Переносной токарный станок для обработки концов труб
Изобретение относится к машиностроению . Цель изобретения - расширение технологических возможностей станка путем обеспечения снятия как наружной, так и внутренней фасок разжимного профиля и исключения влияния формы трубы на качество обработки. Станок крепится в обрабатываемой трубе, включаются приводы осевой подачи и вращения инструментальной головки 10. Труба, за счет взаимодейст7/ вия с прижимным 76 и профилирующим 81 роликами, разводит рычаги 60 и 59 на необходимое расстояние, а резец 86 занимает заданное положение. Разведение длинных плеч 65 и 66 рычагов 59 и 60 за счет действия рычажного механизма, образованного рычагом 85 и вспомогательным рычагом 94, рычага 59 шарнирных регулируемых тяг 98 и 108 приводит к перемещению рычага 85, а следовательно, и резца 86 в направлении поверхности трубы, подлежащей обработке Перемещение суппорта с вращающейся инструментальной головкой приводит к тому , что необрабатываемая поверхность трубы соприкасается с поверхностью профилирующего ролика 81. Отслеживая эту поверхность и копируя ее в соответствующей пропорции, копирующий механизм обеспечивает снятие фаски заданного профиля . 1 з.п ф-лы. Нил. Ё Фиг 2
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я>s В 23 В 5/16
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
79
37
Фб
122
727
U3 бцр z (21) 4609106/08 (22) 25. 1 1. 88 (46) 23,03.91. Бюл. N. 11 (72) Г.В. Блинов и Ю.Н. Бочкарев (53) 621.8-209.3(088.8) (56) Патент США M 4677884, кл. В 23 В 5/16, 1987. (54) ПЕРЕНОСНОЙ ТОКАРНЫЙ СТАНОК
ДЛЯ ОБРАБОТКИ КОНЦОВ ТРУБ (57) Изобретение относится к машиностроению. Цель изобретения — расширение технологических возможностей станка путем обеспечения снятия как наружной, так и внутренней фасок разжимного профиля и исключения влияния формы трубы на качество обработки. Станок крепится в обрабатываемой трубе, включаются приводы осевой подачи и вращения инструментальной головки 10. Труба, за счет взаимодейст-
/Г к
„„Я „„1636129 А1 вия с прижимным 76 и профилирующим 81 роликами. разводит рычаги 60 и 59 на необходимое расстояние, а резец 86 занимает заданное положение. Разведение длинных плеч 65 и 66 рычагов 59 и 60 за счет действия рычажного механизма, образованного рычагом 85 и вспомогательным рычагом 94, рычага 59, шарнирных регулируемых тяг 98 и 108 приводит к перемещению рычага 85, а следовательно, и резца 86 в направлении поверхности трубы, подлежащей обработке. Перемещение суппорта с вращающейся инструментальной головкой приводит к тому, что необрабатываемая поверхность трубы соприкасается с поверхностью профилирующего ролика 81. Отслеживая эту поверхность и копируя ее в соответствующей пропорции, копирующий механизм обеспечивает снятие фаски заданного профиля. 1 з.п. ф-лы. 14 ил.
1636129
55
Изобретение относится к машиностроению, а именно к переносным станкам для обработки концов труб,.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей станка путем обеспечения снятия как наружной, так и внутренней фасок разжимного профиля и исключения влияния формы трубы на качество обработки.
На фиг. 1 представлен станок, общий вид; на фиг, 2 — разрез А — А на фиг. 1 (устройство копирующего механизма радиальной подачи и его положение при обработке наружной поверхности трубы); на фиг. 3 — сечение Б — Б на фиг. 1, на фиг. 4 — вид В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 6— сечение Д вЂ” Д на фиг. 1; на фиг. 7 — сечение
Е-Е на фиг; 2; на фиг. 8 — сечение Ж-Ж на фиг. 2; на фиг. 9 — сечение 3 — 3 на фиг, 2; на фиг. 10 — сечение И-И на фиг. 2; на фиг. 11— сечение К вЂ” К на фиг. 2; на фиг. 12 — сечение
Л вЂ” Л на фиг. 2; на фиг. 13 — сечение М вЂ” М на фиг. 4; на фиг, 14 — сечение Н вЂ” Н на фиг. 5, . Переносной токарный станок содержит полый корпус 1, на конце 2 которого смонтировано эажимное устройство 3 для закрепления в полости трубы 4, На корпусе 1 с возможностью продольного перемещения установлен суппорт 5, соединенный закладной шпонкой 6 с его продольным шпоночным пазом 7. Закладная шпонка 6 установлена в гнезде 8 суппорта 5. Шпонка
6 фиксируется от выпадения рубашкой 9 суппорта 5 вращающейся инструментальной головки 10, которая фиксируется на нем посредством двух подшипников 11, распорной втулки 12 и резьбовой крышки 13. На рубашке 9 вращающейся инструментальной головки 10 установлен и закреплен посредством шпанки 14 и стопорного винта 15 зубчатый венец 16, взаимодействующий посредством шестерни 17 с силовым приводом 18, смонтированным на суппорте 5 в той его части 19, которая отстоит от конца 2 корпуса 1 на большее расстояние, чем вращающаяся инструментальная головка 10.
На суппорте 5 в диаметрально противоположном положении по отношению к силовому приводу 18 жестко закреплен подшипниковый узел 20 приводной звездочки
21, которая связана общим валом 22 с редуктором 23, составленным иэ необходимого количества зубчатых колес 24 и 25, установленных с возможностью вращения относительно параллельных осей в корпусе
26, жестко закрепленном на суппорте 5. Одно их этих зубчатых колес 25 взаимодействует с зубчатым венцом 27 механизма 28 продольной подачи, взаимодействующего с суппортом 5 через подшипник 20, закреп5
45 ленный на нем посредством кольца 30 и крепежных элементов 31.
Механизм 28 продольной подачи представляет собой втулку 32, выполненную за одно целое с зубчатым венцом 27 и резьбовой частью 33, которой она посажена на ответную реэьбовую часть корпуса 1. Подшипник 29 для обеспечения обратного хода суппорта фиксируется на втулке 32 стопорным кольцом 34. Втулка 32 снабжена жестко закрепленным на ней штурвалом 35.
Ход суппорта 5 в продольном направлении ограничивает закладная шпонка 6 совместно со шпоночным пазом 7, На диске
36, жестко закрепленном на вращающейся головке 10, закреплено необходимое количество стаканов 37, в которых установлены задающие штыри 38 со штифтом 39 и кон- тактным стержнем 40 на конце. Внутри стаканов 37 помещены распорные пружины 41, воздействующие на задающие штыри 38. В стаканах 37 каждый задающий штырь фиксируется гайкой 42, имеющей продольный паэ 43, и шайбой 44. Каждый задающий штырь 38 может принимать утопленное или выдвинутое — рабочее положение. При утопленном положении задающего штыря 38 он своим штифтом 39 прижат к торцу 45 гайки
42. Задающий штырь 38 при рабочем положении за счет вращения инструментальной головки 10 в какой-то расчетный момент времени контактирует со звездочкой 21, которая изменяет свое угловое расположение, а эа счет кинематической ее связи через редуктор 23 с втулкой 32 последняя также проворачивается и обеспечивает в зависимости от направления вращения инструментальной головки 10 дискретное перемещение суппорта 5 в ту или иную сторону вдоль корпуса 1, Утопленное положение задающего штыря 38 изменяется на рабочее вращением установленного на нем маховичка 46 или за счет взаимодействия контактного стержня 40 его с управляющим штырем 47, установленным в гильзе 48 суппорта 5. зафиксированным в ее пазах 49 штифтом 50 и перемещающимся вдоль ее навстречу контактному стержню 40 или от него за счет воздействия пружины 51 и вэаимодействия его резьбовой части 52 с фигурной гайкой 53.
На вращающейся инструментальной головке 10 с возможностью вращения относительно оси 54, перпендикуляр чой плоскости
55 вращения инструментальной головки 10, посредством деталей 56 и 57 закреплен копирующий механизм 58, который содержит два разноплечих рычага 59 и 60, закрепленных общей деталью 56 с возможностью совместного вращения относительно оси 54 в
1636129
15
25
35
45
55 заданных пределах. Совместное их вращение ограничивает упор 61, закрепленный на вращающейся головке 10 посредством гайки 62 и являющийся препятствием для перемещения коротких плеч 63 и 64 соответственно рычагов 59 и 60, Соответствующие их удлиненные плечи 65 и 66 соединены винтовой тягой 67, которая на плече 66 рычага 60 шарнирно закреплена осью 68. Реэьбовая тяга 67 пропущена через отверстие 69 рычага 59, выполненного на его удлиненном плече 65, на приливе 70 которого установлена пружина 71 сжатия, зафиксированная на тяге 67 тарелкой 72 и гайкой 73, Сближение удлиненных плеч 65 и 66 указанных рычагов ограничивает установленная на резьбовой тяге 67 гайка 74. Рычаги 59 и 60 со своими плечами 63 и 64 и 65 и 66 образуют рычажный механизм ножничного типа. На удлиненном плече 65 рычага 59 на детали 75 с возможностью соосного вращения относительно нее установлен прижимной ролик 76, который имеет наружную контактирующую с обрабатываемой поверхностью трубы 4 поверхность 77, выполненную, например, в виде сферы.
Ось 78 вращения прижимного ролика 76 параллельна оси 54.
Деталь 75 на рычаге 59 фиксируется гайкой 79. На удлиненном плече 66 рычага 60 на детали 80 с воэможностью соосного вращения относительно нее установлен профилирующий ролик 81 с цилиндрической поверхностью 82, переходящей в тело 83 необходимого заданного профиля с большим радиусом вращения и разницей между радиусом вращения цилиндрической поверхности 82 и заданной 83, равной б . 3a счет воздействия пружины 71 профилирующий ролик 81 прижат к необрабатываемой внутренней поверхности трубы 4. Ось 84 вращения профилирующего ролика 81 параллельна оси 54, Деталь 80 на рычаге 60 фиксируется гайкой 79, Между удлиненными плечами 65 и 66 рычагов 60 расположен рычаг 85, несущий режущий инструмент— резец 86, который помещен в его гнезде 87 и зафиксирован прижимными болтами 88, Державка 89 резца 86 выполнена цилиндрической соосной с гнездом 87 формы и имеет необходимое количество лысок 90 для ориентации и закрепления его по отношению к обрабатываемой наружной поверхности трубы 4. Рычаг 85 установлен с возможностью вращения относительно оси 54 на той же детали 56, что и рычаги 59 и 60.
Гнездо 87 рычага 85 выполнено так, что установленный в нем резец 86 направлен режущей кромкой в сторону обрабатываемой поверхности трубы, сориентирован перпендикулярно по отношению к плоскости 55 вращения инструментальной головки
10 и отвечает требованиям, необходимым для обеспечения оптимальных режимов резания, На рычаге 59 на стороне, противоположной прижимному ролику 76, а именно на коротком плече его 63 и проеме 91 на оси 92 установлен с воэможностью вращения относительно оси 93, параллельной оси 54, вспомогательный рычаг 94, Ось 93 зафиксирована гайкой 95. Ось 92 установлена в отверстии 96 короткого плеча 63 рычага 59.
Ось 92 может быть установлена также в отверстие 97, которое выполнено соосно во вспомогательном рычаге 94 и рычаге 59.
Противоположным своим концом вспомогательный рычаг 94 посредством шарнирной регулируемой винтовой тяги 98 соединен с рычагом 85, несущим режущий инструмент.
1нарнирное соединение образуют закладной цилиндрической формы сухарь 99, установленный в отверстии 100 рычага 85, и подобный сухарь 101, установленный в отверстии 102 вспомогательного рычага 94, соединенные своими резьбовыми отверстиями 103 и 104 с ответными резьбовыми поверхностями 105 и 106 болта 107, Резьбовые поверхности 105 и 106 болта 107 имеют разный шаг, что поэволяег за счет вращения его изменять наклон рычага 85 по отношению к рычагу 94.
Между отверстий 96 и 97 вспомогательного рычага 94 в соответствующем отверстии также установлен сухарь 101, а в соответствующем отверстии короткого плеча 64 рычага 60 — сухарь 99, которые соединены шарнирно между собой шарнирной регулируемой винтовой тягой 108. Для размещения укаэанных тяг в упомянутых рычагах предусмотрены соответствующие пазы, не препятствующие изменению их углового расположения.
Зажимное устройство 3 станка состоит из помещенного внутри корпуса 1 подвижного в осевом направлении стакана 109 с приливами 110 на выступающей из корпуса
1 части 1 1 1.
Корпус 1 также снабжен подобными приливами 112 на конце 2. К приливам 110 и 112 посредством стержней 113 и 114 прикреплены с воэможностью вращения вокруг их осей пары рычагов 115, которые другими своими противоположными концами шарнирно посредством деталей 116 соединены с нажимными планками 117. Нажимные планки 117 совместно с рычагами 115 образуют рычажный механизм 118, который одновременно эа счет диаметрально
1636129
20 разнесен«ых приливами 110 и 112 рычагов
115 препятствует вращению подвижного стакана 109, Стакан 109 имеет реэьбовое отверстие 119, которое взаимодействует с ответной реэьбоной поверхностью винта
120 и совместно с ним образует привод 121 управления эажимным устройством 3. Бинт
120 с валом 122, размещенным в полости
123 корпуса 1, соединяется с хностовиком
124, закрепленным на противоположном конце корпуса 1 с возможностью вращения относительно оси 125 корпуса 1 посредством гайки 126 и стопорного винта 127. Бурт
128 хностовика 124 исключает продольное перемен(ение его и вала 122. На хностовике
124 устлновлен и ззфиксировл>< стопорным эг>ементом 129 штурвал 130, являющийся органом 131 упрзнления зажимным устройством 3, рагположеннь)м в рабочей зоне оператора.
I1opekIoc)IfIh гокарный станок работает следу>ощим образом.
Перr)îl<зчально производится регулировка схождения приж>) )tlol076 и профилирующего 81 роликов, для чего вращается гайка 74 и между )
nptt+Itft>fof0 76. >)рофилиру)о«(его 81 ролиКоВ и разцB 86 пок;эл>)о )<з чертежах. Вспомогатель)) ый рычаг 94 дол>кен быть закреплен ось:о 92 нл ри <аге 59, установленной н отверст,,и 96. П(<ижимной ролик 76 определяет положе»l1F копирующего 1еха низмл 58 npl, с><; т));1 флски ><а внутре>)ней или ><аружной по. Of)KF<0cT>1 трубьl 4. По..срхность трубы 4, >. когорой контактирует прижим><ой ролик > (; под. ежит обработке, л контакти".ую;ци>; с . обрабатываемой )0 верх)<остью труб>.) : >)рофипирующий ролик управляет пер мощением резца 86.
Конец 2 ко(>пугз с)з <ка с;,ажим )ым устр>г>йстном 3 ш одится B полосгь трубы 4 до соприкосноне)>ия с oé начал" сферической поверхности 77 прижимного ропикз 76
За счет свободного вращения копиру>ощего механизма 58 от>:, с:))e!)ьно оси 54 профиЛИРУЮЩИй Ропйк.", >НХОД>1Г Н КОНтаКт С ПООтивоположной по ерхность>0 <руби 4, ограничителыtü)I. у«0;1 61 ограничивзег этот поворот до зад-.> Ift)K п<>F.,, лов, что )>ео )xo
\ > к 7
3Q
55 димо (при свободном вращении инструментальной головки 10) для исключения поломок копирующего механизма 58.
Вращением за штурвал 130 приводится в действие эзжимное устройство 3. Вращение от штурвала 130 через хвостовик 124 и вал 122 передается винту 120. Винт 120, взаимодействуя с резьбовым отверстием
119 подвижного стакана 109, затягивает его вовнутрь корпуса 1 (бурт 128 хвостовика 124 препятствует при этом продольному перемещению вращающихся перечисленных элементов). Перемещение стакана 109 приводит к уменьшению линейного размера между осями деталей 113 и 114, заставляя вращаться пары рычагов 115 вокруг этих осей. Так клк пары рычзгон 115 шарнирно соединены нзжимнь)ми планками 117, То укаэанное вращение приводит к изменению их углового расположения по отношению к
0cl1 125 корпуса 1. Угол наклона пар рычагов
115 по отношению к оси 125 корпуса 1 уменьшается, что приводит к увеличению !
II1)I8Af->of0 размера между дизме<рально противоположными наж>1мными ппа)<ками
117, ко1орь>е соприкзсл>отся с внутренней ,;тенкой >рубы 4 и при дальнейшем силовом изздейг >нии на )нтурнзч 130 создают необходимый распор их внутри трубы 4, который заставляет корпус 1 станка соосно сориентироваться с неи. Указан)<ыи необходимый распор служитдля реакгинной компенсации усилий, н0зk<èê;<)о><<их при реэлнии. (1рл»<»It<> M за фигурную гаику 53 управляюший штырь 47 втягивается вовнутрь
f I1nt,a>„48, а необходимое количество зада>0Ff(Itx н>тырей 38 устанавливается в рабочее положе)>ие Для этого каждый из них понорлчина)от за мзхоничок 46 до совмещения штифтл 39 с пазом 43 гайки 42, Под воздействием рлспорной пружины 41 задающий штырь 38 выдниглется вперед и занимает рабочее положение. Силовой привод 18 запускается н работу. Врзн1ение or него через шестерню 17 передзегся зубчатому венцу
16, Инструментальная головка 10 приводигся но вращение, Вращением штурвала 35 привод>1тся г. действие механизм 28 продольной подачи, который через подшипник
29 ноэлейстнует нз суппорт 5 и заставляет его перемещаться по направлению к трубе
4. 3зкллднля шпонка 6 препятствует врзще)>ию суппорта 5 за счет взаимодействия со шпоночным пазом 7 корпуса 1. Число задающих штырей 38, устанавливаемых в рабо)ее положение, зависит от плотности и вязкости обрабатываемого материала, а
1лкже от ширины снимаемого слоя металла.
Б процессе обработки по желанию операторз можно ннодить в рабочее положение
1636129
5
50
55 дополнительные задающие штыри 38. Для этого вращают фигурную гайку 53 в направлении, которое способствует выдвижению управляющего штыря 47 нэвстреч .-,эдающему штырю 38. Пр врэщении диска 36 в какой-то мсмент управляющий штырь 47 вступает в контакт с контактным стержнем
40 и, воздействуя нэ него, поворэчивэет зэдающий штырь 38 на необходимый угол, при котором его штифт 39 совмещается с пээом
43 гайки 42. Под действием рэспорной пружины 41 управляющий штырь 38 выдвигается в рабочее положение, э его штифт 39 упирается улсе в шэйбу 44.
При своем вращении каждый выдвинутый в рабочее положение задающий ш1ырь
38 контактирует со звездочкой 21, поворэчивая ее зэ время контакта на расчетный угол. Вращение от звездочки 21 через р.— дуктор 23 передается эубчзтому венцу 27 втулки 32 механиэмэ 28 продольнои подачи, что соэдэет перемещени» суппорта 5 вперед. Труба 4 зэ счет взэимодействия со сферической поверхностью 77 прижимного ролика 76 и цилиндрической поверхностью
82 профилирующего ролика 81, преодолевая воздействие пружины 71, рэзводит их нэ необходимое расстояние, э резец 86 принимает гэкое положение. при котором обработка стенки трубы 4 нэчинэется нэ заданном от необрабэтываемой поверхности расстоянии. Рэзведенис оычэгов 59 и
60, а именно их дли ных плеч 65 и 66 ээ счет действия рычажного мехэнизмэ образованного взэимосвяэью рычэгэ 85 несущего режущий инструмент, со вспомогэ1ельным рычэгом 94, закрепленного на коротком плече 63 рычага 59, посредством шарнирных регулируемых тяг 98 и 108 приводит к перемещению рычага 85, э следовательно, и резца 86 в направлении поверхности трубы 4, подлежащий обработке (при положении прижимного 76 и профилирующего 81 роликов, показанном нэ чертеже).
Дальнейшее перемещение суппортэ 5 с вращающейся инструментэльной головкои
10 в направлении обрэбэтываемой трубы 4 приводит к тому, что необрабэтывэемая поверхность трубы 4 соприкасается с поверхностью телэ 83 профилирующего ролика 81, Отслеживэя эту поверхность и копируя ее в соответствующей пропорции, копi ðóþùèé механизм 58 об, сг чивэет снятие фэски профиля. При этом расстояние между прижимным 76 и профилирующим 81 роликэми увеличивается нэ расстояние, равное б, т,е. нэ разницу между цилиндрической поверхностью 82 и поверхностью 83, э рь!чэг 85 с резцом 86 перг.мешается от центра тр,бы на
45 расстояние, равное кэтету с1чимэемой фаски. Сферическая поверхность 77 прижимного роликэ 76 способствует уменьшению потерь нэ трение при ppoäîr üíoé подаче станка, После снятия фески суппорт 5 вращением ытурвэла 35 отвод тся назад. Усилие воэврэгэ передэется нэ суппорт 5 от мехэнизмэ 28 продольной подачи через подшипник 29 и стопорное кольцо 34. При резании зэ счет свободного вращения копирующего меланизма 58 относительно оси 54 закоепления режущий инструмент 86 под воздействием роликов 76 и 81, прижатых к нэружной и внутренней поверхности трубы, отслеживэег ее кгл тур и о . еспечивэет снятие фески постоянного сечения по всему периметсу, Процесс снятия фаски нэ внутренней поверхности трубы 4 принципиально не отли эется от снятия фэски нэ наружной по.хности при этом прижимной ролик 76 у;;.o- !.ëèèàåòñÿ на удлиненном плече 66 рычэ э 60, э профилирующий ролик 81 — нэ удлиненном плече 65 рычага 59. Осi. 92, закрепляющэя вспомогательный рычэ 94, устэнэвливается в отверстие 97. Такая перестэновкэ обеспечивэется зэ счет перемещения р 143l3 59 от центро трубы, перемещения рычага 85 с резцом 86 к Lleíòðó трубы 4 и снятия фэски постоянного сечения зэданного профиля по ое периметру.
Формулэ изобретения
1. Переносной токарный станок для обработки концов труб, содержащий корпус с зажимным устройством для зэкрепления станка в полости трубы, суппорт с размещенной на нем инструментальной головкой, э также привод осевого перемещения суппорта и приводов вращения инструментальной головки, от л и ч э ю щи и с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, станок снабжен копирующим механизмом, выполненным в виде двух рэзмещенных на оси, установленной нэ инструментальной головке параллельно ее продольной оси, подпружиненных друг относительно друга неравноплечих рычагов, нэ большом плече первого из которых размещен прижимной ролик, а нэ втором — профилирующий ролик, поверхность которого выполнена в виде цилиндра, сопряженного с поверхностью с большим радиусом, э резцедержэтель выполнен в виде рычэга, установленного нэ оси между нерэвноплечими рычагами, причем станок снабжен двумя тягами и вспомогэтельным рычагом, установленным на меньшем плече первого нерэвноплечего рычага и шар ирно сое1636129
10 диненным посредством тяг с реэцедержателем и меньшим плечом второго неравноплечего рычага.
2. Станок по и. 1, отличающийся тем, что тяги выполнены регулируемыми по длине, 1636129
Видд щ
18
119
111
Г-Г
Е-E
Фиг, 7
1636129
® " по5ернуео
3
3 3 па5ернугпо
Фиг.9
-0 уто
1636129
К- К по5ернугпо
88 у 90
Фиг. 11
Фиг. 12
М-Ю
116
1l$
118
Составитель А.Корнилов
Редактор А.Шандор Техред М.Моргентал Корректор Т,Малец
Заказ 781 Тираж 539 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101