Поводковое устройство

Изобретение относится к области технологии машиностроения, обработке на токарных станках. Поводковое устройство содержит стакан с симметричными вырезами, установленный на корпус, внутри которого расположен подпружиненный центр, связанный с поводковой шайбой через механизм осевого перемещения шайбы, состоящий из тонкостенной втулки и поршня, установленных на центре, и упругого элемента, взаимодействующего в осевом направлении с поршнем, а в радиальном - с толкателями, которые взаимодействуют с передающей втулкой через наклонные выступы, взаимодействующей с поводковой шайбой, соединенной с поршнем. Для повышения точности центрирования, увеличения крутящего момента, передаваемого заготовке, и повышения надежности ее закрепления между поршнем и поводковой шайбой установлен опорный подшипник, а толкатели выполнены в виде составной конструкции, включающей шарик, имеющий возможность вращения в любом угловом направлении, и пружину. 3 ил.

 

Изобретение относится к области технологии машиностроения и предназначено для обработки валов на токарных станках.

Известно поводковое устройство [1], в корпусе которого расположен подпружиненный центр, связанный с поводковой шайбой через механизм осевого перемещения шайбы, выполненный в виде установленного на корпус стакана с симметричными вырезами, внутри которого размещена втулка с наклонными выступами, и установленного на центре упругого элемента с поршнем, предназначенным для взаимодействия с поводковой шайбой, при этом втулка и упругий элемент связаны между собой посредством толкателя.

Недостатком этого устройства является то, что данное устройство не позволяет точно настроить режущий инструмент по заготовке (или эталону), т.к. не происходит центрирование центра гидропластмассой. Это происходит из-за того, что при врезании зубьев, расположенных на поводковой шайбе, в торец заготовки возникают большие усилия врезания. В этом случае между поводковой шайбой и поршнем возникают большие силы трения скольжения, которые препятствуют повороту поводковой шайбы вокруг оси центра. В реальных условиях обработки заготовки из-за этих больших сил трений не происходит поворот поводковой шайбы, что не обеспечивает движение толкателей в радиальном направлении, и тем самым центрирование центра гидропластмассой не происходит. После окончания обработки резанием заготовки радиальные толкатели не начнут перемещаться в направлении от оси центра под действием избыточного давления гидропластмассы, т.к. для гидропластмассы данный режим является холостым ходом. В этом режиме гидропластмасса всегда обеспечивает заклинивание ходовых элементов (в данном случае радиальных толкателей). Гидропластмасса является ядовитым веществом и для разборки устройства необходимо предусматривать автономные специализированные заправочные участки. Также поводковое устройство не может применяться в условиях быстропереналаживаемого производства при многономенклатурном выпуске изделий, т.к. холостой ход работы гидропластмассы обеспечит заклинивание поводкового устройства и это потребует длительного времени его разборки и заправки гидропластмассой.

Целью изобретения является повышение точности центрирования обрабатываемой заготовки и увеличение крутящего момента, передаваемого обрабатываемой заготовке, надежности закрепления заготовки.

Указанная цель достигается тем, что в поводковом устройстве, содержащем стакан с симметричными вырезами, установленный на корпус, внутри которого расположен подпружиненный центр, связанный с поводковой шайбой через механизм осевого перемещения шайбы, состоящий из тонкостенной втулки и поршня, установленных на центре, и упругого элемента, взаимодействующего в осевом направлении с поршнем, а в радиальном - с составными толкателями, которые взаимодействуют с передающей втулкой через наклонные выступы, взаимодействующей с поводковой шайбой, соединенной с поршнем посредством упорного подшипника. При этом толкатели выполнены составной конструкцией, включающей шарик, который может вращаться в любом угловом направлении, и пружину. Это позволяет уменьшить коэффициент трения между радиальным толкателем и передающей втулкой, т.е. коэффициент трения скольжения заменяется коэффициентом трения качения. Использование в конструкции поводкового устройства стандартного шарикового упорного подшипника, расположенного между поршнем и поводковой шайбой, позволяет снизить коэффициент трения между поводковой шайбой и поршнем. Это гарантирует вращение поводковой шайбы вокруг оси центра при врезании зубьев в торец заготовки, и в процессе обработки заготовки резанием не происходит заклинивание поводковой шайбы. Это обеспечивает дополнительное увеличение усилий врезания зубьев в торец заготовки и тем самым увеличение передаваемого обрабатываемой заготовке крутящего момента. Применение пружины в составном радиальном толкателе обеспечивает незаклинивание толкателя в гидропластмассе при разжиме заготовки (холостой ход).

Поводковое устройство не может быть применено в условиях, когда соблюдается следующее условие

fP_вр>P_τ,

где f - коэффициент трения скольжения между поводковой шайбой и торцом поршня; Р_вр - сила врезания всех зубьев поводковой шайбы в торец заготовки, необходимая для передачи заготовке крутящего момента при резании, Н; Р_τ - тангенциальная составляющая силы резания при токарной и шлифовальной обработках, Н.

В этом случае условие функциональной работоспособности устройства записывается в виде:

f_кР_вр<Р_τ;

(5...12)f_к=f,

где f_к - коэффициент трения качения между поводковой шайбой и торцом.

В предлагаемом случае коэффициент трения качения заменяет коэффициент трения скольжения, а следовательно, правая часть условия работоспособности уменьшается в 5...12 раз в зависимости от физико-механических свойств материалов поводковой шайбы и поршня.

Сущность приспособления поясняется чертежом: на фиг.1 дан общий вид устройства в разрезе (устройство симметрично относительно оси разреза); на фиг.2 - разрез упругого элемента, радиального толкателя и передающей втулки; на фиг.3 изображен вид Б поводкового устройства.

Предлагаемое изобретение содержит корпус 1, внутри которого размещен центр 3, подпружиненный пружиной 2. Радиальные толкатели, состоящие из шарика 8, пружины 9 и пальца 10, взаимодействуют с поводковой шайбой 12 через передающую втулку 7 с радиальными выточками 16, упругий элемент 5 (гидропластмасса), поршень 11, тонкостенную втулку 4, подшипник 14 по ГОСТ 7872-89. Шайба 15 служит для центрирования поводковой шайбы 12 в радиальном направлении. Поводковая шайба 12 имеет выступы 17 и зубья 13. На корпус 1 надет кожух 6, имеющий симметричные вырезы.

Устройство работает следующим образом. Поводковое устройство вставляется конусом корпуса 1 в шпиндель станка (на чертеже не показан). Обрабатываемая заготовка (на чертеже не показана), перемещаемая центром задней бабки, надвигается центровым отверстием на подпружиненный центр 3 пружиной 2, утапливая его, при этом происходит первоначальное внедрение зубьев 13 поводковой шайбы 12 в торец заготовки.

С увеличением силы резания происходит торможение заготовки и поводковой шайбы 12, зубья 13 которой внедрены в торец заготовки. Затем торможение передается через выступы 17 поводковой шайбы 12 на передающую втулку 7. Подшипник 14 служит для уменьшения коэффициента трения между поршнем 11 и поводковой шайбой 12. В это время корпус 1 вместе с радиальными толкателями (шарик 8, пружина 9, палец 10) продолжает поворачиваться относительно передающей втулки 7. Радиальные выточки 16 передающей втулки 7 при этом вдавливают палец 10 посредством шарика 8 в упругий элемент 5. Вследствие этого поршень 11 под действием упругого элемента 5 выталкивает поводковую шайбу 12, которая глубже внедряется своими зубьями 13 в торец заготовки и увеличивает ее зажим, предотвращая ее проворот относительно корпуса. Зубья выдвигаются через симметричные вырезы в кожухе 6, позволяя сохранять постоянное касание торца заготовки с плоскостью. Одновременно упругий элемент 5 деформирует тонкостенную втулку 4, и плавающий центр 3 центрируется. Все это обеспечивает высокую точность выполнения линейных размеров при обработке партии заготовок. Когда обработка резанием закончена, силы резания отсутствует. Вследствие чего прекращает действовать крутящий момент на передающей втулке 7 от тангенциальной составляющей силы резания. Посредством пружины 9 палец 10 принудительно перемещается в исходное положение (крайнее положение относительно оси вращения центра 3), давление в упругом элементе 4 снижается, и заклинивание устройства не происходит. Использование тонкостенной втулки 4 позволяет исключить появление заклинивания центра 3 под действием упругого элемента 5, а также повысить точность центрирования заготовки.

Техническая эффективность устройства заключается в том, что оно позволяет увеличить передаваемый заготовке крутящий момент при увеличении силы резания, обеспечить надежность зажима, повысить точность обработки заготовок, исключить брак выполнения линейных размеров. Повышается надежность и безотказность работы поводкового устройства.

Источники информации

1. Авторское свидетельство 1140895, МКИ В 23 В 33/00.

Поводковое устройство, содержащее стакан с симметричными вырезами, установленный на корпус, внутри которого расположен подпружиненный центр, связанный с поводковой шайбой через механизм осевого перемещения шайбы, состоящий из тонкостенной втулки и поршня, установленных на центре, и упругого элемента, взаимодействующего в осевом направлении с поршнем, а в радиальном - с толкателями, которые взаимодействуют с передающей втулкой через наклонные выступы, взаимодействующей с поводковой шайбой, соединенной с поршнем, отличающееся тем, что между поршнем и поводковой шайбой установлен опорный подшипник, а толкатели выполнены в виде составной конструкции, включающей шарик, имеющий возможность вращения в любом угловом направлении, и пружину.