Копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к устройствам токарной обработки изделий сложной геометрии наружного профиля, в частности копировального некругового обтачивания юбок поршней двигателей внутреннего сгорания. Копировальное устройство содержит пространственный копир, установленный с возможностью вращения шпинделем станка одновременно с заготовкой поршня, копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола и с закрепленными на нем копирным щупом и расположенным между щупом и осью поворота резцом, пружину для прижима щупа к поверхности копира, размещенную между копирным рычагом и рабочим столом, перемещаемым суппортом и кареткой станка. В шпинделе станка закреплена оправка с зажимом для соосного консольного крепления изнутри обрабатываемой заготовки за отверстие под поршневой палец. Копир выполнен в виде неподвижно закрепленной на оправке втулки. Копир и заготовка расположены рядом друг с другом по оси шпинделя и установлены в определенном угловом положении посредством соответствующей ориентации креплений втулки и зажима на оправке, а рабочие концы копирного щупа и резца направлены в одну сторону по направлению к оси шпинделя. Изобретение позволяет существенно упростить конструкцию, ускорить и удешевить установку заготовки и повысить качество обработки. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам токарной обработки изделий сложной геометрии наружного профиля, в том числе несимметричной, с переменной степенью овальности и криволинейности, в частности, копировального некругового обтачивания юбок поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известно по а. с. СССР N 1819190, опубл. 30.05.93 [1] копировальное устройство для обработки поршней, содержащее пространственный копир с возможностью вращения одновременно с закрепленной заготовкой поршня шпинделем станка, причем продольные оси указанных копира и заготовки параллельны оси указанного шпинделя; копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола, перемещаемого суппортом и кареткой станка, с закрепленными на указанном рычаге копирным щупом и резцом в промежутке между щупом и осью поворота, а также пружиной между указанными копирным рычагом и рабочим столом для прижима щупа к поверхности копира.

Недостатками данного устройства являются сложность и неудобство дополнительных кинематических схем передач, их некомпактность, нежесткость и нерациональное распределение усилий между копирным щупом и резцом, направленных в разные стороны от копирного рычага.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в существенном упрощении конструкции, ускорении и удешевлении ее установки, подготовки и/или переналадки для некругового обтачивания на токарном станке юбок поршней ДВС, в повышении качества обработки.

Технический результат достигается тем, что копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания содержит пространственный копир, установленный с возможностью вращения шпинделем станка одновременно с заготовкой поршня, копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола и с закрепленными на нем копирным щупом и расположенным между щупом и осью поворота резцом, пружину для прижима щупа к поверхности копира, размещенную между копирным рычагом и рабочим столом, перемещаемым суппортом и кареткой станка, отличие состоит в том, что оно снабжено закрепленной в шпинделе станка оправкой с зажимом для соосного консольного крепления изнутри обрабатываемой заготовки за отверстие под поршневой палец, при этом копир выполнен в виде неподвижно закрепленной на оправке втулки, копир и заготовка расположены рядом друг с другом по оси шпинделя и установлены в определенном угловом положении посредством соответствующей ориентации креплений втулки и зажима на оправке, а рабочие концы копирного щупа и резца направлены в одну сторону по направлению к оси шпинделя.

Перечень фигур чертежей.

Фиг. 1 - общий вид копировального устройства.

Фиг. 2 - продольный осевой разрез оправки.

На чертежах в сквозной нумерации обозначены позиции следующих элементов: 1 - заготовка поршня, 2 - шпиндель станка, 3 - планшайба, 4 - оправка, 5 - втулка пространственного копира, 6 - рабочий стол, 7 - копирный рычаг, 8 - ось поворота копирного рычага, 9 - копирный щуп, 10 - резец, 11 - прижимная пружина, 12 - кулачки консольного зажима на оправке, 13 - шток пневмоцилиндра для консольного зажима поршня на первой оправке, 14 - конус с ограничителем хода кулачков зажима, 15 - направляющие штифты для кулачков, 16 - возвратные пружины, 17 - кольцевая посадочная втулка для пружин.

Копировальное устройство разработано для установки на токарный станок общего назначения с ЧПУ или даже без него, оправку 4 закрепляют типовым средством (планшайбой 3) в шпиндель 2, рабочий стол 6 устанавливают вместо типового резцедержателя по его месту крепления на суппорте станка.

Готовую втулку копира 5 одевают и неподвижно и жестко закрепляют на оправке 4, например, с помощью неподвижного шпоночного или шлицевого соединения.

Разность величин плеч щупа 9 и резца 10 относительно оси 8 поворота копирного рычага 7 приводит к появлению масштаба копирования, который должен быть учтен заранее при создании втулки копира 5 на основании конкретных размеров плеч рычага 7 и размеров юбки поршня 1.

Кроме того, для качества и точности некругового обтачивания требуется согласование скорости продольного перемещения рабочего стола 6 вдоль оси шпинделя 2, общей частоты его вращения с копиром 5 и заготовкой поршня 1, а также допустимого снимаемого за один проход слоя металла с заготовки 1.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом некругового обтачивания заготовку поршня 1 соосно консольно закрепляют на оправке 4 с помощью внутреннего зажима, например, типа "ласточкин хвост". По фиг. 2 при движении штока 13 зажима на втягивание сквозь отверстие шпинделя 2 станка в пневмоцилиндр (на фиг. 2 не показан) конус 14 разжимает и смещает кулачки 12 вдоль направляющих штифтов 15. При этом кулачки 12 входят в две части отверстия под поршневой палец и поджимают заготовку 1 к фланцу оправки 4. После обработки при отключении пневмоцилиндра и обратном движении штока 13 возвратные пружины 16 устанавливают кулачки 12 в исходное положение, тем самым высвобождая заготовку 1 для снятия с оправки 4.

При движении рабочего стола 6 с кареткой станка вдоль оси шпинделя 2 при непрерывном касании щупа 9 поверхности втулки копира 5 резец 10 профилирует обрабатываемую поверхность юбки заготовки поршня 1, получая перемещение от качающегося копирного рычага 7.

При этом распределение векторов усилий между щупом 9 и резцом 10 является наиболее рациональным, и давление на резец 10 является оптимальным для предотвращения чрезмерных деформаций обрабатываемой поверхности и преждевременного износа резца 10, который обычно выбирают алмазным.

Использование предлагаемого изобретения позволит снизить трудоемкость изготовления поршней и повысить точность их обработки. Устройство предназначено для токарных станков общего назначения и просто в изготовлении с разными копирными втулками для разных поршней. Это позволит использовать его как в серийном, так и штучном производстве, например, на ремонтных предприятиях.

Предлагаемое копировальное устройство уже ряд лет эффективно применяется в производстве на предприятии фирмы "Самара Трейдинг Компани".

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ 1. А. с. СССР N 1819190, B 23 B 5/24, опубл. 30.05.93, бюл. N 20.

Формула изобретения

Копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания, содержащее пространственный копир, установленный с возможностью вращения шпинделем станка одновременно с заготовкой поршня, копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола и с закрепленными на нем копирным щупом и расположенным между щупом и осью поворота резцом, пружину для прижима щупа к поверхности копира, размещенную между копирным рычагом и рабочим столом, перемещаемым суппортом и кареткой станка, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной в шпинделе станка оправкой с зажимом для соосного консольного крепления изнутри обрабатываемой заготовки за отверстие под поршневой палец, при этом копир выполнен в виде неподвижно закрепленной на оправке втулки, копир и заготовка расположены рядом друг с другом по оси шпинделя и установлены в определенном угловом положении посредством соответствующей ориентации креплений втулки и зажима на оправке, а рабочие концы копирного щупа и резца направлены в одну сторону по направлению к оси шпинделя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

Другие изменения, связанные с зарегистрированными изобретениями

Изменения:Публикацию о досрочном прекращении действия патента на изобретение считать недействительной

Номер и год публикации бюллетеня: 18-2006

Извещение опубликовано: 27.07.2006        БИ: 21/2006

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.05.2009

Извещение опубликовано: 20.05.2009        БИ: 14/2009