Способ обработки фасонной поверхности камеры сгорания поршня цилиндра и устройство для его осуществления

 

Оп ИСАНИЕ

И ЗЬВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<„,975211

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.08.80 (21) 3212116/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (1) М К- 3

В 23 В 5/38

В 23 В 35/00

Гоеударствеииый комитет (53) УДК 621.941..243 (088.8) Опубликовано 23.11.82. Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 28.11.82

llo делам изобретеиий и открытий вюЮ

t с

/

Ф (72) Автор изобретения

И. С.Губарев (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ФАСОННОЕ Г1ОВЕРХНОСТИ

КАМЕРЫ СГОРАНИЯ ПОРШНЯ ЦИЛИНДРА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУ1ЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к металлообработке и может найти применение в производстве деталей двигателей внутреннего сгорания, а именно при изготовлении фасонной поверхности камеры сгорания поршня цилиндра.

Известен способ обработки фасонных поверхностей деталей, согласно которому обработка фасонных поверхностей деталей осу ществляется путем совмещения бескопирной обработки заданной поверхности за счет наклона оси вращения инструментального шпинделя и копирной обработки поверхности, сообщения резцу дополнительных перемещений на величины, равные разности между текущими радиусами-векторами поперечного сечения поверхности обрабатываемой детали. Устройство для реализации известного способа содержит перемещаемые по станине салазки с установленном на них инструментальным шпинделем, несущим резец, имеющим указанное корректирующее перемещение от объемного копира, размещенного в полости инструментального шпинделя и связанного через щуп и рычажную упругую резцедержавку с резцом, причем обрабатываемая деталь в устройстве закреплена на его неподвижном базовом приспособлении 11).

Недостатком известного способа является невозможность обработки фасонной поверхности детали, . имекпцей исремеппыс радиусы, центры кривой которых ие лежат на одной прямой, поскольку обрабатывая совмещенным методом фасонную поверхность детали, бескопирной обработкой получают за счет наклона оси вращения инструментального шпинделя относительно продольной оси неподвижной детали и подачи инструментального шпинделя вдоль указанной продольной оси детали поверхность эллИптического сечения, т. е. поверхность тела вращения, а копирной обработкой за счет корректировки перемещения вращающегося резца получают отличную от эллипса поверхность детали, но также поверхность тела вращения, у которой центры кривизны лежат на одной прямой.

Недостатком известного устройства является невозможность осуществления способа обработки фасонной поверхности детали, имеющей переменные радиусы, центры кривой которых не лежат на одной прямой.

Кроме того, привод вращения инструментального шпинделя находится на подвижной шпиндельной головке, что усложняет кон975211

10 производят коррекцию перемещением детали в направлении, перпендикулярном базо- !5 вой оси на величину смещения каждого цент40

55 струкцию, а поскольку не предусмотрена обработка сразу нескольких деталей, не высока производительность обработки.

Цель изобретения — возможность растачивания фасонной поверхности детали, имеющей переменные радиусы, центры кривизны- которых не лежат на одной прямой, упрощение конструкции и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что при растачивании ось вращения инструмента устанавливают по оси, проходящеи через один из центров кривизны детали, принимая эту ось за базовую, при обработке детали по длине в каждом ее поперечном сечении ра кривизны детали от базовой оси.

Кроме того, в устройстве на столе установлена с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси вращения инструмента, каретка с приспособлением для зажима детали, а устройство снабжено корректирующим копиром, кинематически связанным с кареткой стола.

Кроме того, инструментальный шпиндель установлен в неподвижной бабке, укрепленной на станине устройства, а стол с кареткой для установки обрабатываемой детали смонтирован на салазках станины с возможностью перемещения вдоль оси вращающегося инструмента, причем корректирующий копир, кинематически связанный с кареткой, неподвижно закреплен на станине станка.

При этом на столе устройства размещена, по меньшей мере, одна каретка, идентичная первой.

Причем устройство снабжено дополнительным, идентичным первому, инструментальным шпинделем с вращающимся инструментом, расположенном в подвижной бабке с противоположной стороны стола для установки обрабатываемой детали, причем резцедержатели каждого вращающегося резца взаимно повернуты.

Кроме того, привод стола и дополнительного инструментального шпинделя выполнен в виде пар винт-гайка с общим винтом, имеющим на участке перемещения инструментального шпинделя винтовую нарезку с шагом, вдвое больше, чем шаг нарезки на участке перемещения стола.

На фиг. 1 изображен способ построения копиров; на фиг. 2 — устройство, продольный разрез; на фиг. 3 — вариант устройства с двумя инструментальными шпинделями; на фиг. 4 — различные положения инструмента во время обработки.

Сложная вогнутая поверхность камеры, имеющая переменйые радиусы, центры которых лежат в плоскости на кривой линии, и образованная ими фигура не является телом вращения и недоступна для обработки мето20

35 дом расточки — эта камера условно преобразуется в тело вращения с общей геометрической осью, в результате чего она принимает такую форму, что ее можно растачивать по копиру. Преобразовательные операции заключают два взаимно противоположных действия. Первое, когда камера, подлежащая обработке, преобразуется в тело вращения путем переноса центров перемещенных радиусов с кривой а, в, с на прямую линию ас, которая принимается при обработке за базовую ось вращения, и по кривой авс строится копир радиальной подачи резца, обеспечивающий получение переменных радиусов с помощью устройства. Полученная таким образом новая фигура тела вращения имеет приращение глубины камеры сгорания в виде серповидной кривой с ординатами

Нд, Нз, чего не должно быть в действительности. С этой целью вторым действием преобразовательных операций является превращение в тело вращения полученного приращения глубины камеры сгорания и построения по его кривой второго (корректирующего) копира путем отчета ординат Н, Н, Н от оси, образованной прямой ас, который при обработке камеры по длине в каждом ее поперечном сечении производит коррекцию глубины перемещением детали в направлении, перпендикулярном базовой оси, на величину смещения каждого центра кривизны детали от базовой оси. В первом преобразовательном движении камера углубляется, во втором — соответственно уменьшается.

Положение резца в пространстве определяется копиром 1 радиальной подачи, который закреплен на внутреннем шпинделе и кинематически связан с резцовой оправкой, закрепленной на салазках инструментального шпинделя. Положение обрабатываемой детали в горизонтальной плоскости координируется продольной подачей стола и корректирующим копиром 2 поперечной подачи, который закреплен на станине устройства.

Совокупность этих движений определяет нужную форму камеры.

На станине 3 устройства установлена шпиндельная бабка 4 со встроенным в нее инструментальным шпинделем 5 и копирным шпинделем б, перемещающимся вдоль оси по шпонке внутри инструментального шпинделя 5 со скоростью движения стола 7. Инструментальный шпиндель 5 имеет салазки 8, расположенные перпендикулярно к оси вращения шпинделя, на которых смонтирован радиальный суппорт 9 с закрепляемой на нем оправкой 10 и расточным резцом 11.

На копирном шпинделе 6 неподвижно закрепляется копир 1 радиальной подачи, кинематически связанный с радиальным суппортом 9 при помощи валика 12 и ролика 13.

Инструментальйый шпиндель 5 и копир 1 имеют призматические направляющие 14.

Копир 2 поперечной подачи, находящийся в

975211 направляющих пазах 15 стола 7, неподвижно закреплен с помощью штанги 16 на станине 3 и кинематически связан с кареткой

17 поперечной подачи, на которой устанавливается и закрепляется обрабатываемый поршень 18. Каретка 17 поперечной подачи ус- s танавливается на салазках 19 стола 7 с возможностью движения обрабатываемого поршня в перпендикулярном направлении к базовой оси обработки камеры сгорания поршня. продольное перемещение стола 7

10 обеспечивается винтом 20, имеющим винтовую нарезку 21 и соответствующую гайку 22, связанную со столом 7. Движение стола 7 кинематически связано с продольным движением копирнбго шпинделя 6. Соотношение этих скоростей принято 1:1. При необходимости скорость движения копирного шпинделя 6 (с целью уменьшения угла подьема копирного ролика И) может приниматься больше скорости движения стола 7.

По второму варианту устройство снабжено подвижной шпиндельной бабкой 23, инструментальным шпинделем 24 и копирным ш пи нделем 25. Ви нт 20 и меет двой ную винтовую нарезку — на участке 21 (учас-. ток движения стола 7) с шагом t и на участке 26 (участок движения подвижной шпиндельной бабки 23) с шагом 2t, что необходимо. иметь для одинаковых условий работы расточных резцов 11. Правая и левая стороны устройства работают в синхронном режиме, для этой цели устройство снабжено синхронизирующим валом 28. Оправки 10 вза- 30 имно развернуты на 180 .

Устройство работает следующим образом.

При включении привода в работу стол 7 совершает движение в сторону шпиндельной бабки 4 с условной скоростью Ч. Вслед за столом 7 движется подвижная шпиндельная бабка 23 с условной скоростью 2У, чем обеспечивается равенство условий работы двух расточных резцов 11. Инструментальные шпиндели 5 и 24, а также шпиндели 6 и 25, на которых закреплены копиры 1 ра- 4р диальной подачи, вращающиеся с равным числом оборотов за счет синхрояизирующего вала 28, обеспечивают расточку камеры с переменным радиусами. Каретка 17, несущая на себе обрабатываемые поршни 18, кинематически связанная с копиром 2, вмес- 45 те со столом 7 движется в продольном направлении и под влиянием копиров 2 совершает перемещения в поперечном направлении, обеспечивая этим необходимую корректировку глубины камеры. Устройство работает в полуавтоматическом цикле. Пбсле рас50 точки камеры с каждой стороны до ее середины, движение переключается на обратное ускоренное и в крайнем исходном положении устройство останавливается.

Изобретение позволяет производить обработку сложных вогнутых поверхностей, имеющих переменные радиуса, центры которых лежат на кривой линии, методом расточки, упростить конструкцию устройства, повысить производительность труда за счет многоместной обработки и расширить технологические возможности.

Формула изобретения

1. Способ обработки фасонной поверхности камеры сгорания поршня цилиндра вращающимся резцом при относительном его радиальном перемещении вдоль детали, отличающийся тем, что, с целью растачивания фасонной поверхности детали, имеющей переменные радиусы, центры кривизны которых не лежат на одной прямой, при растачивании ось вращения инструмента устанавливают по оси, проходящей через один из центров кривизны детали, принимая эту ось за базовую, и при обработке детали по длине в каждом ее поперечном сечении производится коррекция перемещения детали в направлении, перпендикулярном базовой оси на величину смещения каждого центра кривизны детали от базовой оси.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее инструментальный шпиндель с вращающимся резцом, установленным с возможностью перемещения от копира в направлении, перпендикулярном оси вращения, и стол для установки обрабатываемой детали, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, на столе установлена с возможностью перемещения в направлении перпендикулярном оси вращения инструмента, каретка с приспособлением для зажима детали, причем устройство снабжено корректирующим копиром, кинематически связанным с кареткой стола.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, инструментальный шпиндель установлен в неподвижной .бабке, размещенной на станине, а стол с кареткой смонтирован на салазках станины с возможностью перемещения вдоль оси вращающегося инструмента, причем корректирующий копир, кинематически связанный с кареткой, неподвижно закреплен на станине.

3. Устройство по пй. 2 и 3, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, на столе размещена, по меньшей мсрс, одна каретка, идентичная первой.

5. Устройство по пп. 2 — 4, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительным, идентичным первому, инструментальным шпинделем с вращающимся инструментом, расположенном в подвижной бабке с противоположной стороны стола для установки обрабатываемой детали, причем резцедержатели каждого вращающегося резца взаимно повернуты.

6. Устройство попп. 2 — 5, отличающееся тем, что привод перемещения стола для установки обрабатываемой детали и дополни- . тельного инструментального шпинделя выполнен в виде пар винт-гайка с общим вин975211 том, имеющим на участке перемещения инструментального шпинделя винтовую нарезку с шагом, вдвое больше, чем на участке перемещения стола.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 543460, кл. В 23 В 5)38, 1975.

975211

Составитель Г. Никогосова

Редактор Г. Безвершенко Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 8263/14 Тираж 153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушгкая наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4