Устройство для токарной обработки

 

Изобретение относится к станкостроению , в частности к станкам для копирной обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей деталей, например пакетов поршнеоых колец двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения повышение точности и производительности обработки за счет устранения ударных нагрузок о масштабно-копировальном механизме . Устройство состоит из копира 1. имеющего возможность изменять центр вращения опирающегося на него ролика 2. Ролик закреплен на плече а двуплечего рычага 3, плечо b которого взаимодействует через призму с плечом с двуплечего рычага 5 с закрепленным на его плече d режущим инструментом 6. На плече с рычага 5 закреплен один конец пружины 7. а другой - на штоке гидроцилиндра 8. Гидроцилиндр 8 соединен посредством трубопровода 9 с гидроцилиндром 10, шток которого шарнирно закреплен на плече а рычага 3. Гидроцилиндр 10 установлен с возможностью перемещения в сторону ролика 2, а гидроцилиндр 8 закреплен на оскооании. 3 ил. СО с

СС ОЗ СО :"..ТСНИХ

СО 5ЫJ . . тиЧЕСИИХ

Р ОГ1УЬДИН

TsL>s В 23 В 7/00

ГОСУДЛРСT ГЗГ! li ЫИ K0 1И1ЕТ

ЙО ИЗОЕ С1L ?111Л, Л И 01КРЫTИ?1М

Г1РИ ГКН1 СССР! б

1 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4708154/08 (22) 20.06.89 (46) 15.01.92 Бюл. N. 2 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. tA.È.Калинина (72) Ю.СДэнилов, А.В.Хохлов и А.А.Симдянкин (53) 921.941.1 (088.8) (58) Молдованов В.П.. Пикман А.Р„Авербах

В.Х. Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания, M.: Машиностроения, 1980, с. 108. (54) YCTPONCTBO ДЛЯ TOKAPHOl1 ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относитсл к станкостроению, в частности к станкам для копирной обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей деталей, например пакетов поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретенил—

Изобретение относитсл к станкостроению. в частности к станкам для копирной обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей деталей. например пакетов поршневых колец, длл двигателей внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение точности Ll производительности обработки зэ счет устранения ударных нагрузок в мэсшт=б! î-vопировэль?!ол! механизме.

Нэ ф:.1г. 1 приведена схема предлэ!эемого ус?рг.;с?вэ. нэ ф?1!. 2 пр!1веден график иэл?ененил г 1лы сжат?1л ?!ру?лины; H", фиг, 3

Г?ривед{ и р,,??1K иэл1ен,.?!??л л1ол1е!!1 э силы дэвлен?1л р лl h;l Hэ копир, 533„, 1704930 А) повышение точности и производительности обработки зэ счет устранения ударных нагрузок в масштабно-копировальном механизме. Устройство состоит из копира 1, имеющего возможность изменять центр вращения опирающегося на него ролика 2.

Ролик закреплен нэ плече а двуплечего рычага 3, плечо Ь которого взаимодействует через призму с плечом с двуплечего рычага 5 с закрепленным на его плече d режущим инструментом б. На плече с рычага 5 закреплен один конец пружины 7. а другой — на штоке гидроцилиндра 8. Гидроцилиндр 8 соединен посредством трубопровода 9 с гидроцилиндром 10, шток которого шарнирно закреплен на плече а рычага 3, Гидроцилиндр 10 установлен с возможностью перемещения в сторону ролика 2, а гидроцилиндр 8 закреплен на основании. 3 ил.

Устройство состоит из копира 1, у которого ил1еетсл возможность изменять на величину 1=- A R центр вращения, опирающегося на него ролика 2, где Л К вЂ” приращение радиус-векторэ копирэ в 120 (зэ 0 принята точка, проTèвоположHýя выступу копирэ).

Приращение радиус-вектороо копира (его форма) определяются, исходя иэ следующих основных пзрэл1етров изготавливаемых поршневь?>: колец: геол1етрических

pa3ã.", lров кольца (вь!соты h. радиальной толщи н ы T намина !lb o! о диэл1е тра цилиндра

Оц), материала кол! цэ (модуля упругости Е). упругости О, ог?эп! LL3ñòLLЛ D L1других l1. сле1704930

10

15 дователы о, является g:óíêöëåé этих пара летров, t.е.:

ДR = f(h,<,D„,Е,П, Л0 и др.)

Ролик 2 закреплен i:a г ".ече а двуплечего рычага 3, плечо Ь которого взаимодейстпует через призму 4 с плечом с двуплечего рычага 5 с закрепленным на его плече d режущим инструиен оял 6. На плече с двуплечего рычага 5 закреплен один конец пружины 7, другой конец которой закреплен на штоке гидроцилиндра 8, соедмненного посредством трубопровода 9 с гидроцилиндром 10, шток которого шарнирно закреплен на плече а двуплечего рычага 3, При этом величина давления Р, в подпоршневом пространстве гидроцилиндров 8 и 10 и трубопроводе 9 выбирается та им образом, чтобы обеспечить сжатие пружины 7 и тем самым неразрывность кинематической цепи копир

1-ролик 2-рычаг 3-призма 4-рычаг 5 при вращении копира 1. Гидроцилиндр 10, соединенный посредством штока с плечом а двуплечего рычага 3, имеет возможность перемещаться по нему в сторону ролика 2, что необходимо для выбора передаточного отношения перемещений штоков гидроцилиндров 8 и 10, влия1ощих на силу сжатия пружины 7.

На фиг. 2 приведен график изменения силы сжатия пружины в прототипе-кривая

11. Кривая 12 показывает изменение силы сжатия пружины при смещении центра вращения копира на величину I=- Л R, а кривая 13 — изменение силы сжатия пружины при смещении на величину I центра вращения копира и ее автоматическом регулировании. На фиг. 3 приведен график изменения момента сипы давления ролика на копир в прототипе- кривая 14. Кривая 15 показывает изменение момента силы давления ролика на копир при смещении на величину! центра вращения копира, а кривая 16 — изменение момента силы давления ролика на копир при смещении на величину 1 центра вращения копира и автоматическом регулировании силы сжатия пружины.

Устройство работает следующим образом.

Вращательное движение копира 1 посредством роли .-. 2 пр=-образуе"ся в качательное ды .жение двуплечего рычага Э, передг-.ощего эти дв«жсния через призму

i. двуплечий рычаг 5 на режущий инструмент 6. причем вследстзие небольших приращений радиус-векторов копира 1 движение режущего инструмента 6 близко к возвратно-поступат эльнсму. В соответствии с условием I=-ЛК выбирается смаще20

55 ние центра вращения копира 1. при этогл происходит изменение зависимостей, связывающих силу сжатия пружины 7 и ломечт силы давления ролика 2 на копир 1 с углом поворота копира 1 (криаые 11 и 14 на фиг, 2 и 3 поевращаются в кривые 12 и

15). При кача ельном движении рычага 3 происходит перемещение закрепленного на плече а рычага 3 штока гидроцилиндра

10. что вызывает изменение давления Ро в подпоршневом пространстве гидроцилиндра 10 и влеч 1 за собой изменение давления в трубопроводе 9, вызывающее изменение давления в подпоршневом пространстве гидроцилиндра 8 и перемещение его штока с закрепленным на нем концом пружины 7 в сторону движения плеча с рычага 5 с закрепленным на нем другим концом пружины 7. Таким образом происходит изменение силы сжатия пружины 7. Сме цением гидроцилиндра 10 в сторону ролика 2 устанавливаются минимальные относительные изменения момента силы давления ролика 2 на копир 1 (на фиг. 3 кривая 15 превращается в кривую

16), при этом закон изменения сжатия пружины 7 изменяется на противоположный(на фиг, 2 кривая 12 превращается в кривую 13).

Пример. Определим смещение I центра вращения копиоа. давление Р„в систе ле гидроцилиндра 8- трубопровод 9- гидроцилиндр 10 и изменение силы сжатия пружины

7 при перемещении штока гидроцилиндра

10 по плечу а рычага 3 для кольца диаметром Оц=120 .лм из высокопрочного чугуна при диаметрах гидроцилиндра 8 01--0.015 мм и гидроцилиндра 10 Dz=0,05 м длине плеча а рычага 3 L=0,13655 м. Причесал, что начальное положение штока гидроцилиндра 10 на плече а рычага 3 соответствует расстоянию А1--0,01 м от опоры рычага 3, а конечное положение соответствует расстоянию А2= 0,136 м от этой же точки. Приращение радиус-векторов копира в 120О составляет 1,5 мм (h R= 1.5 х 10 ) это приращение является максимальным. сила сжатия пружины 7 на станках для копирной обработки колец составляет порядка 200 Н (Г= 200 Н). а жесткость пружины порядка

50 кН/м /Л =50 xH/м.

Получае л, что

I=1,5 мм

Pp = — — = 25,5кН/ м . пр,, 2 л Dj

При смещении на Л R= 1.5 х 10 м центра вращения ролика 2 смещение штока гидроцилиндра 10 находим иэ соотношения

1704930 ьлли или

ЛЯ Х AR X — — — кли

1 А1 1 А2

X> = 0.00011 ы Хг = 0.00149 м, При этом сметцение штока гидроцилиндра 8 будет составлять г Ф . Хз Р„=л - О . X> - p.

Хз = — Xs =0.0012м о

D) лЫ Х Р =кD) Х2

Х4 = — Xz =0.01б5м

D)

О1 и сила сжатия пружины 7 изменяется на величину

ЛЕпр1 =Хз -Л=61,1 Н

Л Ьр2 = Х1 Л = 827,8Н . С учетом посаедних соотношений путем сложения моментов сил, действующих в масштабно-копкровальном устройстве, получаем, что при положении гидроцилиндра 10 на расстоянии 0.01 м от опоры рычага

3 на плече а неравномерность момента силы давления ролика 2 на копир 1 составляет величину 650 Н . м. а при положении гидроцилиндра 10 на расстоянии 0,13б м от опоры рычага 3 зта неравномерность снижается до величины 30 Н и. при этом неравномерность изменения момента силы давления ролика 2 на копир 1 в прототипе составляет величину порядка 800-900 H-м. Окончательно имеела. что смещение центра вращения копира 1 на величину!= 1.5 мм в сторону выступа копира 1 и положение штока гидроципиндра 10 на плече а рычага 3 на расстоянии 0,136 м от опоры рычага 3 привод к снижению момента силы давления ролика 2 на копира зз полный оборот копира (суммарного момента сил масштабно-копировального ллеханизма) в 25-30 раз по сравнению с прототипом.

Предлагаемое устройство для механи5 ческой обработки поршневых колец позволяет значительно снизить относительные изменения суммарного момен)3 сил масштабно-копировального механизма и сделать его величиной практически

10 постоянной(фиг. 2, кривая 3), «то приводит к устранению ударных нагрузок о масштабно-копировальном механизме станка и позволяет увеличить число оборотов шпинделя в 1,3...1.4 раза, а следовательно, 15 увеличить производительность токарного копировального станка приблизительно на 20 Д и повысить точность обработки о

2,4...2,5 раза.

Формула изобретения

20 Устройство для токарной обработки, содержащее основание, два двуплечих рычага, на одном из которых закреплен режущий инструмент, а на другом — ролик. предназначенный для взаиллодействия с копиром, 25 установленным с возможностью вращения, при этом свободное плечо рычага, несущего режущий инструменi, предназначено для взаимодействия посредством призмы со свободным плечол рычага, несущего ро30 лик, и подпружинено относительно него посредством пружины сжатия, о т л и ч аю щ е е с я тем, что.. с целью повышения точности и производительности обработки, устройство снабжено двумя гидроци35 линдрами, причем пружина закреплена на штоке первого гидроцилиндра, подпоршневая полость которого соединена гидравлически с подпоршевой полостью второго гидроцилиндра. шток которого шарнирно

40 соединен с плечом рычага. несущ;лм ролик. при этом первый гидроцилиндр закреплен на основании, а второй установлен на нем с воэможностью перемещения.

1704930 ар

И ! м

Составитель M.Ëoïàöèíñêèé

Техред M.Моргентал Корректор Т.Палий

Редактор В,Фельдман

Заказ 150 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям пр ГКНТ СССР

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

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

Фиг. Г

0 Q 20 /О Фр

gO

Фиг. 5 о М Во t?0 (60