Способ закрепления полых цилиндрических изделий на токарном станке
Владельцы патента RU 2727432:
Публичное акционерное общество "Тульский оружейный завод" (ПАО "Тульский оружейный завод") (RU)
Изобретение относится к области технологии токарной обработки полых тонкостенных цилиндрических изделий. Способ закрепления на токарном станке полого цилиндрического изделия, имеющего дно со стороны одного из торцов и открытый другой торец, включает размещение изделия на упоре, усыновленном в патроне станка, с контактом упора в базирующие поверхности полости изделия, при этом дополнительно в полости изделия со стороны открытого торца размешают разжимные кольцевые сектора, жестко связанные с кулачками патрона токарного станка, посредством которых разжимают упомянутые сектора до упора в поверхность полости изделия, при этом используют упор со сменным профилем, соответствующим форме базирующих поверхностей полости изделий. Использование изобретения позволяет повысить точность и качество механической обработки изделия. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области технологических оснасток на станках токарной группы и может быть использовано для токарной обработки полых тонкостенных цилиндрических изделий, например, корпуса ракетных двигателей с закреплением его в токарном патроне станка.
Известны способы закрепления деталей в токарных патронах, состоящих из корпуса и широких кулачков (см. B.C. Корсаков, «Основы конструирования приспособлений», учебник для ВУЗов, М., «Машиностроение», 1983, стр. 37, рис. 176) - прототип.
Недостатком этих способов является невозможность применения кулачков для закрепления и для базировки полых цилиндрических изделий, например, корпуса ракетных двигателей, в которых технологические базы указаны во внутренней полости на криволинейном дне со сквозным отверстием или прилагающих поверхностях.
Кроме этого, не обеспечивается требуемая точность обработки, в следствие того, что кулачки патрона имеют недостаточную величину угла охвата тонкостенных заготовок, что приводит к концентрированию зажимной силы по периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки тонкостенных изделий, например, корпуса ракетных двигателей в местах контакта с кулачками. При этом возникают деформации, приводящие к образованию погрешности формы в поперечном сечении заготовки корпуса ракетного двигателя. Величина погрешности формы в поперечном сечении увеличивается после раскрепления детали из трехкулачкового патрона после токарной операции за счет упругого восстановления. Такой дефект влияет на все диаметральные размеры и, особенно на профильные канавки и резьбу. В результате этого, наблюдаются локальные выходы требуемых диаметральных размеров за пределы поля допуска. При этом процент брака после обработки заготовок корпуса ракетного двигателя может составлять значительные величины.
При этом полые цилиндрические изделия, например корпуса ракетных двигателей, имеют особенности построения размерных цепочек, где линейные размеры заданы от дна или прилегающих поверхностей внутренней полости изделия. Из этого следует, что на данных плоскостях находится конструкторская база, при этом из технологии машиностроения следует, что с целью выполнения размеров в допуске в изделиях, следует совмещать конструкторскую базу с технологической.
В полых цилиндрических изделиях, например, в корпусах ракетных двигателей линейные размеры, построенные от дна или прилегающих поверхностей внутренней полости, обычно ставятся с маленьким допуском и точность их выполнения имеет принципиальное значение для функционирования изделия в сборе. Отсюда следует, что недопустимо пересчитывать допуска и базировать полые тонкостенные изделия, например, корпуса ракетных двигателей с базы во внутренней полости на торец изделия. Задача базирования усложнится, если дно или прилегающие поверхности внутренней полости полых цилиндрических изделий имеют сложную конфигурацию.
Технической задачей, является создание способа закрепления корпусов ракетных двигателей на токарном станке для механической обработки при обеспечении требуемой точности механической обработки получаемой продукции за счет точного базирования и минимизации величины погрешности формы поперечного сечения, путем равномерного распределения прилагаемой силы по всей периферии базовой цилиндрической поверхности полых цилиндрических изделий, например корпусов ракетных двигателей.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что способ закрепления полых цилиндрических изделий, например, корпуса ракетных двигателей на токарном станке с базировкой за внутренние полости, в котором в полое цилиндрическое изделие помещают с переднего торца разжимные кольцевые сектора, кроме того внутреннюю полость изделия снабжают выносной базой, контактирующей с базирующими поверхностям (точками) внутренней полости изделия, выносная база выполнена со сменным профилем под форму базирующих поверхностей внутренней полости изделия с огибанием неровностей.
Также возможен вариант способа закрепления полых цилиндрических изделий на токарном станке, заключающийся в том, что передняя часть полых цилиндрических изделий фиксируется центром, закрепленным в задней бабке станка.
На Фиг. 1 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя со сложной конфигурацией внутренней полости, снабженной выносной базой, установленная и закрепленная в токарном патроне. Линиями от выносной базы обозначены принцип работы. Выносная база осуществляет базирование заготовки по требуемым базовым точкам с примерной сложной конфигурации дна и прилегающих поверхностей внутренней полости заготовки корпуса ракетного двигателя.
На Фиг. 2 изображена заготовка корпуса ракетного двигателя с обозначением равномерного распределения закрепляющего усилия от токарного патрона.
Способ закрепления полых цилиндрических изделий на токарном станке содержит патрон 1 в который установлена выносная база 4, контактирующая с дном полых цилиндрических изделий 2, также кулачки, установленные стандартным способом в патроне 1, с которыми жестко связаны сектора 3, кроме того передняя часть корпуса ракетного двигателя может фиксироваться, закрепленным в задней бабки станка, центром 6.
Способ закрепления полых цилиндрических изделий на токарном станке работает следующим образом: полое цилиндрическое изделие 2, например, заготовку корпуса ракетного двигателя, внутренней полостью направляют к выносной базе (упору) 4, выполненному по профилю дна или прилегающей поверхности внутренней полости полых цилиндрических изделий. Сектора 3 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость полого цилиндрического изделия 2, например, заготовку корпуса ракетного двигателя до контакта с выносной базой 4 на дне или прилегающей поверхности внутренней полости изделия.
При этом к торцу 5 полого цилиндрического изделия 2, например, заготовки корпуса ракетного двигателя, должен быть обеспечен доступ режущего инструмента для механической обработки. Затем заготовку окончательно закрепляют в токарном патроне 1, разжимая сектора 3. После этого осуществляют механическую обработку.
Переднюю часть полого цилиндрического изделия, например, заготовки корпуса ракетного двигателя 2 может фиксироваться закрепленным в задней бабке станка центром 6.
Также в результате выполненного увеличенного обхвата секторами 3, при контакте с базовым диаметром полого цилиндрического изделия, например, заготовки корпуса ракетного двигателя сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.
Изобретение позволяет закрепить заготовку полого цилиндрического изделия, например, корпуса ракетного двигателя на токарном станке для механической обработки при обеспечении требуемой точности обработки получаемой продукции, которая имеет конструктивные особенности в виде размещения конструкторских и технологических баз на дне или прилегающих поверхностях сложной конфигурации внутренней полости заготовки с обеспечением точности обрабатываемой продукции на основе минимизирования упругих деформаций при токарной обработке.
1. Способ закрепления на токарном станке полого цилиндрического изделия, имеющего дно со стороны одного из торцов и открытый другой торец, включающий размещение изделия на упоре, усыновленном в патроне токарного станка, с контактом упора в базирующие поверхности полости изделия, отличающийся тем, что дополнительно в полости изделия со стороны открытого торца размешают разжимные кольцевые сектора, жестко связанные с кулачками патрона токарного станка, посредством которых разжимают упомянутые сектора до упора в поверхность полости изделия, при этом используют упор со сменным профилем, соответствующим форме базирующих поверхностей полости изделий.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что изделие со стороны дна дополнительно фиксируют центром, закрепленным в задней бабке станка.
