В токарных автоматических станках широко применяются гидрокопировальные следящие устройства для получения заданного профиля деталей по копиру.
Принцип действия гидрокопировальных устройств такой же, как и электрокопировальных. В гидрокопировальной системе следящий управляющий золотник служит гидрокопировальным щупом. Он ощупывает шаблон и в зависимости от его профиля подает команду на выполнение поперечного движения к оси или от оси детали. Нейтральное положение управляющего золотника соответствует ощупыванию той части поверхности шаблона, которая параллельна оси шпинделя, т. е. должна выполняться при выключенной поперечной подаче.
На рис. 1, а схематически показано гидрокопировальное устройство КСТ-1, разработанное на заводе им. С. Орджоникидзе для токарных универсальных станков. Этот самодействующий узел позволяет автоматизировать весь цикл обработки наружных и внутренних поверхностей ступенчатых деталей.
Обычные салазки суппорта токарно-винторезного станка снимаются и на их место под углом 45° к оси станка устанавливают копировальные салазки. Наконечник гидравлического щупа-золотника скользит по профилю шаблона или эталонной детали и, перемещаясь в зависимости от контура шаблона, подает нужные команды на перемещение суппорта. Продольная подача не зависит от копировальной системы и осуществляется от ходового винта. Такая система называется однокоординатной.
Рис. 1. Схемы гидрокопировальных устройств: а - однокоординатная КСТ-1, б - двухкоординатная (копировальные суппорты)
Следящая система (рис. 1, а) работает следующим образом. Насосы токарных станков подают масло в меньшую полость цилиндра, которая соединена отверстием в поршне с другой полостью, а эта в свою очередь соединена со щупом. Корпус щупа жестко соединен с суппортом, золотник-щуп прижимается пружиной к копиру. Между золотником и корпусом щупа образуется кольцевое сечение. При движении золотника вниз выход масла из большой полости цилиндра перекрывается, в обеих полостях цилиндра устанавливается равное давление, и вследствие того, что площадь нижней полости в два раза больше площади верхней, суппорт будет перемещаться «на деталь». При нажатии на золотник-щуп проходное отверстие (сечение) открывается, и масло из большой полости перетекает в бак; при этом давление в меньшей полости превосходит давление в большей полости, и суппорт перемещается «от детали». Если проходное отверстие открывается незначительно и сопротивление выходу масла из большей полости доводит давление в ней до половины давления меньшей полости, то суппорт находится в равновесии.
В автоматических токарных станках часто применяются двухкоординатные гидрокопировальные следящие системы, у которых продольная подача связана с поперечной. Если для получения профиля детали необходимо увеличить глубину резания, т. е. увеличить подачу в поперечном направлении копировальных салазок, то автоматически уменьшается продольная подача. Наоборот, когда поперечная подача уменьшается, продольная подача увеличивается.
На рис. 1, б представлена схема такой гидравлической колировальной системы, которую содержат одношпиндельные токарные автоматы и полуавтоматы.
От насоса масло подается через следящий золотник, управляемый шаблоном, в одну из полостей цилиндра поперечной подачи, а в правую полость цилиндра продольной подачи масло поступает непосредственно от насоса.
Если на шаблоне начинается кривая спада, то и поперечный суппорт, следя за движением копировального щупа, будет приближаться к оси детали, а масло из противоположной полости цилиндра поперечной подачи будет вытесняться через дроссель в бак. Если на шаблоне начинается кривая подъема, то потоки масла поменяются местами.
Если профиль шаблона будет представлять собой прямую, параллельную оси детали, следящий золотник должен находиться в нейтральном положении и масло не будет поступать ни в одну из полостей цилиндра поперечной подачи.
Масло из левой полости цилиндра продольной подачи вытесняется через регулятор скорости и дроссель в бак. При увеличении поперечной подачи давление перед дросселем увеличивается, что вызывает уменьшение проходного сечения золотника регулятора, вследствие чего уменьшается продольная подача. При подходе щупа к уступу увеличенное давление перед дросселем прекращает слив масла из продольного цилиндра и продольная подача прекращается.
