RU2235003C1

RU2235003C1 - Portable apparatus for working guides of framework

Info

Publication number: RU2235003C1
Application number: RU2002131593/02A
Authority: RU
Inventors: нников В.С. Серебр (RU); В.С. Серебрянников; Е.А. Даньшин (RU); Е.А. Даньшин
Original assignee: Серебрянников Владимир Степанович; Даньшин Евгений Александрович
Priority date: 2002-11-25
Filing date: 2002-11-25
Publication date: 2004-08-27

Abstract

FIELD: machine engineering, restoration of metal cutting equipment.

SUBSTANCE: apparatus includes crosspiece, carriage, tool head with mechanism for controlling fluctuations along height. All said units are mounted with possibility of moving along basic guides and with possibility of engaging with spaced reference guide. Tool head is joined with basic and reference guides through control connection unit. The last includes pickups for detecting tool deviation from reference guide, comparator, actuating organ and mechanisms for moving crosspiece and tool. In order to enhance working accuracy and to lower labor consumption, tailstock of framework is used as mechanism for moving crosspiece. Tailstock is mounted in its own guides. Tool head is provided in addition with mechanism for fine adjustment of inclination angle of tool axis. Said mechanism is mounted with two freedom degrees. Reference guide may be in the form of reference straightedge. Deviation pickups and comparator are in the form of clock type indicators. Actuating mechanism provides axial motion of tool. Reference guide is in the form of source of narrow-directed light beam; pickup for measuring tool deviation from reference guide is in the form of light beam detector mounted in plane normal relative to light beam direction.

EFFECT: enhanced accuracy of working, reduced labor consumption.

3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при ремонте металлорежущего оборудования, а именно для обработки направляющих станин без их демонтажа.The invention relates to mechanical engineering and can be used in the repair of metal-cutting equipment, namely for processing guide rails without dismantling them.

Известны переносные устройства для обработки направляющих, оснащенные базовыми направляющими, которые перед началом работ выставляются с высокой точностью в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно ремонтируемых направляющих (А.с. СССР №83024, 1949 г., №94094, 1951 г, №142907, 1960 г., №1551523, 1990 г., патент РФ №2060142, 1990 г., Пекелис Г.Д., Гельберг Б.Т. Технология ремонта металлорежущих станков. - Л.: Машиностроение, 1970, с.с.58, 59, рис. 32, 34.)Known portable devices for processing guides, equipped with basic guides, which before starting work are set with high accuracy in the vertical and horizontal planes relative to repaired guides (A.S. USSR No. 83024, 1949, No. 94094, 1951, No. 142907, 1960 city, No. 1551523, 1990, RF patent No. 2060142, 1990, Pekelis GD, Gelberg BT Technology of repair of metal-cutting machines. - L .: Engineering, 1970, pp. 58, 59 , Fig. 32, 34.)

Одни из известных устройств имеют следующие недостатки:Some of the known devices have the following disadvantages:

- высокоточная регулировка положения базовых направляющих относительно ремонтируемых направляющих требует высокой квалификации исполнителей и значительных затрат труда, а погрешности регулировки переносятся на обрабатываемые направляющие;- high-precision adjustment of the position of the base rails relative to the repaired rails requires highly skilled performers and significant labor costs, and adjustment errors are transferred to the machined rails;

- возникают дополнительные погрешности при деформации базовых направляющих, возникающей под действием веса перемещающихся по ним шлифовальной бабки, каретки с инструментальной головкой или всего устройства;- additional errors arise when the deformation of the basic guides arising under the influence of the weight of the grinding head moving on them, the carriage with the tool head or the entire device;

- сложности, связанные с изготовлением, хранением и транспортировкой длинномерных высокоточных базовых направляющих.- the difficulties associated with the manufacture, storage and transportation of long, high-precision basic guides.

Другие известные устройства лишены недостатков, связанных с применением регулируемых базовых направляющих, поскольку в качестве них используются малоизношенные направляющие задней бабки ремонтируемого станка, где и устанавливаются устройства для обработки, однако и они имеют недостатки:Other known devices are free from the drawbacks associated with the use of adjustable base rails, since they use the little-worn rails of the tailstock of the machine under repair, where the processing devices are installed, but they also have drawbacks:

- для обеспечения необходимой точности базовых направляющих необходимо провести трудоемкую обработку - шабровку;- to ensure the necessary accuracy of the basic guides, it is necessary to carry out laborious processing - scrapping;

- шабровка неприемлема для крупногабаритных станин, т.к. это связано с необходимостью снятия несопоставимого с данной операцией припуска;- the pattern is unacceptable for large beds, because this is due to the need to remove the allowance incompatible with this operation;

- не устраненные погрешности переносятся на ремонтируемые направляющие.- unresolved errors are transferred to the repair rails.

К тому же в известных устройствах отсутствует регулировка неперпендикулярности оси инструмента к обрабатываемой направляющей и оптимального угла наклона оси инструмента для обеспечения оптимальных условий резания и необходимой шероховатости.In addition, in the known devices there is no adjustment of the non-perpendicularity of the tool axis to the machined guide and the optimal angle of inclination of the tool axis to ensure optimal cutting conditions and the necessary roughness.

Наиболее близким по технической сущности является переносное устройство для обработки направляющих станины, содержащее траверсу с кареткой и инструментальной головкой, установленные с возможностью перемещения по базовым направляющим и возможностью контакта с эталонной направляющей, связанными со станиной, механизм перемещения траверсы, механизм перемещения инструментальной головки, причем базовые и эталонная направляющие объединены конструктивно и установлены на станине (А.с. СССР 31551523; В 24 В 23/08; 7/14, 1990 г.)The closest in technical essence is a portable device for processing the guides of the bed, containing the beam with the carriage and the tool head, installed with the ability to move along the basic guides and the possibility of contact with the reference guide associated with the bed, the mechanism for moving the beam, the mechanism for moving the tool head, and the basic and reference guides are structurally integrated and mounted on the bed (A.S. USSR 31551523; V 24 V 23/08; 7/14, 1990)

Основным недостатком известного устройства является то, что введение совмещенных базовых и эталонной направляющих вместо имеющихся направляющих станины хотя и позволяет обойтись без предварительной обработки последних, однако процесс их выставления относительно станины и между собой не гарантирует устранения погрешностей при обработке, возникающих в силу деформаций при их закреплении и перемещении устройства, а само устройство достаточно сложное, громоздкое и дорогостоящее в условиях индивидуального производства.The main disadvantage of the known device is that the introduction of combined base and reference guides instead of the existing bed guides, although it can do without pre-processing the latter, however, the process of setting them relative to the bed and among themselves does not guarantee the elimination of processing errors that occur due to deformation when they are fixed and moving the device, and the device itself is quite complex, bulky and expensive in terms of individual production.

Задачей изобретения является устранение технического противоречия: с одной стороны, для упрощения конструкции устройства желательно максимально использовать элементы станка, в частности малоизношенные направляющие задней бабки в качестве базовых и саму бабку с приводом; с другой стороны, избежать при этом копирования инструментальной головкой дефектов направляющих задней бабки с переносом их на обрабатываемые направляющие и избежать трудоемкой шабровки и выверки, при этом эталонная направляющая не должна нести нагрузки для исключения деформаций.The objective of the invention is to eliminate the technical contradiction: on the one hand, to simplify the design of the device, it is desirable to maximize the use of machine elements, in particular, little-worn guides of the tailstock as the base and the headstock itself with a drive; on the other hand, in this case, to avoid copying the defects of the tailstock guides with the tool head and transferring them to the machined guides, and to avoid time-consuming scraping and alignment, while the reference guide should not bear the load to eliminate deformations.

Поставленная задача решается тем, что в известном переносном устройстве для обработки направляющих станины, содержащем траверсу с кареткой и инструментальной головкой, установленные с возможностью перемещения по базовым направляющим и возможностью контакта с эталонной направляющей, связанными со станиной, механизм перемещения траверсы, механизм осевого перемещения инструмента, согласно изобретению, эталонная направляющая дистанцирована от базовых направляющих, инструментальная головка связана с эталонной и базовыми направляющими посредством управляющей связи, включающей датчики отклонений инструмента относительно эталонной направляющей, устройство сравнения, исполнительный механизм и дополнительно снабжена механизмом тонкой регулировки угла наклона оси инструмента и механизмом прижима инструмента к обрабатываемой направляющей станины.The problem is solved in that in the known portable device for processing the guides of the bed, containing the beam with the carriage and the tool head, installed with the ability to move along the base rails and the possibility of contact with the reference guide associated with the bed, the mechanism for moving the beam, the axial movement of the tool, according to the invention, the reference rail is spaced from the base rails, the tool head is connected to the reference and base rails communication control means consisting of sensors deviations tool relative to a reference guide, comparing device, an actuator, and further provided with a mechanism for fine adjustment of the angle of inclination of the tool axis and a mechanism for clamping the tool to the work of the guide frame.

Эталонная направляющая может быть выполнена в виде эталонной линейки, установленной на направляющих, или в виде излучателя узконаправленного светового луча, а датчики - в виде индикаторов часового типа или приемника светового луча.The reference guide can be made in the form of a reference ruler mounted on the rails, or in the form of a emitter of a narrowly directed light beam, and sensors can be in the form of indicators of a clock type or a receiver of a light beam.

Устройство сравнения управляющей связи по одному из вариантов может представлять собой сопоставимые шкалы индикаторов, а ее исполнительным механизмом может являться механизм осевого перемещения инструмента.The control communication comparison device according to one of the options may be a comparable indicator scale, and its actuator may be a tool axial movement mechanism.

В качестве механизма перемещения траверсы может быть использована задняя бабка станка с ее механизмом, установленная на своих направляющих.As the mechanism for moving the traverse, the tailstock of the machine with its mechanism mounted on its guides can be used.

Механизм прижима может быть выполнен в виде пружины сжатия, один конец которой контактирует с корпусом инструментальной головки, а другой - с пинолью инструмента.The clamping mechanism can be made in the form of a compression spring, one end of which is in contact with the body of the tool head, and the other with the tool tip.

Дистанцирование эталонной и базовых направляющих с введением управляющей связи позволяет вести обработку методом копирования эталонной поверхности, а перемещать устройство с инструментом по малоизношенным направляющим станка, избегая переноса их погрешностей на обрабатываемые направляющие. Это дает возможность ремонтировать крупногабаритные станины с сокращением срока и повышением качества ремонта. Наличие механизма тонкой регулировки наклона оси инструмента обеспечивает точность, условия и требуемое качество обработки. Механизм прижима устраняет люфты при обработке методом копирования, в том числе при обработке наклонных и вертикальных поверхностей.The distance of the reference and basic guides with the introduction of control communication allows processing by copying the reference surface, and moving the device with the tool along the little-worn guides of the machine, avoiding the transfer of their errors to the machined guides. This makes it possible to repair large-sized beds with a reduced time and improved repair quality. The presence of a fine adjustment mechanism for tilting the axis of the tool ensures accuracy, conditions and the required quality of processing. The clamping mechanism eliminates backlash when processing by copying, including the treatment of inclined and vertical surfaces.

Изобретение поясняется чертежами: фиг.1 - общий вид устройства; фиг.2 - механизм тонкой регулировки наклона оси инструмента; фиг.3 - механизм прижима и тонкой осевой подачи инструмента.The invention is illustrated by drawings: figure 1 - General view of the device; figure 2 - the mechanism of fine adjustment of the inclination of the axis of the tool; figure 3 - the clamp mechanism and the fine axial feed of the tool.

Устройство содержит траверсу 1 с кареткой 2 и инструментальной головкой 3, установленные на подушке задней бабки 4, которая размещена на своих направляющих станины 5, являющихся базовыми направляющими 6, эталонную направляющую линейку 7, механизм 8 осевого перемещения инструмента, механизм 9 тонкой регулировки наклона инструмента, механизм 10 прижима инструмента к обрабатываемым направляющим 11, индикаторы часового типа 12, механизм 13 перемещения траверсы 1 (штатный механизм перемещения задней бабки на чертеже не показан).The device comprises a traverse 1 with a carriage 2 and a tool head 3 mounted on the cushion of the tailstock 4, which is placed on its guides of the frame 5, which are the basic guides 6, a reference guide line 7, a mechanism 8 for axial movement of the tool, a mechanism 9 for fine adjustment of the tilt of the tool, mechanism 10 for clamping the tool to the machined guides 11, dial gauges 12, mechanism 13 for moving the beam 1 (the standard mechanism for moving the tailstock is not shown in the drawing).

Механизм 10 прижима и тонкой осевой подачи инструмента состоит из пружины 14 сжатия, установленной в распор между элементом корпуса головки 3 и ползуном пиноли 15 головки 3, а также регулируемого винтового упора 16. Механизм 9 тонкого регулирования наклона инструмента имеет пространственный шарнир с двумя степенями свободы во взаимно перпендикулярных плоскостях. Регулирующие элементы в одной из плоскостей показаны на фиг.2: упор 17 на головке 3, регулировочные винты 18, установленные в пазах каретки 2, фиксирующие болты 19. Аналогичные элементы имеются для регулировки в другой плоскости.The clamp mechanism 10 and the fine axial feed of the tool consists of a compression spring 14 installed in the spacer between the head housing element 3 and the pin slide 15 of the head 3, as well as an adjustable screw stop 16. The fine adjustment mechanism 9 of the tool 9 has a spatial hinge with two degrees of freedom mutually perpendicular planes. The adjusting elements in one of the planes are shown in FIG. 2: emphasis 17 on the head 3, adjusting screws 18 installed in the slots of the carriage 2, fixing bolts 19. Similar elements are available for adjustment in another plane.

Устройство позволяет обрабатывать изношенные направляющие станины следующим образом.The device allows you to handle worn guide beds as follows.

Траверсу 1 с кареткой 2 и инструментальной головкой 3 устанавливают на подушке задней бабки 4 на ее малоизношенные направляющие 6 без их предварительной шабровки. Эталонную линейку 7 выставляют относительно обрабатываемых направляющих 11, а один из индикаторов 12, контактирующий с ней, - относительно эталонной линейки 7. Механизмом 9 устраняют наклон оси инструмента во взаимно перпендикулярных плоскостях для исключения отклонения от плоскостности и неравномерной выборки металла торцом инструмента (фрезы), а механизмом 10 подают фрезу на необходимую глубину резания.The traverse 1 with the carriage 2 and the tool head 3 is installed on the cushion of the tailstock 4 on its poorly worn guides 6 without their preliminary patterning. The reference ruler 7 is set relative to the machined guides 11, and one of the indicators 12 in contact with it is relative to the reference ruler 7. Using the mechanism 9, the tilt of the tool axis in mutually perpendicular planes is eliminated to exclude deviations from flatness and uneven selection of metal by the tool end (milling cutter), and the mechanism 10 serves the cutter to the required depth of cut.

Грубая предварительная обработка производится с наклоном фрезы посредством механизма 9, при этом подача осуществляется механизмом 8.Rough pre-treatment is performed with the tilting of the cutter by means of mechanism 9, while the feed is carried out by mechanism 8.

При продольном перемещении бабки 4 по базовым направляющим 6 происходит чистовое финишное фрезерование направляющих 11. Однако базовые направляющие 6 хотя и малоизношены, но также имеют отклонения от прямолинейности и плоскостности. “Наезд” задней бабки 4 на дефект формы направляющих 6 вызывает рассогласование в показаниях индикаторов 12, и оператор, работающий с устройством и выполняющий в данном случае роль главного элемента управляющей связи, перемещает инструмент механизмом 10 на компенсацию возникшего отклонения по показаниям индикатора 12, контактирующего с эталонной линейкой 7.With the longitudinal movement of the headstock 4 along the base rails 6, the finish milling of the rails 11 occurs. However, the base rails 6, although slightly worn, also have deviations from straightness and flatness. “Hitting” the tailstock 4 on the defect in the shape of the guides 6 causes a mismatch in the readings of indicators 12, and the operator working with the device and acting in this case as the main element of the control connection moves the tool by mechanism 10 to compensate for the deviation according to the readings of indicator 12 in contact with reference ruler 7.

Установка других головок позволяет обрабатывать закрытые, полузакрытые, открытые направляющие при любом угле наклона их поверхностей. При этом механизм 11 прижима обеспечивает гарантированную глубину обработки с устранением люфтов методом копирования эталонной поверхности.The installation of other heads allows you to handle closed, half-closed, open guides at any angle of inclination of their surfaces. In this case, the clamp mechanism 11 provides a guaranteed processing depth with the elimination of backlash by copying the reference surface.

Вместо эталонной линейки 7 можно применять и другие эталонные базы, например с излучателем узконаправленного луча и приемниками-индикаторами, которые будут осуществлять копирование по лучу, направляющие в виде струны и т.п.Instead of the reference line 7, other reference bases can be used, for example, with a narrow beam emitter and indicator receivers that will copy along the beam, guides in the form of a string, etc.

Обработка может быть полностью автоматизирована в случае введения в управляющую связь процессора для выявления и устранения рассогласований при обработке методом копирования.Processing can be fully automated if a processor is inserted into the control link to identify and resolve discrepancies during processing using the copy method.

Опытный образец устройства позволяет обрабатывать фрезерованием изношенные станины крупногабаритных станков типа 1682, 6620, 7А278 на рабочем месте без их демонтажа с обеспечением необходимого качества поверхностей.A prototype device allows you to milling worn beds of large machines of type 1682, 6620, 7A278 in the workplace without dismantling them with the necessary quality surfaces.

Промышленная применимость подтверждается тем, что отдельные узлы устройства применяются в станкостроении.Industrial applicability is confirmed by the fact that individual components of the device are used in machine tool construction.

Claims

1. A portable device for processing the guide rails of the bed, comprising a traverse, a carriage, a tool head with a mechanism for adjusting deviations in height, mounted to move along the base rails and the possibility of contact with a distant reference guide, and the tool head is connected to the base and reference rails by means of a control connection including instrument deviation sensors from the reference guide, a comparison device, an actuator, and per crosspiece and tool displacements, characterized in that as a traverse movement mechanism applied tailstock bed mounted on their guides and the tool head is further provided with a fine adjustment mechanism for the inclination angle of the tool axis, having two degrees of freedom.

2. The device according to claim 1, characterized in that the reference guide is made in the form of a standard ruler, the deviation sensors and the comparison device are made in the form of indicators of the watch type, and the actuator is in the form of an axial movement of the tool.

3. The device according to claim 1, characterized in that the reference guide is made in the form of a source of narrowly directed light beam, and the sensor deviations of the instrument from the reference guide is in the form of a light beam receiver located in a plane perpendicular to the direction of the beam.