CS624990A2 - Method of concave surfaces grinding on castings and equipment for its realization - Google Patents

Description

2

Vynález se týká způsobu broušenívydutých ploch na odlitcích, zejména na lopatkáchPeltonových turbin, přičemž plochy se opracovávajípodle rozměrového údaje o rozdílu mezi skutečným rozmě-rem a jmenovitým rozměrem rotačním brusným nástrojem.Vynález se týká také zařízení k provádění tohoto způ-sobu, U mnoha odlitků se musejí plochy,zejména vyduté plochy, opatřené přídavkem na broušení,přesně opracovávat. K tomu patří zejména plochy lopa-tek Peltonových turbin a Francisových turbin, odpovída-jící plochy na obvyklých křídlech vrtulí, skříní, na-příklad skříní turbin a podobně. Třískové obrábění vy-dutých ploch frézováním není problematické jen proto,že velmi často není možné přivést frézovací nástroj naopracovávanou plochu, ale také z toho důvodu, že vede-ní frézovacího nástroje na ploše má mnoho omezení aopracovávaná plocha má zvlnění nebo nerovnosti, kteréje nakonec třeba odstraňovat ručním broušením. Protose složitě tvarované a těžko dostupné vyduté plochyzpravidla opracovávají rotačním, ručně vedeným brusnjnnnástrojem. To je pracovně velmi náročné a brusič je na-víc vystaven brusnému prachu a hluku. i

Vynález si klade za úkol zajistit 3 opracovávání vydutých ploch odlitků automatizovanýmbroušením.

Vytčený úkol se řeší způsobem po-dle vyálezu, jehož podstata spočívá v tom, že plochase brousí brusným kotoučem, vedeným víceosovým ramenemrobotu, řízeným procesorem, přičemž brusný kotouč sevede tak, že mezi rovinou otáčení brusného kotouče aopracovávanou plošnou oblastí se dodržuje úhel, kterýse zvětšuje se zmenšujícím se poloměrem zakřivení ploš-né oblasti. Prostřednictvím víceosového, procesoremřízeného ramene robotu je možné přivést brusný kotoučtaké na ty plošné oblasti, které jsou těžko přístupné.Odpovídajícími pohyby brusného kotouče se odebírá ma-teriál opracovávané plochy, případně opracovávané ploš-né oblasti až na jmenovitý rozměr, případně na jmenovi-tý přídavek na opracování. Přitom je důležité, že sebrusný kotouč, případně jeho rovina otáčení udržujev závislosti na okamžitém zakřivení opracovávané vy-duté plošné oblasti pod určitým úhlem k této plošnéoblasti. Teprve tím se umožní rovnoměrné a zvlněníprosté konečné opracovávání plochy, případně plošnéoblasti. V zásadě lze provádět opracovává-ní plochým brusným kotoučem, jehož průměr se však v prů- 4 běhu opracovávání opotřebováváním zmenšuje. éííra opot-řebení musí být stanovena a programově-technicky vy-hodnocena. Jednodušší je, pokud se podle výhodného pro-vedení vynálezu brousí hrncovitým brusným kotoučem, je-hož průměr se v průběhu opracovávání nemění. Výškahrncovitého brusného kotouče se sice zmenšuje, avšaktuto změnu lze snadněji z hlediska měřicí techniky aprogramově-technicky zvládnout. Úhel, který zaujímá rovina otáčeníbrusného kotouče, zejména hrncovitého brusného kotouče,vzhledem k opracovávané plošné oblasti, je závislý naprůměru hrncovitého brusného kotouče a na poloměru za-křivení opracovávané plošné oblasti. U hrncovitého brus-ného kotouče o průměru 115 mm a při poloměru zakřiveník o hodnotě mezi 150 až 400 mm má mít úhel a hodnotua = - 0.1 x k + 42,5 (stupňů). Je samozřejmé, že malé odchylky vzhůru nebo dolů až do hodnoty 2,5 stupňů jsoupřípustné·

Je účelné, pokud se plocha opracová-vá po oblastech, přičemž se nejprve brousí oblasti snejvětšími odchylkami skutečného rozměru od jmenovitéhorozměru. Přitom je možné vést brusný kotouč přes opra-covávanou oblast vícekrát.

Po jednom nebo několika procesech 5 opracovávání se snímají skutečné rozměry přídavků naopracování opracovávané oblasti nebo opracovávanýchoblastí. Při použití hrncovitého brusného kotouče jevýhodné, pokud se snímají skutečné rozměry přídavku naopracovávání hrncovitým brusným kotoučem jako měřicímhmatadlem, protože pak je do tohoto snímání zahrnutoi opotřebení hrncovitého brusného kotouče. Je samozřej-mé, že přídavná kontrolní měření lze provést i jinýmzpůsobem.

Pokud mají opracovávané plochy odlitku příliš velké nadmíry, mohou být před broušením před-frézovány s přídavkem na frézování při číslicovém říze-ní počítačem, čímž se sníží náklady na opracováváníbroušením. Fředmětem vynálezu je rovněž zaří-zení k provádění popsaného způsobu. Podstata tohoto za-řízení spočívá v tom, že je opatřeno víceosovým, proce-sorem řízeným ramenem robotu, na jehož volném konci jeuspořádán rotační brusný kotouč, jehož osa otáčení jeupravena v úhlu vzhledem k podélné ose volného konce.

To umožňuje dosáhnout zejména těžko přístupné plochy ne-bo plošné oblasti na odlitcích.

Brusný kotouč může být plochý brus-ný kotouč. Výhodný však je hrncovitý brusný kotouč. 6

Osa otáčení brusného kotouče je s výhodou upravena vpravém úhlu k podélné ose volného konce ramene robotu.

Vynález je v dalším podrobněji vy-světlen na příkladu provedení ve s ojení s výkresovoučástí.

Na obr. 1 je částečně znázorněn ra-diální řez Peltonovou turbinou. Obr. 2 zobrazuje pů-dorys lopatky Peltonovy turbiny. Na obr. 3 je znázorněnřez lopatkou podle obr. 2«,

Peltonova turbina 1, která je jenčástečně znázorněna na obr. 1, má na svém vnějším ob-vodu řadu lopatek 2, které obvyklým způsobem jsou uspo-řádány tečně vzhledem k roztečné kružnici 3. Obrysvnitřních ploch 4 lopatek 2, které jsou vyduté a kterémají být opracovávány, je znázorněn na obr. 2 vrstevni-cemi 5.

Lze provést předběžné opracovánífrézováním při číslicovém řízení počítačem s přídavkem6 na frézování.

Konečné opracování se provede brou-šením s hrncovitým brusným kotoučem 7, který je uspo-řádán na volném konci 8 víceosového, procesorem říze-ného ramene £ robotu, d znázorněného příkladu provedenísvírá osa otáčení hrncovitého brusného kotouče T_ pravý 7 úhel s podélnou osou volného konce 8. llrncovitý brusný kotouč T_ je veden procesorem řízeným ramenem 9 robotu podle v procesoruuložené tabulky jmenovitých přídavků na opracování tak,že mezi rovinou otáčení hrncovitého brusného kotouče T_a mezi opracovávanou plošnou oblastí je dodržován úhel,který se zvětšuje se zmenšujícím se poloměrem zakřive-ní plošné oblasti. U hrncovitého brusného kotouče 7,který má průměr o hodnotě 115 mm, a při poloměru k za-křivení plošné oblasti o hodnotě mezi 150 až 400 mm mámít úhel a hodnotu a= -0.1 x k + 42,5 (stupňů).

Odchylky ve směru dolů nebo nahoru jsou přípustné až dohodnoty 2,5 stupňů. Při pel .imézu k zakřivení k = 150 mmmá potom úhel a hodnotu a = 27,5 stupňů a při poloměruk zakřivení k = 400 mm má úhel a hodnotu a - 2,5 stupňůVzhledem k úhlovému nastavení hrncovitého brusného ko-touče T_ je potom možné opracování konkávních vnitřníchploch 4 lopatek bez zvlněných oblastí a s přesnými roz-měry .

Celá vnitřní plocha 4 se opracová-vá po oblastech, přičemž nejprve se'brousí oblasti s největšími odchylkami skutečných a jmenovitých hodnot. Topředpokládá, že se před opracováváním zjistí skutečné 8 hodnoty přídavků na opracování. Přitom jefúčelné snímatskutečné hodnoty přídavků na opracování hrncovitýmbrusným kotoučem 7. jako měřicím hmatadlem. Rovněž pojednom nebo několika procesech opracování, napříkladpo opracování jedné nebo více plošných oblastí, by seměly snímat skutečné hodnoty přídavků na opracováníopracovávané obiasti nebo opracovávaných oblastí. Takétehdy se má nasadit hrncovitý brusný kotouč 7 jako mě-řicí hmatadlo, protože v takovém případě se započítávádo výsledku měření i opotřebení hrncovitého brusnéhokotouče 7_ a přímo se zpracovává procesorem.

Claims (13)

1" -i i £, Ν Τ w v N A R O λ. Y - i

1. Způsob broušení vydutých (^loch 1 , pí-*· na odlitcích, zejména na lopatkách Peltonových turbin,přičemž plochy se opracovávají podle rozměrového údajeo rozdílu mezi skutečným rozměrem přídavku na opracová-ní a jmenovitým rozměrem přídavku na opracování rotač-ním brusným nástrojem, vyznačující se tím,že vnitřní plocha se brousí brusným kotoučem, vedenýmvíceosovým ramenem robotu, řízeným procesorem, přičemžbrusný kotouč se vede tak, že mezi rovinou otáčeníbrusného kotouče a opracovávanou plošnou oblastí se do-držuje úhel, který se zvětšuje se zmenšujícím se polo-měrem zakřivení plošné oblasti»

2. Způsob podle bodu 1, vyzna-čující se tím, že se brousí plochým brusným ko-toučem.

3. Způsob podle bodu 1, vyzna-čující se tím, že se brousí hrneovitým brusnýmkotoučem.

4. Způsob podle bodu 3, vyzna-čující se tím, že u hrncovitého brusného kotou- 10 če o průměru 115 mm a při poloměru zakřivení mezi150 až 400 mm je úhela = 0,1 x k + 42,5 (stupňů), kde a je úhel mezi rovinou otáčení brusného kotouče aopracovávanou plošnou oblastí a k je poloměr zakřivení brusného kotouče.

5. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že vnitřníplocha se opracovává po oblastech, přičemž se nejprvebrousí oblasti s největšími odchylkami skutečného roz-měru od jmenovitého rozměru.

6. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že brusný ko-touč se vede přes opracovávanou oblast vícekrát.

7. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 6, vyznačující se tím, že po jednomnebo několika procesech opracování se snímají skutečnérozměry přídavků na opracování opracovávané oblasti.

8. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 7, vyznačující se tím, že skutečnérozměry přídavků na opracování se snímají hrncovitýmbrusným kotoučem jako měřicím hmatadlem. 11

9. Způsob podle jednoho z bodů 1 až 8, vyznačující se tím, že vnitrníplocha se před broušením předfrézuje s přídavkem nafrézování při číslicovém řízení počítačem.

10. Zařízení k provádění způsobupodle jednoho z bodů 1 až 3, vyznačujícíse tím, že je opatřeno víceosovým, procesorem řízenýmramenem (9) robotu, na jehož volném konci (8) je uspořádán rotační brusný kotouč (7), jehož osa otáčení jeupravena v úhlu vzhledem k podélné ose volného konce(8) ramene (9) robotu.

11. Zařízení podle bodu 10, v yznačující se tím, že je opatřeno plochýmbrusným kotoučem.

12. Zařízení podle bodu 10, v yznačující se tím, že je opatřeno hrncovitýmbrusným kotoučem (7).

13. Zařízení podle bodu 10, v yznačující se tím, že osa otáčení brusnéhokotouče (7) je upravena v pravém úhlu k podélné osevolného konce (8) ramene (9) robotu. Zastupuje: