Горизонтально-хонинговальный станок

 

Изобретение относится к станкостроению, может быть использовано для финишной обработки отверстий и позволяет расширить технологические возможности станка путем автоматизации изменения колебаний заготовки. Горизонтально-хонинговальный станок, содержащий горизонтальный шпиндель 1 с хонголовкой 2 и приводами ее вращения и разжима и каретку 4 с приспособлением для закрепления заготовки с механизмом ее осевых колебаний и его кривошипно-шатунным механизмом, снабжен закрепленным на каретке силоизмерительным устройством и центральным процессором. Механизм осевых колебаний каретки 4 выполнен в виде двух шарнирно связанных рычагов 9 и 10 с равноудаленными от их концов опорами и винтовыми парами с автономными приводами. Причем один из рычагов свободным концом шарнирно связан с кареткой, опорой - с поперечно расположенной относительно рычага винтовой парой, а другой своим свободным концом связан с кривошипно-шатунным механизмом, опорой - с продольно расположенной относительно него винтовой парой. При этом центральный процессор связан с силоизмерительным устройством и приводами станка, а привод разжима хонголовки 2 выполнен в виде шагового двигателя М2 со встроенным в него винтовым механизмом 3. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я>1 B 24 В 33/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4462429/31-08 (22) 18.07.88 (46) 07.12.90, Бюл. Иг 45 (71) Пермский политехнический институт (72) В,П.Некрасов (53) 621.922.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 563275, кл. В 24 В 33/06, 1977. (54) ГОРИЗОНТАЛЬНО-ХОНИНГОВАЛЬkbtA СТАНОК (57) Изобретение относится к станкостроению, может быть использовано для финишной обработки отверстий и позволяет расширить технологические возможности станка путем автоматизации изменения колебаний заготовки. Горизонтально-хонинговальный станок, содержащий горизонтальный шпиндель 1 с хонголовкой 2 с приводами ее вращения и разжима и каретку 4 с приспособлением для закрепления заготовки с механизмом ее осевых колебаний и его кривошипно-шатунJ ным механизмом, снабжен закрепленным на каретке силоизмерительным устройством и центральным процессором. Механизм осевых колебаний каретки 4 выполнен в виде двух шарнирно связанных рычагов 9 и 10 с равноудаленными от их концов опорами и винтовыми парами с автономными приводами. Причем один из рычагов свободным концом шарнирно связан с кареткой, опорой — с поперечно расположенной относительно рычага винтовой парой, а другой своим свободным концом связан с кривошипно-шатунным механизмом, опорой— с продольно расположенной относительно него винтовой парой, При этом центральный процессор связан с силоиэмерительным устройством и приводами станка, а привод разжима хонголовки 2 выполнен в виде шагового двигателя М2 со встроенным в него винтовым механизмом 3. 1 з,п. ф-лы, 3 ил.

1611708

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для финишной обработки отверстий в машиностроении.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей станка, путем asтоматизации изменения колебательных, движений заготовки.

На фиг.1 показана кинематическая схе ма станка; на фиг,2 — функциональная схе, ма; сечение А — А на фиг.1 — на фиг,З, Горизонтально-хонинговальный станок, содержит шпиндель 1, который через клиноременную передачу связан с электродвигателем Ml. Внутри шпинделя пропущен разжимной шток, имеющий на конце конус, находящийся в контакте с брусками хонго, ловки 2, Другой конец штока через шари-! ковую опору соединен с винтовым механизмом 3, встроенным в шаговый элек-! тродвигатель М2. Каретка 4, установленная

I на сдвоенных роликах 5, может легко перемещаться по направляющим, форма которых обеспечивает беззазорное сопряжение с роликами. На каретке установлено силоиз, мерительное устройство, состоящее из двух Г-образных упругих пластин 6. Чачальные элементы пластин жестко закреплены на ка ретке, а конечные элементы шарнирно сое динены с держателем 7 детали Д. Такая

; конструкция не только позволяет с по мощью тенэодатчиков 8 измерять крутящий !

; момент и осевую силу, но мо>кет компенси; ровать радиальное и угловое биение хонго ловки 2. Механизм осевых движений каретки состоит иэ вариационного 9 и дифференциальногого 10 рычагов, соединенных последовательно, т.е. конец одного рычага связан тягой с началом другого. Средняя опора вариационного рычага 9 закреплена на гайке продольного винта 11 и может перемещаться по вертикальным направляющим с приводом от электродвигателя МЗ, а сам рычаг от перемещения удерживается маятниковой подвеской 12. Начало рычага 9 шатуном 13 соединено с кривошипом червячной передачи 14, которая сблокирована с электродвигателем М4, Дифференциальный рычаг 10 в противополо>кность рычагу 9 имеет среднюю опору, которая может перемещаться в поперечном по отношению к рычагу направлении от горизонтального винта 15, связанного червячной передачей с электродвигателем МБ.

Конец рычага 10 шарнирно соединен со штангой 16, закрепленной во втулке 17, ко торая на цапфах установлена на каретке 4. Фиксатор 18 служит для установки начальНого положения каретки в зависимости от длины инструмента и в качестве предохранителя при внезапной осевой перегрузке.

Все пять двигателей М1-М5 имеют регулируемые частоты вращения и, эа исключением М4, реверсивные, Они функционально связаны между собой подключением к введенному в станок центральному процессору ЦП (фиг,2), К входу процессора подключены датчики крутящего момента и осевой силы от силоизмерительндго устройства держателя детали Д, а также нагрузочные датчики активного тока шагового двигателя М2 и двигателя М1 вращения шпинделя, Горизонтально-хонинговальный станок работает следующим образом.

От электродвигателя М1 через клиноременную передачу вращение сообщается шпинделю 1. Каретка 4 с деталью Д перемещается в рабочую позицию через штангу 16 и рычаг 10 винтом 15 от двигателя М5, Одновременно рычагу 9 от кривошипно-шатунного механизма 13, 14 и двигателя М4 сообщается качательное движение относительно средней опоры, которое через тягу передается нижнему плечу рычага 10. Таким образом, дифференциальный рычаг 10 складываетт или вычитает колебательное и поступательное движения, а результирующее движение сообщает каретке 4. При этом среднее положение каретки может перемещаться вправо или влево двигателем М5 без остановки осевых колебаний. Амплитуда осевых колебаний каретки определяется положением средней опоры вариационного рычага 9, при смещении опоры вниз амплитуда увеличивается, а при подъеме опоры уменьшается, поскольку изменяется соотношение плеч рычага. Вариация передаточного отношения или диапазон изменений амплитуд, достигающий в данном устройстве 16-ти, достаточен для различных режимов хонингования, Амплитуды и частоты колебаний каретки изменяются на ходу по команде ЦП двигателями МЗ и М4, Вместе с вращением шпинделя и осевыми движениями каретки производится разжим хонголовки 2 шаговым двигателем М2 через винтовой механизм 3. Предварительный раэжим идет в ускоренном темпе с большой частотой импульсов, подаваемых на двигатель М2, ротор которого с винтовым механизмом 3 на каждый импульс поворачивается на угловой шаг 1/16 оборота, Во время касания брусков обрабатываемого отверстия из-за сопротивления разжимного штока активный ток импульсов возрастает, и ЦП дает команду на рабочий раэжим, Могут быть реализованы различные программы разжима, при дозированной подаче импульсы подаются на каждый ход каретки, а при работе с постоянным или уменьшаю1611708

55 щимся к концу обработки давлением брусков частота импульсов является функцией заданного закона изменения давления.

Винтовой механизм 3, непосредственно встроенный в двигатель М2, при отсутствии промежуточных нежестких звеньев позволяет более точно осуществлять радиальную подачу и повысить точность достижения заданного числом импульсов размера обрабатываемого отверстия. При этом дополнительными импульсами компенсируется износ брусков за счет соответствующего сдвига нуля отсчета всех импульсов как предварительного, так и рабочего разжима.

В случаях, когда исходная поверхность обрабатываемого отверстия имеет отклонения формы, станок действует следующим образом, При наличии конусности после разжима брусков до касания и нескольких пробных перемещений каретки винтом 15 сигналы от датчиков осевой силы и крутящего момента показывают, с какого конца детали и насколько отверстие сужено. В соответствии с этим процессор дает команду двигателю М5 сдвинуть деталь относительно хона в сторону сужения, а двигателям МЗ и М4 уменьшить амплитуду и увеличить частоту осевых колебаний. По мере исправления конусности амплитуда постепенно увеличивается, частота уменьшается и деталь сдвигается к середине хона, После выравнивания осевой силы и момента по всей детали двигателем

М2 производится дальнейший разжим брусков до достижения заданного размера цилиндрического отверстия.

Если исходное отверстие имеет погрешность формы B виде корсетности, обработка начинается со средней части детали, где наименьший диаметр, в режиме осцилляции. При этом используются малые амплитуды и повышенные частоты осевых колебаний, а деталь перемещается вправо и влево винтом 15, По ходу исправления корсетности частоты и амплитуды приводятся к норме и обработка завершается выхаживанием.

При бочкообразности отверстия хонингование начинается на широких амплитудах с выходом части брусков за пределы детали, чтобы более интенсивно шел сьем с ее концов. Затем амплитуды колебаний уменьшаются, и обработка заканчивается при дополнительном осевом перемещении каретки от двигателя М5 с короткими остановками в точках возврата.

В соответствии с диаметром обрабатываемого отверстия изменяется крутящий момент на шпинделе и активный ток двигателя М1, Под воздействием этих изменений процессор регулирует обороты двигателя

Vi1 так, чтобы потребляемая мощность приблих<алась к заданной и не снижалась скорость хонингования. При эатуплении брусков крутящий момент и ток возрастают в диспропорции со скоростью разжима инструмента, в этом случае дается команда на реверсирование двигателя М1 и уменьшение радиальной подачи брусков двигателем

М2. Такой прием позволяет в значительной мере восстановить режущие свойства инструмента.

При необходимости станок может во время обработки производить кинематическую правку инструмента путем определенной комбинации осевых колебаний каретки и ее возвратно-поступательных перемещений.

Предлагаемый станок, таким образом, осуществляет разнообразные способы хонингования, при этом изменение режимов производится на ходу по текущим значениям параметров меняющегося процесса в направлении его оптимизации. Указанные свойства станка обеспечивают повышение производительности и точности обработки.

Формула изобретения

1, Горизонтально-хонинговальный станок, содержащий горизонтальный шпиндель с хонголовкой и приводами ее вращения и разжима и каретку с приспособлением для закрепления заготовки с механизмом ее осевых колебаний и его кривошипно-шатунным приводом, о т л и ч а юшийся тем, что, с иелью расширения технологических воэможностей станка путем автоматизации изменения колебаний заготовки, станок снабжен закрепленным на каретке силоизмерительным устройством и центральным процессором, а механизм осевых колебаний каретки выполнен в виде двух шарнирно связанных рычагов с раэноудаленными от их концов опорами и винтовыми парами с автономными приводами, причем один из рычагов свободным концом шарнирно связан с кареткой и опорой— с поперечно расположенной относительно рычага винтовой парой, а другой своим свободным концом связан с кривошипно-шатунным механизмом и опорой — с продольно расположенной относительно него винтовой парой, при этом центральный процессор связан с силоизмерительным устройством и приводами станка.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что привод разжима хонголовки выполнен в виде шагового двигателя со встроенным в него винтовым механизмом.

1611708

1В фиг. д

Составитель Т. Никанорова

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Редактор Л.Зайцева

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3801 Тираж 600 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5