PL66037B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 30.XII.1972 66037 KI. 67a,29 MKP B24b 21/00 UKD Twórca wynalazku: Franciszek Leszek Dziewanowski Wlasciciel patentu: Politechnika Gdanska, Gdansk (Polska) Sposób obróbki powierzchni przestrzennie uksztaltowanych, zwlaszcza lopatek turbin na szlifierkach ze sterowaniem programowym Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki po¬ wierzchni przestrzennie uksztaltowanych, zwlaszcza lopatek turbin na szlifierkach ze sterowaniem pro¬ gramowym.Dotychczas przedmioty o powierzchniach prze¬ strzennie uksztaltowanych, obrabiane na szlifier¬ kach ze sterowaniem programowym i pracujacych w ukladzie wspólrzednych walcowych, otrzymuja przestrzenny ksztalt powierzchni obrabianej przez koordynacje ruchu obrotowego przedmiotu z ruchem narzedzia w plaszczyznie równoleglej do osi przed¬ miotu.Przy znanych sposobach obróbki predkosc obwo¬ dowa powierzchni przedmiotów obrabianych jest rózna i w wielu przypadkach kilkakrotnie mniejsza od wymaganej.Ujemna cecha stosowanych dotychczas sposobów jest niejednakowy posuw roboczy, styczny do po¬ wierzchni obrabianej w róznych miejscach ksztal¬ towanej powierzchni, co powoduje niejednakowa gladkosc i zróznicowana, chwilowa wydajnosc obróbki, które zalezne sa od odleglosci miedzy osia obrotu przedmiotu a miejscem obróbki powierzchni ksztaltowej. Ponadto, na wydajnosc obróbki w du¬ zym stopniu wplywa wielkosc promienia krzywizny profilu wzdluz osi obrotu przedmiotu obrabianego i dokladnosc jego wykonania, co niejednokrotnie zmusza do obróbki mala szerokoscia skrawania.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu obróbki powierzchni przestrzennie uksztaltowanych, 15 25 30 zwlaszcza lopatek turbin na szlifierkach ze stero¬ waniem programowym, który eliminuje opisane wy¬ zej niedogodnosci.Cel ten zostal osiagniety przez wyznaczenie dla kazdego bloku informacji programu sterujacego kata obrotu przedmiotu, kata obrotu narzedzia oraz jego przesuwu w kierunku prostopadlym i równo¬ leglym do osi obrotu przedmiotu, przy czym w jed¬ nym bloku informacji szlifuje sie powierzchnie przedmiotu wyznaczona przez cztery obrane na niej punkty pomocnicze, z których jeden przyjmuje sie za poczatek ukladu wspólrzednych dla wyznaczenia pozostalych trzech punktów, okreslonych na kra¬ wedziach przeciecia powierzchni obrabianej z dwo¬ ma plaszczyznami, przechodzacymi przez os obrotu przedmiotu oraz znajdujacymi sie w stosunku do siebie pod katem odpowiadajacym katowi obrotu przedmiotu i przez dwa punkty pomocnicze na kaz¬ dej z krawedzi prowadzi sie proste okreslajace katy, jakie one tworza z osia obrotu przedmiotu, a z róz¬ nicy tych katów wyznacza sie kat obrotu narzedzia w plaszczyznie równoleglej do osi obrotu przedmio¬ tu, zas posuw narzedzia w tej samej plaszczyznie wyznacza sie z zaleznosci funkcyjnych wynikaja¬ cych z posuwu narzedzia w plaszczyznie równoleg¬ lej do osi obrotu przedmiotu, posuwu obrotowego narzedzia w tej plaszczyznie, predkosci obrotowej przedmiotu i posuwu narzedzia stycznego do po¬ wierzchni obrabianej, a nastepnie podane zalez¬ nosci zamienia sie na sterowane programowo po- 66 03766 037 suwy, które realizuje sie w szlifierce sterowanej programowo.Istota rozwiazania wedlug wynalazku jest równiez to, ze kat obrotu przedmiotu obrabianego, kat obro¬ tu narzedzia i jego przesuw w kierunku prosto¬ padlym i równoleglym do osi obrotu przedmiotu wyznacza sie przez okreslenie punktów pomocni¬ czych profilu, które zaleza od dokladnosci wykona¬ nia przedmiotu obrabianego, ksztaltu narzedzia i ro¬ dzaju interpolacji zastosowanej w obrabiarce, przy czym ksztalt powierzchni przedmiotu obrabianego odwzorowuje sie wedlug programu sterujacego, skladajacego sie z bloków informacji, z których kazdy opisuje zaleznosci funkcyjne miedzy posu¬ wami narzedzia a posuwem obrotowym przedmiotu, umozliwiajacym obróbke powierzchni przedmiotu obrabianego z zalozona z góry gladkoscia, wydaj¬ noscia i dokladnoscia obróbki. Polozenie punktów pomocniczych, lezacych na tej samej krawedzi prze¬ ciecia plaszczyzny przechodzacej przez powierzchnie obrabiana i os obrotu przedmiotu obrabianego, wy¬ znacza sie w zaleznosci od dokladnosci obróbki przedmiotu,' ksztaltu narzedzia i krzywizny wyzna¬ czonej krawedzi.Ponadto, przesuw narzedzia wzdluz kierunku równoleglego do osi obrotu przedmiotu obrabianego okreslaja punkty pomocnicze nie lezace na tej sa¬ mej krawedzi przeciecia sie powierzchni przedmiotu obrabianego z jego osia obrotu, a usytuowanie po stronie powierzchni juz obrobionej lub ustalone w przypadku, gdy to jest pierwsze przejscie obrób¬ kowe, przy czym prostoliniowe predkosci posuwów narzedzia oraz jego posuw obrotowy wyznacza sie ze zwiazków funkcyjnych, które uzaleznione sa od ukladu interpolacji obrabiarki i koniecznosci zreali¬ zowania posuwów obrotowych i prostoliniowych w tym samym czasie, a predkosc obrotowa przed¬ miotu obrabianego dobiera sie w zaleznosci od przy¬ jetego roboczego posuwu narzedzia, stycznego do powierzchni obrabianej.Zalety sposobu wedlug wynalazku polegaja na tym, ze szczególnie korzystne wyniki obróbki po¬ wierzchni przestrzennie uksztaltowanych uzyskuje sie w przypadku szlifowania tasma scierna po¬ wierzchni wkleslych. Tasma ta nie wymaga urza¬ dzen korygujacych jej wymiar, co jest konieczne przy stosowaniu sciernic. Szlifowanie ze stalym po¬ suwem, stycznym do powierzchni obrabianej, po¬ zwala na znaczne podniesienie trwalosci narzedzia i odpowiednie zwiekszenie parametrów skrawania, a tym samym zapewnia wzrost wydajnosci obróbki, przy czym zwiekszenie trwalosci narzedzia ma rów¬ niez korzystny wplyw na gladkosc i dokladnosc obróbki.Wynalazek jest blizej objasniony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia lopatke turbiny w widoku z góry, fig. 2 — przekrój lopatki wzdluz linii A—A na fig. 1, fig. 3 — przekrój lopatki wzdluz linii B—B, fig. 4 — przekrój lopatki wzdluz linii C—C, fig. 5 — przekrój lopatki wzdluz linii D—D, fig. 6 — prze¬ krój lopatki z oznaczeniami wielkosci, sluzacych do wyznaczania jej srodka obrotu, fig. 7 — przekrój lopatki, której czesc profilu wypuklego obrabiana 10 15 jest za pomoca tasmy sciernej, fig. 8 — przekrój lopatki, której czesc profilu wkleslego obrabiana jest za pomoca tasmy sciernej, a fig. 9 przedstawia podzial zarysu profilu na czesci, w których posuw 5 styczny wzdluz powierzchni obrabianej zmienia sie w okreslonym przedziale.Na lopatce turbiny przedstawionej na fig. 1 za¬ znaczone sa tory przejscia obróbkowego ti, t2 i t3 narzedzia, krawedz k lopatki oraz plaszczyzny jej przekroju. Krawedz k odpowiada krawedzi pierw¬ szego przejscia obróbkowego i sluzy do wyznaczania punktów pomocniczych.Tor ti odpowiada pierwszemu przejsciu obróbko¬ wemu, wyznaczonemu na podstawie punktów po¬ mocniczych okreslonych na krawedzi k. Analogicz¬ nie tor t2 odpowiada nastepnemu przejsciu obrób¬ kowemu, wyznaczonemu na podstawie pozostalych punktów pomocniczych, nie lezacych na krawedzi k. 20 Tor t3 jest uzalezniony od punktów pomocniczych, wyznaczonych dla toru t2.Profil lopatki (fig. 6) opisany jest lukami okregu o promieniach Ri, R2, R3 i dlugosciach li, 12, 13 ze srodkami w punktach d, 02, 03 oraz odpowiadaja- 25 cych mu wspólrzednych na osiach Z'—Y', oznaczo¬ nych Ozi—Oyi, 0Z2—Oy2 i 0Z3—Oy3, jak równiez od¬ cinkiem prostej B—C o dlugosci 14.Punkt 04 o wspólrzednych 0Z4—Oy< jest srodkiem obrotu dla odcinka B—C. Prosta prostopadla, na 30 której lezy punkt 04 dzieli odcinek B—C na dwie polowy. Luk zakreslony z tego punktu jest naj¬ wiekszym promieniem Rdop, uzaleznionym od kon¬ strukcji obrabiarki. Luk ten przechodzi przez punkt W profilu lopatki, który jest najbardziej oddalony 35 od punktu 04.Wspólrzedne Oz i Oy srodka obrotu O wyznacza sie z podanych nizej wzorów, wstawiajac wspól¬ rzedne Oi, 02 i 03 srodków luków i punktu 04 w przyjetym dowolnie ukladzie Wspólrzednych 40 7/—Y' oraz odpowiadajace im dlugosci li, 12, 13 i 14.Przedstawiony na fig. 7 profil lopatki opisany jest lukami A—B, C—D, D—A oraz odcinkiem pro¬ stej B—C. Profil lopatki obraca sie wokól srodka obrotu O z predkoscia katowa co. Predkosc ta zmie¬ nia sie tak, ze predkosc posuwu roboczego Vp jest stala.Srodek obrotu Or rolki roboczej Ri, napedzanej przez tasme scierna t z predkoscia Vt, przesuwa sie z predkoscia Vr, zapewniajaca odwzorowanie profilu lopatki w plaszczyznie odleglej od osi obrotu o wiel¬ kosc e, która jest jedna z wielkosci ustawczych na¬ rzedzia.Na fig. 9 profil lopatki turbiny podzielony jest 55 na czesci, okreslone lukami 1 — 2, 2 — 3 ... — n, dla których predkosc posuwu roboczego Yp zawarta jest w przedziale Vp — AVp < Vp < Vp + AVp. Punkty pomocnicze 1, 2, 3, 4,... n sa granicznymi punktami pomocniczymi, jakie przyjmuje sie w celu zacno- 60 wania warunku stalej predkosci posuwu roboczego vp.Obróbka przedmiotu obrabianego sposobem we¬ dlug wynalazku przebiega nastepujaco. Najpierw okresla sie srodki obrotu Op przekrojów obrabiane- 65 go przedmiotu ze wzorów: 45 5066 037 6 ov Oz=- I li • Oy i = l n i = l t i*-o* n = l n I i. gdzie Oy i Oz —¦ wspólrzedne srodków obrotu O w przyjetym ukladzie Y'—Z', lt — dlugosc luku bedacego czescia obrabianego profilu wyznaczone¬ go przez promien Ri, Oyi, Ozi — wspólrzedne srodków krzywizn profilu obrabianego przedmiotu.Z kolei wyznacza sie os obrotu przedmiotu obra¬ bianego przez przyblizenie do linii prostej wyznaczo¬ nych srodków obrotu Op kolejnych przekrojów obra¬ bianego przedmiotu, a nastepnie kat zawarty miedzy rzutem osi narzedzia na plaszczyzne X—Z a osia obrotu przedmiotu, po czym na powierzchni przed¬ miotu obrabianego wyznacza sie przebieg jednej z krawedzi pierwszego przejscia obróbkowego i punkt lezacy na niej, stanowiacy poczatek obróbki^ Na ustalonej krawedzi pierwszego przejscia ob¬ róbkowego wyznacza sie drugi punkt pomocniczy, spelniajacy warunek odwzorowania z zalozona do¬ kladnoscia odcinka, znajdujacego sie miedzy punk¬ tem poczatku obróbki a wyznaczonym drugim punk¬ tem pomocniczym. Warunek ten zalezy od rodzaju interpolacji stosowanej w obrabiarce, ksztaltu kra¬ wedzi pierwszego przejscia obróbkowego i doklad¬ nosci jej wykonania.Nastepnie, na krawedzi przeciecia sie plaszczyzny wyznaczonej przez os obrotu przedmiotu obrabia¬ nego i punkt poczatku obróbki, wyznacza sie trzeci punkt pomocniczy, który spelnia warunek odwzoro¬ wania odcinka krawedzi, zawartego miedzy tymi punktami, z zalozona dokladnoscia. Warunek ten za¬ lezy od ksztaltu wyznaczonej krawedzi, ksztaltu na¬ rzedzia i dokladnosci wykonania. Czwarty punkt pomocniczy wyznacza sie analogicznie jak trzeci punkt pomocniczy z tym, ze lezy on na krawedzi przeciecia sie powierzchni przedmiotu obrabianego z plaszczyzna, wyznaczona przez drugi punkt po¬ mocniczy i os obrotu O przedmiotu obrabianego. 10 15 35 45 50 W oparciu o wyznaczone cztery punkty pomoc¬ nicze okresla sie kat obrotu a przedmiotu, kat obro¬ tu narzedzia oraz dlugosci przesuwu narzedzia w kierunku równoleglym i prostopadlym do osi obrotu przedmiotu. Wielkosci te realizowane sa w czasie jednego bloku informacji programu sterujacego obróbki, w czasie uzaleznionym od przyjetego po¬ suwu, stycznego wzdluz obrabianej powierzchni. Do wyznaczenia kolejnych bloków informacji okresla pi czone w poprzednim bloku informacji dwa punkty pomocnicze. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób obróbki powierzchni przestrzennie uksztal¬ towanych, zwlaszcza lopatek turbin na szlifierkach ze sterowaniem programowym, gdzie narzedziu na¬ daje sie ruch posuwowy w dwóch wzajemnie pro¬ stopadlych kierunkach, znamienny tym, ze dla kaz¬ dego bloku informacji programu sterujacego wy¬ znacza sie kat obrotu (a) przedmiotu, kat obrotu narzedzia oraz jego przesuwy w kierunku prosto¬ padlym i równoleglym do osi obrotu (O) przedmiotu obrabianego, przy czym w jednym bloku informacji szlifuje sie powierzchnie przedmiotu wyznaczona przez cztery obrane na niej punkty pomocnicze, z których jeden przyjmuje sie za poczatek ukladu wspólrzednych dla wyznaczenia pozostalych trzech punktów pomocniczych, okreslonych na krawedziach przeciecia powierzchni obrabianej z dwoma plasz¬ czyznami przechodzacymi przez os obrotu (O) przedmiotu obrabianego oraz znajdujacymi sie w stosunku do siebie pod katem odpowiadajacym ka¬ towi (a) obrotu przedmiotu i przez dwa punkty po¬ mocnicze na kazdej z krawedzi prowadzi sie proste okreslajace katy, jakie one tworza z osia obrotu (O) przedmiotu, a z róznicy tych katów wyznacza sie kat obrotu narzedzia w plaszczyznie równoleglej do osi obrotu (O) przedmiotu, zas posuw narzedzia (W) w tej plaszczyznie wyznacza sie z zaleznosci funk¬ cyjnych wynikajacych z posuwu narzedzia (Vr), po¬ suwu narzedzia wzdluz osi lezacej w plaszczyznie równoleglej do osi obrotu (O) przedmiotu, posuwa obrotowego narzedzia w tej samej plaszczyznie, predkosci katowej (co) przedmiotu i posuwu robo¬ czego lopatki (Vp), stycznego do powierzchni obra¬ bianej, a nastepnie podane zaleznosci zamienia sie na sterowane programowo posuwy, które realizuje sie w szlifierce sterowanej programowo.KI. 67a,29 66037 MKP B24b 21/00 Fig i A-A B-B C-C D-D \ \ \ V Fig.

2. Ftg.

3. FigA Fig.5KI. 67a,29 66037 MKP B24b 21/00 Fig. 6KI. 67a,29 66 037 MKP B24b 21/00 Fig.8KI. 67a,29 66 037 MKP B24b 21/00 % 9 PL