tím i uvolnění obrobku J. v objímce 201. Obrobek 1 lze pak volně vyjmout a nahradit neopracovaným kusem, přičemž upnutí nastane automaticky po začátku pohybu pístu 601 axiálního válce 6>.

Claims (4)

1. P Ř E D M Ž T V ΪΝ'Α ϊΓΪΠΓΤΓ

   234 053

   1· Zařízení pro honování vnitřních válcových ploch] sestávající z rámu stroje, unaěeče obrobku vykonávajícího axiální pohyb a nástroje s rozpínacím kuželem, spojeného pevně s vřetenem, vykonávajícím pomocí motoru rotační pohyb, vyznačující se tím, že unaěeč/2/ obrobku /1/ je pevně spojen s pístem /601/ axiálního válce /6/ a pohyblivou částí /501/ snímače polohy /5/, který je společně s axiálním válcem /6/ spojen s rámem /3/ stroje, přičemž axiální válec /6/ je spojen s výstupy /131» 132/ prvního elektrohydr^ulického servoventilu /13/» který je spojen s výstupem prvního regulátoru /14/» jehož první vstpp/141/ je přes první převodník /15/ spojen se snímačem polohy /5/ a jehož druhý vstup /142/ je spojen s prvním výstupem /221/ řídicího obvodu /22/, který obsahuje programový generátor axiálního pohybu /24/» zatímco rozpínací kužel /401/ nástroje /4/ je otočně spojen s pístem /111/ rozpínacího válce /11/ a pohyblivou částí /121/ snímače rozepnutí /12/, a snímač rozepnutí /12/ a rozpínací válec /11/ jsou spojeny s rámem /3/ stroje, přičemž rozpínací válec /11/ je spojen s výstupy /181, 182/ druhého elektrohydrauliokého servoventilu /18/, který je spojen s druhým regulátorem /19/» jehož druhý vstup /192/ je spojen s třetím výstupem /223/ řídicího obrodu /22/» který obsahuje rovněž programový generátor rozpínání nástroje /23/, a snímač rozepnutí /12/ je spojen se vstupem /201/ druhého převodníku /20/, který je spojen s prvním vstupem /191/ druhého regulátoru /19/ a druhým vstupem /225/ řídicího obvodu /22/, jehcž: druhý výstup /222/ je přes kompenzační obvod /21/ spojen □ pomocným vstupem /202/ druhého převodníku /20/.
2. 2. Zařízení pro honování podle bodu 1 , vyznačující se tím, že unašeč /2/ se skládá z objímky /201/, v níž je zasunut obrobek /1/, přičemž g objímkou /201/ je otočně spojena dvojice upínacích pálf/203, 204/» vybavených nástavci /207, 208/, mezi nimiž a objímkou /201/ je vložena dvojice tlačných ''v

   - 9 234 053 pružin /205, 206/, přičemž dvojice upínacích pák /203, 204/ se dotýká čelní strany obrobku /1/, a objímka /201/ je upevněna v kardanově závěsu /202/, který je pomocí nosníku /211/ spojen s pístem /601/, zatímco rám /3/ stroje je vybaven dvojicí dorazových šroubů /209, 210/, umístěných proti dvojici tlačných pružin /205, 206/.
3. 3. Zařízení pro honování podle bodu 1, , vyznačující se tím, že v ose unašeče /2/ obrobku /1/ je umístěn měřicí trn /16/, který je přes měřicí převodník /17/ spojen s prvním vstupem /224/ řídicího obvodu /22/·
4. 4· Zařízení pro honování podle bodu 1 ', vyznačující se tím, že mezi rozpínací kužel /401/ nástroje /4/ a píst /111 A®spíhacího válce /11/ je vložen snímač síly /10/, který je spojen s pomocným vstupem /193/ druhého regulátoru /19/, jehož ovládací vstup /195/ je spojen se čtvrtým výstupem /226/ řídicího obvodu /22/.