CS223201B1 - Facility for machining inner conical surfaces of metal parts - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení к obrábění vnitřních kuželových ploch kovových dílců s dutinou o vysokém štíhlostním poměru, kde dutina je souosá válcová plocha zakončená kuželovou plochou, к obrábění je tedy použito elektrody zapojené na jeden pól zdroje pálicích impulsů a kde elektroda, která je kuželovitou pálicí částí, je opatřena vodicí částí, vzhledem к elektrodě izolovanou a vloženou ve vedení elektrody tvořeném válcovou plochou dutiny dílce, který je zapojen na druhý pól zdroje pálicích impulsů, přičemž elektroda je v záběru s prostředky pro vyvození jejího rotačního pohybu, současně však i s prostředky pro její rychloposuv a/ /anebo mikroposuv.

Přesné obrábění vnitřních kuželových ploch, zakončujících dutinu kovového dílce o vysokém štíhlostním poměru, například broušení sedel některých těles vstřikovačů paliva dieselových motorů, činí značné potíže.

Jsou sice známy způsoby přesného obrábění vnitřních kuželových ploch dílců popsanéného druhu; tyto způsoby však mají zásadní nedostatky.

Je znám například způsob tzv. abrazívní technologie. Při tomto způsobu se používá malého ^brusného kotouče, rotujícího vysokou rychlostí, řádově při 70 000 ot/min. Pracovní část brusného kotouče je kuželovitá a brusný kotouč je ve styku s broušenou kuželovou plochou a koná kromě zmíněného otáčivého pohybu přímočarý vratný pohyb ve směru površky broušené kuželové plochy.

Tento způsob broušení vyžaduje ústrojí pro vytvoření vysokých otáček, což při požadované přesnosti broušení přináší značné problémy. Vyžaduje vysoce jakostní a přesné brusné kotouče a přináší i z hlediska bezpečnosti práce určitá rizika. Je značně náročný na obsluhu — zejména po stránce seřízení — a na údržbu a používaná vysokootáčková vřetena se vyznačují malou životností. К těmto nepříznivým faktorům přistupuje další závažný nedostatek, spočívající v tom, že uvedený způsob nelze prakticky použít při přesném broušení vnitřních kuželových ploch, zakončujících dutinu o vysokém štíhlostním poměru větším než 1:8. V těchto případech popsaný známý způsob selhává, neboť v důsledku použití relativně dlouhého vřetena vznikají nejen problémy s jeho uložením a pohonem vysokými otáčkami, ale dochází к nežádoucí deformaci vřetena, a tím к porušení požadované geometrie kuželové plochy.

Další známý způsob používá elektroerozívního principu, u něhož obrábění kuželových ploch se děje tzv. drátovou elektrodou, kdy obráběcí dílec rotuje a elektroda koná vratný pohyb opět ve směru površky. Nevýhodou tohoto způsobu je, že není schopen spolehlivě pracovat ani při štíhlostním poměru 1: 6, a to pro prostorovou stísněnost, zejména pro pružení a trvalou deformaci elektrody, pro obtížnost při seřizování mimořád né nároky na obsluhu atd. Výsledkem je porušení požadované geometrie broušené plochy.

je známo zařízení к obrábění vnitřních kuželových ploch kovových dílců s dutinou o vysokém štíhlostním poměru, kde dutina je souosá válcová plocha zakončená kuželovou plochou a kde к obrábění je použito elektrody zapojené na zdroj pálicích impulsů a kde elektroda, jejíž jádro je zakončeno kuželovitou pálicí částí, je opatřena vodicí částí, vzhledem к jádru izolovanou a vloženou ve vedení elektrody tvořeném válcovou plochou dutiny dílce a je kovovou vodicí částí elektricky vodivě uchycena v srdci, zatímco jádro elektrody je napojeno na jeden pól zdroje pálicích impulsů a dílec na druhý jeho pól, přičemž na svisle posuvném můstku, který je v záběru s ústrojím pro jeho rychloposuv, je uspořádán pohon pro rotaci elektrody a hnací zdroj pro její mikroposuv.

Toto zařízení, přestože přineslo pronikavý pokrok při obrábění uvedených vnitřních kuželových ploch kovových dílců, je poměrně složité, pokud se týká řešení skupiny rychloposuvu a mikroposuvu, neumožňuje okamžité zastavení v těch případech, kdy nedojde к elektrickému spojení elektrody s obráběnou kuželovou plochou z důvodu přítomnosti elektricky nevodivých nečistot mezi elektrodou o obráběnou plochou. Rovněž se ukázalo, že je žádoucí zlepšit systém proplachování, tj. odstraňování zplodin pálení.

Vynález si klade za cíl odstranit uvedené nedostatky a vytvořit zařízení s poměrně jednoduchou, avšak zcela spolehlivou soustavou pro vyvození rychloposuvu a mikroposuvu, s možností zastavení zařízení v případě. kdy v důsledku přítomnosti nečistot mezi elektrodou a obráběnou plochou nemůže docházet ke správné funkci elektrody, a dále s možností zlepšení i v oblasti proplachování.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že na držáku je uchycen pracovní hydraulický válec, hydraulický válec pro rychloposuv a hydraulický válec pro mikroposuv, tyto válce jsou všechny vzájemně propojeny, přičemž v pracovním hydraulickém válci je opěrný píst, o nějž se opírá elektroda, v hydraulickém válci pro rychloposuv je píst, o nějž se opírá matice, která je suvně uspořádána na šroubu pohonu rychloposuvu, a v hydraulickém válci pro mikroposuv je druhý píst, o nějž, se opírá druhá matice, která je suvně uspořádána na šroubu pohonu mikroposuvu, přičemž v hydraulickém válci pro rychloposuv a v hydraulickém válci pro mikroposuv jsou zařazeny tlačné pružiny a/anebo v pracovním hydraulickém válci je zařazena tažná pružina.

Z hlediska zabezpečení proti přetížení a zajištění účinného výplachu produktu elektrické eroze je výhodné provedení, u něhož, — — zatímco v hydraulickém válci pro rychlo223201 a

posuv je na protilehlé straně pístu uspořádán pojistný píst, proti němuž je vypínací spínač — je v hydraulickém válci pro mikroposuv na protilehlé straně pístu uspořádán proplachovací píst, o nějž se opírá tyč, která je ve styku s vačkou elektromotoru.

Pro dobrou funkci zařízení je rovněž žádoucí, že prostor hydraulického válce pro rychloposuv je v nepracovní poloze pístu propojen s doplňovací nádržkou.

Podle vynálezu je možno dosáhnout úspory mědi tím, že elektroda je tvořena ocelovým dříkem, do nějž je vsazena měděná kuželovitá pálicí část.

Příklad provedení podle vynálezu bude v dalším popsán a je schematicky znázorněn na výkresu v částečném podélném řezu.

Na držáku 1 upevněném na neznázorněné kostře stroje je upevněn například zalisováním pracovní hydraulický válec 2, dále po obou jeho stranách jednak hydraulický válec 3 pro rychloposuv a hydraulický válec 4 pro mikroposuv, jež jsou rovněž v držáku zalisovány.

Hydraulický válec 3 pro rychloposuv je na svém levém konci uzavřen pojistným pístem 30, proti němuž je uspořádán vypínací spínač 51 programovatelného ovládacího zařízení 5. V hydraulickém válci 3 pro rychloposuv je uložena tlačná pružina 31 a dále píst 32, o nějž se opírá matice 33, uspořádaná na šroubu 34, avšak zajištěná proti otáčení.

Šroub 34 je prostřednicím s^poj^{ky 35} v záběru s převodovkou 36 a elektromotorem 37 pro který je napojen na ovládací zařízení 5.

Prostor hydraulického válce 3 pro rychloposuv je v pravé krajní poloze pístu 32 propojen s doplňovací nádržkou 38.

Hydraulický válec 4 pro mikroposuv je na svém levém konci uzavřen proplachovacím pístem 40, proti němuž je uspořádána posuvně uložená tyč 41, opírající se o vačku 410 na hřídeli elektromotoru 411 napojeného na programovatelné ovládací zařízení 5. Lev^á krajrn ^poto^ha ^tyče ⁴¹ je zajistcěna ^pákou 412, o^j^^rající se o doraz 413.

V hydraulickém válci 4 pro mikroposuv je uložena tlačná pružina 42, k níž doléhá druhý p^ís^{t 43,} o nějž se opmá ^druhá matice 4^4, uspořádaná na šroubu 45 pohonu pro mikroposuv, který je tvořen převodovkou 46 a ete^romotorem ⁴⁷. Šroub ⁴⁵ je s^pojen s ^vývodovým hřídelem převodovky 46 přes spoj^ku ⁴⁸. I dru^há matice ⁴⁴ je zabezpečena proti otáčení, takže může vykonávat pouze axiální pohyb.

^převodovka má vyve^dený hřídelík 49 zakončený kndé^em ⁴⁹°, ^k rámuž je ^přiřazen ^bezdoty^kový ^koncový s^pína^{č 4}9^1, jež dává informarn o poh^ybu ^dru^hého ^pístu ⁴³ s přesností 0,01 mm.

Přístroj hydraulického válce 3 pro rychloposuv, hydraulického válce 4 pro mikroposuv a pracovního hydraulického válce 2 jsou vzájemně propojeny kanálem 10.

V pracovním hydraulickém válci 2 je suvně uložen opěrný píst 20, v jehož vývrtu je uspořádána tažná pružina 21, táhnoucí opěrný píst 20 směrem vpravo. Opěrný píst 20 je na svém čelním zakončení opatřen dorazem 22 z tvrdokovu.

Dílec 6 určený k opracování — v daném případě tryska vstřikovače naftových motorů — je upnut k upínací 7 pomocí matice 70. V upínací 7 je vytvořen vývrt 71 pro přívod kapaliny do dutiny 60 dílce 6, která je opatřena koncentrickým otvorem 61, sloužícím k odvodu zmíněné kapaliny.

Upínačem 7 prochází bezdotykově elektroda 8 tvořená ocelovým dříkem, který je . zakončen měděnou kuželovitou pálicí částí, jejíž tvar odpovídá výsledné kuželové ploše mezi koncentrickým otvorem 61 a dutinou 63, jež má být elektroimpulsním obráběním vytvořena. Vodicí část elektrody 8, tj. část povrchu ocelového dříku, je opatřena izolací 80, jejímž vnějším válcovým povrchem je elektroda 8 přesně vedená ve válcové ploše 62 dílce 6.

Na ocelovém dříku elektrody je upevněno upínací srdce 9 s upínacím šroubem 90, který se opírá o unášecí kolík 91 ozubeného kola 92, které je v záběru s pastorkem 93 na hřídeli elektromotoru 94 pro vyvození rotačního pohybu elektrody 8.

Upínací srdce 9 je elektricky i mechanicky spojeno s ozubeným kolem 92 prostřednictvím pružiny 95, která svou tažnou silou přitlačuje elektrodu 8 k dorazu 22 a současně vytváří elektricky spolehlivý kontakt mezi elektrodou 8 a ozubeným kolem 92, jehož osazená válcová část je opatřena měděným kroužkem 96, k němuž je přitlačován uhlík 97 napojený na záporný pól zdroje 98 pálicích impulsů. Kladný pól zdroje 98 pálicích ⁱmpu^ls^ů je elektric^ky vo^divě s^pojen s upínačem 7, a tím i s dílcem 6.

Zdroj 98 pálicích impulsů je napojen na programovatelné ovládací zařízení 5.

Popsané zařízení pracuje následovně:

Elektroda 8 se zasune do dílce 6, který se upne k upínací 7 pomocí matice 70. Na vyčnívající konec elektrody se nasune a zajistí upínací srdce 9.

Na ovládacím zařízení se nastaví program obrábění, tj. režimu pálení, například proudová intenzita, délka pálení, kmitočet pulsů, rychlost rychloposuvu i mikroposuvu apod.

Když se zařízení spustí, vývrtem 71 začne proudit od neznázorněného čerpadla kapalrna do dutmy ⁶⁰ ddce ⁶, v dilsle^dku čehož je elektroda 8 tlačena za součinnosti pružiny 95 k dorazu 22. Návazně se rozběhne rychloposuv a jakmile píst 32 uzavře spojení s doplňovací nádržkou 38, dochází k vlashnmu r^ychlo^posuvu ele^ktrod^y 8 j ^k jejímu urychlenému přibližování k ploše dílce 6, určené k obrábění.

Jakmile v důsledku tohoto pohybu vznikne první kontakt měděná kuželovité pálicí části elektrody 8 se zmíněnou plochou dílce 6, nastane krátkodobá reverzace elektromotoru 37 pro rychloposuv, elektroda 8 se od zmíněné plochy dílce 6 oddálí, takto vzniklé elektrické přerušení kontaktu je impulsem jednak pro otáčení elektrody 8 elektromotorem 94 podle zvolených otáček, jednak к spuštění elektromotoru 47, tj. к vyvození mikroposuvu elektrody 8 v předem zvolených parametrech.

Křidélko 490 a koncový spínač 491 umožňují ve zvolených intervalech, například po dosažení každých 0,02 mm propadu elektrody 8, účinný proplach, tj. odstranění zplodin pálení v dílci 6 tím, že naprogramovaným krátkodobým spuštěním elektromotoru 411 vačka 410 prostřednictvím kolíku 41 umožní, aby se proplachovací píst 40 krátkodobě vysunul směrem vlevo a zpět, v důsledku čehož se vyvodí náhlý posuv elektrody 8 od obráběné plochy dílce 6 a kapalina má možnost zvýšenou intenzitou zmíněné zplodiny pálení z dílce 8 odstranit.

Po dosažení předem nastavené hodnoty opracování se popsané zařízení samočinně zastaví a mikroposuv i rychloposuv, tj. orgány pro jeho vyvození, se přemístí do výchozí polohy, načež po vyjmutí opracovaného a upnutí neopracovaného dílce 6 se popsaný cyklus opakuje.

V případě, že by při spuštění stroje, popřípadě i během obrábění dílce 6, nastala situace, že by nedošlo к vodivému styku elektrody s obráběnou plochou, popřípadě к takovému přiblížení, jež by umožňovalo elektroimpulsní výboje, stoupl by v hydraulických válcích 2, 3 a 4 tlak na hodnotu, která by mohla ohrozit popsané zařízení. Aby к tomu nedošlo, vysune se v důsledku překročení určité, předem nastavené hodnoty tlaku ve zmíněných hydraulických válcích 2, 3 a 4 pojistný píst 30, který pomocí vypínacího spínače 51 zařízení okamžitě vypne.

Nastavení tlaku, při kterém dojde ke zmíněnému vypnutí zařízení, se dá dosáhnout s výhodou vhodnou úpravou pojistného pístu, který se provede se stavěcími prostředky, působícími na neznázorněnou pružinu.

Claims (3)

1. Zařízení к obrábění vnitřních kuželových ploch kovových dílců s dutinou o vysokém štíhlostním poměru, kde dutina je souosá válcová plocha zakončená kuželovou plochou, к obrábění je použito elektrody zapojená na jeden pól zdroje pálicích impulsů a kde elektroda, která je zakončena kuželovitou pálicí částí, je opatřena vodicí částí, vzhledem к elektrodě izolovanou a vloženou ve vedení elektrody tvořeném válcovou plochou dutiny dílce, který je zapojen na druhý pól zdroje pálicích impulsů, přičemž elektroda je v záběru s prostředky pro vyvození jejího rotačního pohybu, současně však i s prostředky pro její rychloposuv a/anebo mikroposuv, vyznačené tím, že na držáku (1) je uchycen pracovní hydraulický válec (2), hydraulický válec (3) pro rychloposuv a hydraulický válec (4) pro mikroposuv, tyto válce jsou všechny vzájemně propojeny, přičemž v pracovním hydraulickém válci (2) je opěrný píst (20), o nějž se opírá elektroda (8) a v hydraulickém válci (3) pro rychloposuv je píst (32), o nějž se opírá matice (33) , která je suvně uspořádána na šroubu (34) pohonu (36, 37) rychloposuvu a v hydraulickém válci (4) pro mikroposuv je druhý píst (43), o nějž se opírá druhá matice (44), která je suvně uspořádána na šroubu (45) pohonu (46, 47) mikroposuvu, přičemž v hydraulickém válci (3) pro rychloposuv a v hydraulickém válci (4) pro mikroposuv jsou zařazeny tlačné pružiny (31, 42) a/anebo v pracovním hydraulickém válci (2) je zařazena tažná pružina (21).

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že v hydraulickém válci (3) pro rychloposuv je na protilehlé straně pístu (3) uspořádán pojistný píst (30), proti němuž je vypínací spínač (51), a v hydraulickém válci (4) pro rychloposuv na protilehlé straně pístu (43) je uspořádán proplachovací píst (40), o nějž se opírá tyč (41), která je ve styku s vačkou (410) elektromotoru (411).

3. Zařízení podle bodů 1 a 2, vyznačené tím, že prostor hydraulického válce (3) pro rychloposuv je v nepracovní poloze pístu (32) propojen s doplňovací nádržkou (38).