Устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля

 

Изобретение относится к технологии машиностроения, устройствам для обработки дисковым инструментом в виде дисковой фрезы или шлифовального круга. Устройство содержит корпус со шпинделем, на котором установлены имеющие контакт с инструментом и обращенные друг к другу торцами фланец и поршень, причем фланец закреплен неподвижно, а поршень размещен с возможностью перемещения в осевом направлении в механизме осевого перемещения. Для расширения технологических возможностей, повышения качества и производительности инструмент выполнен в виде дисковой фрезы с высотой, равной минимальной ширине кольцевой канавки, и с разрезом по радиусу. При этом один из двух концов дисковой фрезы, образованных указанным разрезом, прикреплен к торцу фланца, а другой - к торцу поршня с возможностью получения витка винтовой периферийной режущей поверхности за счет разведения концов дисковой фрезы до величины максимальной ширины кольцевой канавки. 3 ил.

Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам и устройствам для обработки кольцевых канавок переменного профиля дисковым инструментом, например дисковой фрезой, шлифовальным кругом и т. п.

Известно устройство для абразивной обработки эластичным инструментом. содержащее корпус со шпинделем, на котором установлены находящиеся в контакте с инструментом обращенные друг к другу торцами два фланца, один из которых закреплен неподвижно, а второй установлен с возможностью перемещения в осевом направлении, а также механизм осевого перемещения подвижного фланца, при этом упомянутые торцы фланцев выполнены волнообразными, кроме того, выступы одного фланца расположены против впадин другого фланца [1].

Недостатком известного устройства является узкая специализация и невозможность использования других видов инструментов, что ограничивает область применения.

Известен привод шлифовального круга для обработки кольцевых канавок переменного профиля [2]. Привод содержит установленную с возможностью осцилляции на шейке приводного вала планшайбу с расположенным на ней шлифовальным кругом. Планшайба взаимодействует с механизмом ее осцилляции с изменением угла наклона шлифовального круга к плоскости вращения. Механизм включает установленные с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в неподвижном диске плунжеры, имеющие ролики, контактирующие с одним торцом планшайбы, и шарики, катящиеся по поверхности профильного кулачка.

Последний расположен на торце приводного шкива, получающего вращение от обрабатываемой заготовки через зубчатую ременную передачу. Диск и приводной шкив расположены на неподвижном валу, который смонтирован на стойке соосно приводному валу планшайбы, взаимодействующей с внутренней сферической поверхностью шайбы приводного вала. Зубчатая ременная передача привода торцового кулачка имеет быстросъемный шкив, который устанавливается на обрабатываемой заготовке, с числом зубьев и наружным диаметром в два раза меньшим, чем приводной шкив.

Недостатком является сложность конструкции и изготовления привода круга, особенно сферических шайбы, шейки, профильного торцового кулачка и плунжеров, а также большой износ многих сопрягаемых деталей из-за больших инерционных сил, так как для достижения нормальной скорости резания при шлифовании кругу необходимо сообщать высокую частоту вращения.

Известно специальное устройство крепления инструмента для реализации способа фрезерования канавок фасонного профилях [3], при котором производят врезание фрезы на необходимую глубину канавки, после чего сообщают вращение заготовке, причем движения вращения заготовки и качания фрезы в плоскости, проходящей через оси вращения заготовки и инструмента, согласованы, при этом наибольший угол качания фрезы за пол-оборота заготовки определяют по приведенной формуле.

Недостатком указанного устройства является сложность изготовления и реализации способа, требующая больших трудовых и денежных затрат.

Заявляемое изобретение решает задачу обработки кольцевых канавок переменного профиля, уменьшения затрат на технологическую подготовку производства, расширения технологических возможностей и повышения качества и производительности.

Это достигается с помощью предлагаемого устройства для обработки кольцевых канавок переменного профиля, содержащего корпус со шпинделем, на котором установлены находящиеся в контакте с инструментом обращенные друг к другу торцами фланец и поршень, причем фланец закреплен неподвижно, а поршень установлен с возможностью перемещения в осевом направлении, а также механизм осевого перемещения поршня, при этом в качестве инструмента берется дисковая фреза, высотой равная минимальной ширине канавки, разрезанная по радиусу, которая крепится образовавшимися концами к торцам фланца и поршня с возможностью получения витка винтовой периферийной режущей поверхности путем разведения концов до величины максимальной ширины канавки.

На фиг. 1 представлена конструкция предлагаемого устройства; на фиг.2 - рабочее положение инструмента, концы которого максимально разведены; на фиг. 3 - исходное положение инструмента.

Устройство содержит шпиндель 1, который с помощью подшипников 2 и 3 установлен с возможностью вращения в корпусе 4. Для вращения шпинделя служит шкив 5, соединенный бесконечным ремнем 6 со шкивом 7 приводного электродвигателя 8, установленного, например, на корпусе 4.

На шпинделе 1 между фланцем 9, неподвижно установленным с помощью шпонки и гаек 10, и механизмом осевого перемещения 11 одним концом закреплен инструмент - дисковая фреза 12. Дисковая фреза 12 берется высотой В_min, равной минимальной ширины обрабатываемой канавки, и разрезана по радиусу с возможностью разведения образовавшихся концов.

Один конец фрезы 12 крепится, например, винтом 13 к торцу фланца 9, при этом на второй конец фрезы 12 воздействует пружина 14, расположенная в стакане 15, закрепленном на фланце 9.

На шпинделе 1 между инструментом 12 и корпусом 4 установлен механизм 11 осевого перемещения с подвижным элементом - поршнем 16, к которому крепится второй конец фрезы 12.

Механизм 11 осевого перемещения может быть выполнен в виде силового цилиндра, соединенного с муфтой 17, установленной на нерабочем конце шпинделя. Муфта 17 в этом случае соединена с источником давления рабочей среды, например с гидростанцией или пневмосетью.

При работе устройства от двигателя 8 вращается шпиндель 1 вместе с фланцем 9, поршнем 16 и инструментом 12, который периферийной рабочей режущей поверхностью обрабатывает канавку 18 детали 19, шириной от В_min, равной высоте неразведенной дисковой фрезы, до В_max, равной высоте разведенной дисковой фрезы.

Способ фрезерования кольцевых канавок переменного профиля предлагаемым устройством осуществляется следующим образом. Производят врезание фрезы на необходимую глубину канавки, причем фреза с неразведенными концами имеет высоту B_min (фиг.3). Затем движение вращения заготовки согласовывают с разведением концов фрезы, таким образом, что за пол-оборота заготовки концы фрезы плавно раздвигаются до величины В_max максимальной ширины канавки (фиг. 2). За следующие пол-оборота заготовки концы фрезы плавно совмещаются, занимая исходное положение (фиг.3).

Для обработки кольцевых канавок переменного профиля создают деформацию инструмента путем разведения его концов за счет пружины 15 и совмещения их за счет приведения в действие механизма 11 осевого перемещения.

По сравнению с обычной фрезой, работающей по профильной схеме резания, предлагаемый инструмент - дисковая фреза с раздвинутыми концами имеет винтовую периферийную режущую поверхность и дополнительно снимает припуск боковыми кромками в виде узких слоев, расположенных нормально к обрабатываемой донной поверхности паза. Такая схема резания носит название последовательной или генераторной [4].

Генераторная схема предназначена для обработки заготовок после ковки или штамповки, имеющих на поверхности корку.

В предлагаемом устройстве фреза обеспечивает большую толщину и меньшую ширину среза, что интенсифицирует процесс, увеличивает производительность обработки и стойкость инструмента, при этом не требует предварительной обработки заготовки и позволяет фрезеровать по корке.

Фреза с винтовой режущей поверхностью имеет меньшую высоту _min по сравнению с традиционной и позволяет экономить расход инструмента.

Предлагаемое устройство позволяет использовать стандартный инструмент - фрезу, требующий минимальных доделок перед эксплуатацией.

Кроме того, имеющаяся возможность регулировки инструмента по ширине обрабатываемой канавки позволяет сократить количество проходов и время обработки.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства технологические возможности расширяются за счет обеспечения раздвижения концов фрезы, установки периферийной режущей части фрезы в виде витка винтовой поверхности, регулировки ее шага и возможности обработки кольцевых канавок переменного профиля, а также за счет увеличения осевой жесткости инструмента при его винтообразной деформации, что позволяет увеличить силу резания и режимы, а следовательно, и производительность обработки, при этом снижается расход инструмента.

Источники информации 1. Авт.св. СССР 1038194, МКИ В 24 В 19/02. Устройство для абразивной обработки эластичным инструментом /В.М.Мигунов и др. Заявка 3412463/25-08, заявл. 26.03.82, опубл. 30.08.83. Бюл. 32 - прототип.

2. Патент РФ 2121423, МКИ В 24 В 47/00, 19/02. Привод шлифовального круга /Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И., Гончаров И.И. Заявка 97122188/02, заявл. 30.12.97, опубл. 10.11.98. Бюл. 31 - аналог.

3. Патент РФ 2089352, МКИ В 23 С 3/00. Способ фрезерования /Степанов Ю. С. , Афанасьев Б. И. , Бурнашев М.А. Заявка 95109001/02, заявл. 30.05.95, опубл. 10.09.97. Бюл. 25.

4. Родин П.Р. Металлорежущие инструменты: Учебник для вузов. - 3-е изд. переб. и доп.- Киев.: Вища школа. Головное изд-во. 1986. С.218-219.

Формула изобретения

Устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля, содержащее корпус со шпинделем, на котором установлены имеющие контакт с инструментом обращенные друг к другу торцами фланец и поршень, причем фланец закреплен неподвижно, а поршень установлен с возможностью перемещения в осевом направлении в механизме осевого перемещения, отличающееся тем, что инструмент выполнен в виде дисковой фрезы с высотой, равной минимальной ширине кольцевой канавки, и с разрезом по радиусу, при этом один из двух концов дисковой фрезы, образованных указанным разрезом, прикреплен к торцу фланца, а другой - к торцу поршня с возможностью получения витка винтовой периферийной режущей поверхности за счет разведения концов дисковой фрезы до величины максимальной ширины кольцевой канавки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3