SU1743703A1 - Способ обработки профильных торцовых поверхностей - Google Patents

Abstract

Использование: в станкостроении, в частности в токарной обработке торцовых профильных поверхностей. Сущность изобретени  заключаетс  в том. что заготовку обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещени  режущего инструмента, движущегос  с переменной скоростью. В пределах каждого оборота заготовки скорость перемещени  режущего инструмента измен ют в зависимости от его текущей координаты и угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещени  определ емой по формуле: Z e(1-cos Os)+(R+r)- V(R + r) -e2 sin2«3, где Z - величина перемещени  режущего инструмента; e - величина эксцентриситета диска. аъ угол поворота эксцентрика: R - радиус эксцентрика; г - радиус ролика толкател . 2 ил.

Description

fe

Изобретение относитс  к станкостроению , в частности к способу токарной обработки торцовых профильных (кулачковых) поверхностей.

Известен способ обработки торцовых кулачковых поверхностей на специальных кулачковых токарных полуавтоматах, согласно которому при обработке каждой детали суппорту с режущим инструментом сообщают взаимосв занные с одним оборотом шпиндел  движение в двух противоположных направлени х., обеспечивающее образование требуемого профил , и движение подачи в направлении обработки.

Осуществл етс  это благодар  установке на шпинделе соосно с обрабатываемой деталью копирного торцового кулака, к которому принудительно поджат продольный суппорт, несущий поперечный суппорт с резцом, а подача резца осуществл етс  отдельным гидроприводом.

Преимуществом такого способа получени  профильных торцовых поверхностей  вл етс  высока  точность обработанного профил , обусловленна  большой жесткостью и быстродействием механического копировани .

Недостатками этого способа  вл ютс  необходимость изготовлени  и переналадки копирного торцового кулака при переходе на обработку другой детален невозможность получить требуемую точность обрабатываемого профил  по цилиндрично- сти. что обусловлено нагружением шпиндел  большими динамическими усили ми от подпружиненного копирного устройства вызывающими переменные в пределах одного оборота деформации шпиндел .

Известен способ обработки профильных торцовых поверхностей, осуществл емый методом копировани , причем эталонный копир установлен на суппорте станка и взаимодействует с резцовыми саVJ

CJ VJ

О

GJ

лазками, сообща  им при своем вращении формообразующее перемещение в направлении тангенциальной подачи по оси Z.

При таком способе обработки знакопеременные деформации шпиндел  отсут- 5 ствуют, а синхронизаци  угла поворота равномерно вращающегос  копирного кулака и обрабатываемой детали осуществл етс  средствами ЧПУ, исключа  необходимость в специальном механизме. 10

Однако необходимость использовани  копирного кулака, индивидуального дл  каждой партии обрабатываемых заготовок, отрицательно сказываетс  на гибкости оборудовани , что в услови х мелкосерийного 15 производства  вл етс  существенным недостатком . При переходе на обработку другой заготовки необходимо мен ть сложный в технологическом отношении кулак, обеспечение требуемой точности профил  кото- 20 рого св зано с большими трудозатратами и сказываетс  на качестве обработки.

Цель изобретени  - повышение точности обработки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что 25 согласно предлагаемому способу скорость перемещени  режущего инструмента в пределах каждого оборота заготовки измен ют по закону, св зывающему его текущую координату с углом поворота эксцентрика 30 привода формообразующего перемещени .

Дл  получени  профильной торцовой поверхности режущему инструменту при каждом обороте заготовки сообщают перемещение с переменной скоростью в соот- 35 ветствии с законом, св зывающим его текущую координату с углом поворота эксцентрикового диска,  вл ющегос  приводом перемещени  резцовых салазок

40

(«3).

Рассмотрим схему на фиг. 1 К@тда инструмент находитс  в исход- ном положении, т.е. «э 0, то координата 45 положени  оси ролика толкател 

Zo е + R+r,

где Zo - координата оси ролика толкател  50 при Оэ 0 ;

а.-з - угол поворота эксцентричного диска;

е - величина эксцентриситета диска;

R - радиус эксцентричного диска;55

г- радиус ролика-толкател .

По мере поворота эксцентрикового диска на различные углы аэ, соответствующие углу поворота шпиндел  с обрабатываемой

заготовкой, положение оси поджатого к диску подпружиненного ролика толкател  вдоль оси Z измен етс  и характеризуетс  координатой ZTeK.

Искома  величина Z, представл юща  собой перемещение толкател  в каждый конкретный момент, соответствующий определенному углу поворота шпиндел  с заготовкой, есть разность между координатами Zo и Zre.

Z Zo-ZTeK.

Как следует из фиг. 1,

,

где

А е cos а ; В (R + г)2 - е2

sin2«3

отсюда

Z(e+R+r)- е COS Оэ - 4R + г)2 - е2 sin2 аъ е (1 - cos «э + (R + г) v:

(R + r):

77

е sm «э .

Это значит, что эксцентрику, взаимодействующему с резцовыми салазками, несущими режущий инструмент, на разных участках его поворота в пределах 360° сообщают различную угловую скорость, вследствие чего режущий инструмент получает различное по величине перемещение в направлении , перпендикул рном оси вращени  заготовки, в результате чего на ней образуетс  торцова  профильна  поверхность .

Закон изменени  текущей координаты режущего инструмента в зависимости от угла поворота эксцентрика задают с помощью системы управлени , св занной с приводом вращени  эксцентрика.

Применение предлагаемого способа изготовлени  торцовых профильных поверхностей позвол ет повысить точность обработки заготовок, поскольку требуемый торцовый профиль обеспечиваетс  путем программного управлени  вращением эксцентрично закрепленного круглого диска, простого и несложного в изготовлении.

П р и м е р. На фиг. 2 показан станок дл  обработки профильных торцовых поверхностей предлагаемым способом.

В корпусе 1 шпиндельной бабки станка помещаетс  шпиндель 2, сообщающий вращение обрабатываемой заготовке 3. На станине 4 установлен крестовый суппорт 5. несущий резцовые салазки 6, и регулируемый электродвигатель 7, на выходном валу которого эксцентрично закреплен круглый диск 8.

Шпиндель 2 и диск-эксцентрик 8 оснащены круговыми датчиками 9 положени .

ЭксцентрикЗ взаимодействует с жестко закрепленным на резцовых салазках 6 роликом 10, а шток цилиндра 11,закрепленного на суппорте 5, взаимодействует с резцовыми салазками 6, установленными на направл ющих.

Ось вращени  диска 8 смещена относительно его геометрического центра на величину эксцентриситета е.

Электродвигатель 7 св зан с системой ЧПУ 12.

Обработка торцового профил  13 на заготовке 3 осуществл етс  резцом 15.

По команде от системы 12 управлени  крестовый суппорт 5 перемещает резцовые салазки 6 до контакта резца с заготовкой 3, вращающейс  со шпинделем 2, а регулируемый электродвигатель 7 приводит во вращение круглый диск 8. Благодар  системе ЧПУ скорости вращени  шпиндел  2 и эксцентричного диска 8 согласованы так, что они совершают полный оборот за одно и то же врем , что контролируетс  круговыми датчиками 9 положени  на шпинделе и эксцентрике .

Поскольку диск 8 закреплен на валу электродвигател  7 эксцентрично а контактирующий с ним ролик 10 жестко св зан с резцовыми салазками 6, поджатыми цилиндром 11, то при каждом обороте диска резцовые салазки совершают перемещение по направл ющим вдоль оси шпиндел  7 на величину двойного эксцентриситета 2е.

Если скорость вращени  диска-эксцентрика 8 равномерна , то график зависимости проходимого салазками 6 пути от времени, т.е. от угла поворота эксцентрика, представл ет собой кривую, близкую к синусоиде , и этот же профиль воспроизводитс  резцом 14 на торце заготовки 3.

Если необходимо обеспечить другой закон формообразовани , например пр мую 13 (как выгл дит, например, развертка опорного буртика цилиндра видеомагнитофона ), то в систему ЧПУ, управл ющую скоростью вращени  электродвигател  7, закладывают соответствующую программу изменени  угловой скорости эксцентрика

ah в зависимости от величины угла поворота огшп шпиндел  2 с заготовкой 3 и, следовательно , перемещени  резцовых салазок по ocnZ.

Таким образом, устройство программного управлени  приводом вращени  эксцентрично установленного диска обеспечивает непрерывную коррекцию закона движени  режущего инструмента, представл ющего собой функцию от изменени 

его угловой скорости в пределах одного оборота , ув занного с одним оборотом шпиндел .

Мен   характер изменени  угловой скорости эксцентрика с помощью системы

ЧПУ, можно получить любой требуемый торцовый профиль с любой требуемой степенью точности.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ обработки профильных торцовых поверхностей, при котором заготовку обрабатывают на токарных станках с ЧПУ с эксцентриковым приводом формообразующего перемещени  режущего инструмента, движущегос  с переменной скоростью, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности обработки, в пределах каждого оборота заготовки скорость перемещени  режущего инструмента измен ют в зависимости от его текущей координаты и

   угла поворота эксцентрика привода формообразующего перемещени , определ емой по формуле

   40

   (1-cos ObMR+r)- - V(R+r)2-e2sin2«3

   где Z - величина перемещени  режущего инструмента:

   е - величина эксцентриситета диска;

   аэ - угол поворота эксцентрика;

   R и г - радиусы эксцентрика и ролика толкател  соответственно.

   в,ю

   Фиг