Устройство для вихревого нарезания винтовых канавок

Изобретение относится к области обработки металлов со снятием стружки, получению винтовых канавок на универсальных токарных станках. Устройство включает ведущую шестерню, жестко закрепленную на валу, ступица которой закреплена в зажимном патроне, правый конец вала поджат задней бабкой, на концах вала жестко закреплены передний и задний диски, при этом по диаметрально расположенным отверстиям переднего диска установлены передние центры с возможностью вращения вокруг своих осей, с передними центрами жестко связаны шестерни передних центров, находящиеся в кинематической связи с шестерней ведомой, которая также имеет возможность свободного вращения относительно оси вала и кинематически связана с ведущей шестерней через блок шестерен, ось которых через опору приспособления закреплена на станине токарного станка, в свою очередь на заднем диске по диаметрально расположенным отверстиям расположены задние центры. На валу могут быть установлены ограничительные втулки. Ведущая шестерня приспособления может иметь делительный диаметр меньше или больше делительного диаметра ведомой шестерни. Устройство может быть снабжено шестернями переднего центра с различным передаточным отношением. На валу могут быть дополнительно закреплены, как минимум, два упора, жестко зафиксированных относительно вала винтами. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к обработке металлов со снятием стружки, а именно к устройствам для токарной обработки винтовых канавок, а более конкретно может использоваться в качестве устройства для скоростного - вихревого нарезания винтовых канавок на универсальных токарных станках.

Известно устройство для вихревого нарезания наружных резьб с использованием колоколообразного трехлезвийного перетачиваемого инструмента с секцией, идентичной нарезаемой резьбе, установленное на токарном автомате с ЧПУ с высокоскоростным шпинделем (Жан-Даниель Хофер, Дьер-Ив Колер «Высокоточное вихревое нарезание резьбы на токарных автоматах», ж. «Металлообработка» 2002 г., Русская версия, ООО «Инструменты. Технология. Оборудование», изд. «Типография» Новости», г.Москва, стр.4-6). Длина резьбы, получаемой на данном оборудовании, определяется траекторией перемещения шпиндельной бабки и максимально составляет 30 мм. Для вихревого нарезания правой резьбы устройство повернуто вверх, для нарезания левой - вниз.

Недостатками данного устройства являются: применение специального колоколообразного инструмента, одновременное нахождение в зоне обработки только одной заготовки, ограничение длины получаемой резьбы 30 мм и применение дорогостоящего станка с ЧПУ.

Известно устройство для скоростного - вихревого нарезания винтовой резьбы, принятое в качестве прототипа, состоящее из шпиндельной головки с пустотелым шпинделем, установленным на поперечных салазках суппорта станка вместо поворотной плиты и верхних салазок суппорта, с прикрепленным к шпинделю четырехрезцовым резцедержателем с твердосплавными резцами, шпиндельная головка находится под углом, равным углу подъема винтовой канавки заготовки, и поджата центром задней бабки, при этом ось вращения головки смещена относительно оси заготовки (П.М. Денежный, Г.М. Стискин, И.Е. Тхор. «Токарное дело», изд. «Высшая школа», г.Москва, 1979 г., уч. пособие для сред. проф.-техн. училищ, стр.132, рис.221).

Недостатком данного устройства является ограничение технологических возможностей станка, заключающееся как в невозможности одновременной обработки нескольких заготовок, так и в невозможности одновременной обработки заготовок с разным шагом резьбы, разного диаметра, а также в устройстве-прототипе обязательно наличие дополнительного силового привода для вращения инструмента.

Задачей изобретения является расширение технологических возможностей токарного станка при нарезании винтовых канавок на цилиндрических деталях.

Поставленная задача решается за счет того, что устройство для вихревого нарезания винтовых канавок на универсальном токарном станке с зажимным патроном, центром задней бабки и резцом снабжено ведущей шестерней, жестко закрепленной на валу, ступица которой предназначена для закрепления в зажимном патроне, правый конец вала поджат центром задней бабки, на концах вала жестко закреплены передний и задний диски, при этом по диаметрально расположенным отверстиям переднего диска установлены передние центры с возможностью вращения вокруг своих осей, с передними центрами жестко связаны шестерни передних центров, кинематически связанные с ведомой шестерней, имеющей возможность свободного вращения относительно оси вала и кинематически связанной с ведущей шестерней через блок шестерен, ось которых через опору закреплена на станине токарного станка, при этом на заднем диске по диаметрально расположенным отверстиям расположены задние центры.

Посредством данного устройства можно получать на заготовках винтовые канавки как разной длины, так и винтовые канавки различного направления - левые и правые. Для обеспечения обработки заготовок разной длины на центральном валу устройства предварительно закреплены ограничительные втулки. При получении на заготовках правой винтовой канавки делительный диаметр ведущей шестерни устройства меньше делительного диаметра ведомой шестерни, а при получении на заготовках левой винтовой канавки делительный диаметр ведущей шестерни больше делительного диаметра ведомой шестерни.

Устройство позволяет обрабатывать одновременно заготовки с разными шагами винтовых канавок за счет возможности использования или настройки разного, большего или меньшего, передаточного отношения на шестернях переднего центра устройства для вихревого нарезания винтовых канавок.

Еще одним преимуществом по сравнению с прототипом является то, что имеется возможность обработки валов большой длины и малого диаметра, ограниченных только длиной станины станка за счет того, что на валу устройства установлены и жестко закреплены, как минимум, два упора, выполняющих функцию люнета.

Сущность изобретения характеризуется на примере вихревого нарезания винтовых канавок на шнеках. На фиг.1 и на фиг.2 показано приспособление для вихревого нарезания винтовых канавок и дан поперечный разрез данного приспособления. Приспособление состоит из следующих деталей. На центральном валу 1 приспособления жестко закреплены передний диск 9 и задний диск 10. В зависимости от длины обрабатываемых заготовок на вале установлен набор ограничительных втулок 11. По диаметрально расположенным отверстиям переднего диска закреплены несколько передних центров 5, в зависимости от количества обрабатываемых заготовок, с возможностью вращения вокруг своих осей. С передними центрами 5 жестко связаны или выполнены заедино шестерни передних центров 4. Все шестерни передних центров 4 находятся в кинематической связи с шестерней ведомой 3, которая имеет возможность свободно вращаться относительно оси вала 1 приспособления. Шестерня ведущая 2 жестко закреплена на валу 1 и кинематически связана с шестерней ведомой 3 через блок шестерен 6, ось которых через опору 7 закреплена на станине токарного станка. Аналогично переднему диску 9, по диаметрально расположенным отверстиям заднего диска 10 закреплены несколько задних центров 8, предназначенных для закрепления в приспособлении заготовок шнеков. На ограничительных втулках 11 устанавливаются, по меньшей мере, два упора 12 (фиг.2) для обработки шнеков большой длины и малого диаметра, закрепленных винтами 13 и жестко зафиксированных относительно вала 1 винтами 14.

Установка, настройка и работа устройства для нарезания винтовых канавок представлена на примере обработки шнеков на универсальном токарном станке. В шпинделе токарного станка закрепляют ступицу ведущей шестерни 2, а вал 1 приспособления поджимают задним центром станка. Опору 7 приспособления закрепляют на станине токарного станка таким образом, чтобы обеспечить нормальное зацепление ведущей шестерни 2 и ведомой шестерни 3 с блоком шестерен 6. Оператор закрепляет резец в резцедержателе и включает станок. За счет использования конструкции приспособления заготовки, которые оператор закрепляет, расположены со смещением относительно шпинделя токарного станка. Резец касается каждой из обрабатываемых заготовок, а их может быть несколько, через определенные промежутки времени. За один оборот приспособления на каждой из заготовок выбирают сектор, образуемый на следующем обороте приспособления со смещением на угол подъема винтовой канавки, при повторении этих циклов на каждой из заготовок шнеков образутся канавка заданного шага. При вращении шпинделя токарного станка вращается ведущая шестерня 2, кинематически связанная с ведомой шестерней 3 через блок шестерен 6 за счет разности делительных диаметров ведущей шестерни 2 и ведомой шестерни 3, и происходит вращение ведомой шестерни 3 относительно приспособления. Вращение ведомой шестерни 3 относительно приспособления через шестерни передних центров 4 передается на каждую заготовку шнеков, установленных в приспособлении, поэтому кроме вращения самого приспособления, внутри него каждая заготовка шнека поворачивается вокруг собственной оси с заданной скоростью. В зависимости от того какую винтовую канавку - левую или правую требуется получить, предварительно подбирают разный делительный диаметр ведущей 2 и ведомой 3 шестерен и закрепляют в шпинделе токарного станка ступицу ведущей шестерни 2, соответственно с большим или меньшим делительным диаметром по отношению к делительному диаметру ведомой шестерни 3. В процессе обработки резец за один оборот приспособления на каждом шнеке выбирает сектор окружности. За счет подачи резца, которая в десятки раз меньше шага винтовой канавки, и постепенного вращения шнеков внутри приспособления образуется винтовая канавка на каждом шнеке с шагом, который определяется подачей резца и передаточным отношением шестерен внутри приспособления.

Посредством данного приспособления существует возможность одновременно получать шнеки с разными шагами винтовых канавок, предварительно, при наладке приспособления, изменяя передаточное число уже на шестернях переднего центра приспособления.

Длина шнеков, в частности шнеков, используемых в машинах пластмассового литья для перемещения пластических материалов, сильно варьируется по длине и по диаметру. Поэтому в производстве используются специальные станки для обработки данных деталей. Эти детали при помощи приспособления возможно обрабатывать на обычных универсальных токарно-винторезных станках. При этом на вал 1 приспособления дополнительно жестко закрепляют, как минимум, два упора 12.

Такая конструкция устройства для вихревого нарезания винтовых канавок позволяет расширить технологические возможности токарных станков и получать детали со сложными поверхностями, типа винтовых, с меньшей трудоемкостью по сравнению с обработкой данных деталей на токарных автоматах с ЧПУ.

1. Устройство для вихревого нарезания винтовых канавок на универсальном токарном станке с зажимным патроном, задней бабкой и резцом, отличающееся тем, что оно снабжено ведущей шестерней, жестко закрепленной на валу, ступица которой предназначена для закрепления в зажимном патроне, правый конец вала поджат задней бабкой, на концах вала жестко закреплены передний и задний диски, при этом по диаметрально расположенным отверстиям переднего диска установлены передние центры с возможностью вращения вокруг своих осей, с передними центрами жестко связаны шестерни передних центров, кинематически связанные с ведомой шестерней, имеющей возможность свободного вращения относительно оси вала и кинематически связанной с ведущей шестерней через блок шестерен, ось которых через опору закреплена на станине токарного станка, при этом на заднем диске по диаметрально расположенным отверстиям расположены задние центры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на вале установлены ограничительные втулки.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ведущая шестерня имеет делительный диаметр меньше делительного диаметра ведомой шестерни.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ведущая шестерня имеет делительный диаметр больше делительного диаметра ведомой шестерни.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в нем установлены более одной шестерни переднего центра с различным передаточным отношением.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на вале дополнительно закреплены, как минимум, два упора.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что упоры жестко зафиксированы относительно вала винтами.