Устройство к токарно-винторезному станку для обработки винтов с переменным шагом

 

(72) Ааторы ивобретеиия

А. А. Рази и Б. А. Ершов (71) Зяяяятедь Северо-аападный заочный политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО К ТОКАРНО-ВИНТСРЕЗНСМУ СТАНКУ

ДЛЯ ОБРАБОТКИ BHHTOB С ПЕРЕМЕННЫМ ШАГОМ

Иаобретение относится к области ме- . таллов резанием и преднааначено для испольаования в различных отраслях машиностроительной промышленности.

Оно может быть использовано, напри- . мер, в химическом машиностроении, про5 мь|шленности средств автоматиаации, а также в станкостроении.

Иавестно устройство к токарно-винто-. резному станку для обработки винтов с переменным шагом, содержащее каретку инструментального суппорта с ходовым винтом его перемещения, гидравлический усилитель, шпиндель станка, который посредством гитары сменных колес и коробки подач кинематически связан с копиром,,в паа которого входит,копирный палец, жестко связанный с инструментальным суппортом, причем на каретке суппорта установлен с возможностью перемещения от ходового винта держатель инструмента.

Данное устройство отличается:от иавестного тем, что с цепью расширения технологических возможностей, копир выполнен в виде винта, поверхность контакта которого снабжена аубьями, а копирный палец выполнен в виде аубчатого колеса, при этом гидравлический усилитель кинемся». тически связан и ходовым винтом перемещения каретки инструментального суппорта и с ходовым винтом держателя инструмента.

На фиг. 1 показана кинематическая схема устройства; на фиг. 2 покааан основной вариант конкретного конструктивного исполнения винта-копира и копирного пальца; на фиг. 3 — первый вариант конкретного исполнения винта-копира. с9аб.. женного ролико-ленточной передачей; на фиг. 4 — третий вариант конкретного конструктивного исполнения винта копира, выполненного в виде зубчатого колеса, снабженного винтовой копирной поверхностью переменного шага; на фиг. 5четвертый вариант конкретного конструктивного исполнения винта - копира на цилиндрической поверхности которого установлены штыри для цевочного зацепления.

3, . 663488

На фиг. 1 представлена кинематичес- винтом-копиром 1, который соединен с кая схема предлагаемого устройства "к то- последней жесткой муфтой 30. карно-винторезному станку для обработки Описанное устройство Работаетследующим винтов с переменным шагом и диаметром. образом. Вращение отшпинделя 26, сзакрепУстройство состоит из винта-копира 1, ленным на нем эажимным устройством

$ ч на копирной поверхности 2 которого нар - например, трехкулачковым самоцентрирую.-. . эаны зубья, что не является единствен- шим патроном 25 и обрабатываемым изде ным конкретным конструктивным решением, лием 14, посредством гитары 28 сменных с которыми зацепляются зубья копирного зубчатых колес передается по коробке по- пальца 3, выполненного в виде цилиндри- дач 29 я далее винту-копиру 1, соединен-

19" ческого зубчатого колеса, находящегося ному с коробкой подач жесткой муфтой30., на входном валу гидравлического усилите- При помощи противовеса 23 и гибкого ля 4. На выходном валу гидравлического тела, например, троса 21 перекинутого усилителя установлено промежуточное зуб-. через ролик 22 обеспечивается плотное чатое колесо 5, с которым зацепляются, сцепление копирного пальца 3, выполнен-

$$ зубчатые колеса 6 и 7, На одном валу с ного в виде зубчатого колеса, с копирной зубчатым колесом 6 установлена сцепная:.поверхностью 2 из которой нарезаны зу- !

i муфта 8 и одно из колес гитары 9 смен- бья. При вращении винта-копира 1 происных зубчатых колес, кицематически свя- ходит перемещение инструментального суП- зывающйй винт-:копир 1 с ходовым винтом поРта 20 по станине 31 с переменной

26

10, связанным гайкой 11, установленной . скоростью, определяемой профилем копир в корпусе 12 фрезерной головки. В кор- Ho4 поверхности 2, изменяющейся по ма пусе 10 фрезерной головки смонтирован ., тематической или иной зависимости. Ко шпиндель с приводом врашения (на фиг. . пирный палец 3, выполненный в виде зуб- не показан) и торцовая фреза 13, эакреп- а > колеса :получает не только посту-: ленная в шпинделе. Ось фрезы 13 уста- нательное, но и вращательное движение новлена перпендикулярно оси обрабатывае- m копирной поверхности 2, которая снабмого изделия 14. Посредством ходового жена зубьями. Причем вращение копирно винта 10 корпус 12 с, фрезой 13 имеет, го пальца, при вращении винта-копира с .. возможность перемещения отйосительмо Равномерной скоростью осуществляется с

$6 изделия в направлении выше и ниже осе- неравномерной скоростью определяемой вой линии обрабатываемого на элия 14.. профилем" копиркой поверхностью 2 винта-копира l. Вращаясь в опоре 24, закНа одном валу с зубчатым колесом 7 репленной на инструментальном суппорте установлены сцепная муфта 15 и "одйо из 20, копирный палец, закрепленйый на колес гитары 16 сменных зубчатых колес, входном валу гидроусйлителя 4 передает кийематически связывающий винткопир 1 - вращение выходному валу и эакрепленнос ходовым винтом 17 связанным с гай- -: му на нем промежуточному зубчатому ко" кой 18, установленной на поперечной ка- лесу 5. Далее вращение передается по ретке 19 инструментального суппорта 20. $o двум кинематическим цепям одновременно

К суппорту 20 прикреплено гибкое те- на ходовые винты 10 и 17. Посредством ло, например трос 21, перекинутый через сцепленной муфты 8 и гитары 9 сменных ролик 22 на конце которого установлен зубчатыХ колес приводится во вращение противовес 23, обеспечивающий прижим ходовой винт 10, осуществляющий пере копирного пальца 3 и копирной поверхнсь" $$ мещение при помощи гайки 11 корпуса 12 сти 2 винта-копира 1. Копнрный палец фрезерной головки со шпинделем (8a чер- посредством опоры 24 жестко связан с теже не пжазан) и торцовой фреэой 13, инструментальным суппортом 20 и усTB- чем обеспечивается смешение ее относиновленными. на нем устройствами для пе- тельно оси обрабатываемого изделия 14 ремешения торцовой фрезы 13 и попереч- $O по требуемой математической или иной ной каретки 19. зависимости. Перемещение корпуса 12

Обрабатываемое изделие 14 закрепля- фрезерной головки обеспечивает обрабоч ется в эажимном устройстве, например, ку торцовой фрезы 13 ради са округления трехкулачкбвом самоцентрируюшем йатро- у основания витка одинакового значения не 25; установленном на шпинделе 26 и $$ по асеА длине обрабатываемого изделия 14. паж имается центром 27. Шпиндель кине- Одновременно вращение от промежу- . матически связан гитарой 28 сменных точного зубчатого колеса 5 передается зубчатых колес с коробкой подач 29 с олесу 7, и через сцепную муфту 15, ги«

663488 тару 16 сменных зубчатых колес сообщается ходовому винту 17, который осущесч вляет, при помощи гайки 18, перемещение поперечной каретки 19 инструментального суппорта совместно с установленной на ней корпусом 12 фрезерной головки. Таким образом осуществляется обработка изделия 14 переменного диаметра, изменяемого по математической или иной зависимости, определяемой профилем копирной поверхности винта-копира-,1.

При обработке цилиндрических винтов с переменным шагом и постоянным радиусом округления у основания витка при Iro мощи сцепной муфты 15 отключается привод вращения винта 17. ез

Как было указано выше обработка винта производится в направлении к шпин-. дельной бабке",. при обратном ходе копир-! ный палец не выходит иа зацепления с зу31 бьями вийтовой поверхности 2 винта-копира 1 эа счет того, что противовес 23 посредством" троса 21, прикрепленного к, инструментальному суппорту прижимает копирный палец 3 к копирной поверхности 2.

Конструкция уетройства позволяет обрабатывать изделие и в направлении "от щпяндельной бабки», используя один и тот же винт-копир.

39

На фиг. 2 показано основное конкретное конструктивное исполнение винта копира и копирного ролика. Как видно вин копир выполнен в виде цилиндрической заготовки с винтовой канавкой переменно- у го шага, причем на одной иэ боковых сто-рон винтового профиля нарезаны зубья с которыми зацепляется копирный ролик, выполненный в виде аубчатого колеса. В процессе работы винткопир, вращаясь, осу- М ществляет поступательное перемещение зубчатого колеса совместно с его опорой и обеспечивает его вращение с закономерностью присущей копирной поверхности винта-копира, которое затем передается И через гидравлический усилитель по двум кинематическим цепям ходовым винтам . 10и 17.

При большом тяговом усилии и соответственно большом усилии на зубчатую $© передачу, с целью предотвращения ааклинивания, могут быть применены широко известные конструктивные решения для разгрузки зацепления от этих усилий.

$$

Возможны три других конкретных конструктивных исполнения винта-копира н копирного ролика. Первый вариант конкретного конструктивного исполнения винта-копира и копирного ролика, выполненных в виде.ргдико-ленточной передачи, представлен на фиг. 3. В данном случае винт-копир имеет цилиндрическую поверхность с винтовым пазом переменного шага, выполненного с большой точностью по ширине. В этот паэ введены два удлиненных ролика, которые охвачены тонкой стальной лентой, как показано на фиг. 3, концы которой закреплены на концах винтакопира. Лента навита на ребро и натянута, благодаря чему плотно прижата к противоположным боковым сторонам паза. При вращении винта-копира происходит вращение роликов, охватываемых стальной лентой, и поступательное перемещение их вдоль винта-копира вместе с инструментальным суппортом, Присоединение одного из роликов к входному валу гидроусилите.ля любым известным способом обеспечивает требуемый положительный эффект— одновременное образование переменного шага, обработку изделия с переменным, диаметром и постоянным радиусом аакруг ления у основания витка.

Возможны также еще два конкретных конструктивных исполнения винта-копира, обеспечивающего в совокупности с дополнительными механиамами, обработку переменного диаметра изменяющегося по прямой пропорциональности, т,е. постоянное увеличение его на единицу длины обработ ки.

На фиг. 4 показан третий вариант конструктивного исполнения, суть которого заключается в том, что винт-копир выполнен в виде цилиндрической заготовки, на наружной поверхности которой по всей длине нарезаны зубья таким образом, что в торцовом сеченяи винт-копяр представляет прямозубное цилиндрическое колесо, с которым зацепляется цилиндрическое эубчатое колесо, имеющее общий корпус с копирным роликом, упирающимся в копирную поверхность винта-копира. На одном валике с цилиндрическим зубчатым колесом установлено коническое колесо, аацепляющееся с аналогичным колесом, установленным на входном валу гидроусилителя.

При вращении винта-копира осуществляется вращение цилиндрического зубчатого колеса, конической аубчатой передачи и вращение сообщается входному валу гидравлического усилителя. Одновременно происходит перемещение цилиндрического зубчатого колеса и инструментального

663488 суппорта при помощи копирного ролика, перемещаемого копирной поверхностью винта-копира. В четвертом варианте кон-структивного исполнения (представленного на фиг. 5) на цилиндрической поверхности

f вийта-копира установлены штыри, расположенные по винтовой линии переменного шага идентичной винтовой поверхности винта-копира.

Как и в первом варианте устанавлива- ® ется, не шестерня, а цевочное .колесо, На одном валике с этим колесом монтируется коническое колесо, вацепляющееся с кони- ческим зубчатым колесом, установленным на входном валу гидравлического усилите ля. В данном конструктивном исполнении уменьшается трение, которое свойственно . эубчатой поверхносги винта-копнра е artлиндрическим зубчатым колесом с ним, эацепляющимся, которое скользит по гго верхностн винта-копира, вследствие перемещения вдоль него по винтовой траектории, йеременного шага»

Устройство, предназначенное для обработки винтовых поверхностей с переменнымВф : шагсм, поввсаает как указывалось выше, обрабатывать вйнты .с переменным диаметром и, в случае необходимости, с постоянным радиусом скругления обрабатываемого винта у основания витка. 39

При обработке впадины витков торцовая фрева захватывает Всю ширину канавки, .причем соприкосновение ее происходит с витками по касательной, т.е. под углом подъема винтовой линии. В месте контах- И та,даже при наличии прямой грани т6рцовой фрезы, получаются скругленна у осно- вания витка, величина которого изменяет: ся с изменением угла подъема. В некото рых случаях это.скругление может перейти на стенки витков, и в результате чего в пей получается полукруглая выемка илн скругление, которое превышает допустимое значение, например, в изделиях типа копнров, Формула изобретения

Устройство к токарно-винторевному станку для обработки. винтов с переменным шагом, содержащее каретку инструментального суппорта с ходовым винтсм его перемещения, гидравлический усилятель, шпиндель станка, который посредст вом гитары сменных колес и коробки по дач кинематическн связан с копиром;.в пав которого входит копирный палец, жестко связанный с инструментальным суппортом, причем на каретке супцорта установлен с возможностью перемещенйя от ходового винта держатель инструмента, о т л и ч а ю щ е е с я,тем, что, с це лью расширения технологических воемож= ностей, копир выполнен в виде винта, поверхность контакта которого снабжена зубьями, а копнрный палец выполнен Ь виде зубчатого колеса, при этом гидравлический усилитель кннематически связан с ходовым винтом перемещения каре пси инструментального суппорта и с ходовым .винтом держателя инструмента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

¹ 218609, Krt. В 23 В 5/48, 1968.

663488

Составитель Л. Оболенская

Редактор А, Садомов . Техреду И. Астапов Корректор И, Муска

Заказ 2851/9 Тираж 1221 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4