Pierwszenstwo: 29.11.1971 Wegry Zgloszenie ogloszono: 30.09.1973 Opis patentowy opublikowano: 28.02.1975 73425 KI. 49a,5/24 MKP B23b 5/24 Twórcy wynalazku: Pcter Nad, Vidor Pek, Istvan Szucs, Miklos Zsidei, Istvan Szedlar Uprawniony z patentu tymczasowego: Szerszamgepipari Muvek, Buda¬ peszt (Wegry) Urzadzenie do obróbki wiórowej przedmiotów o profilach zmieniajacych sie niezaleznie w przekroju wzdluznym i poprzecznym zwlaszcza tloków silników spalinowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do obróbki wiórowej przedmiotów o profilach zmie¬ niajacych sie niezaleznie w przekroju wzdluznym i poprzecznym, zwlaszcza tloków silników spali¬ nowych.Jest rzecza ogólnie znana, ze dzialanie ciepla i wynikajace z tego naprezenie, powstajace w duzej liczbie czesci maszyn, powoduja ze przy ich wy¬ twarzaniu, to jest przy obróbce maszynowej nale¬ zy przewidziec ustalone poprzednio, wyliczone lub okreslone doswiadczalnie odchylki wymiarowe dla przekroju wzdluznego i/lub poprzecznego, co wy¬ maga od obróbki maszynowej wysokiej dokladno¬ sci i wydajnosci. Typowym tego przykladem jest obróbka tloków do silników spalinowych, poniewaz w tym przypadku konieczne jest zastosowanie okre¬ slonych odchylek od równomiernego, symetryczne¬ go, cylindrycznego ksztaltu tloka. Powód tego le¬ ze w tym, ze pomimo uwzglednienia i wyrównania odchylek wymiarowych ustalonych uprzednio w duzej liczbie badan, na skutek rozkladu tempera¬ tur w korpusie tloka w czasie pracy, moga pow¬ stac zalezne od temperatury odksztalcenia, tak na calej powierzchni plaszcza jak i rozmieszczone równomiernie w calym tloku. W celu wyrównania odksztalcenia zaleznego od temperatury stosujc sie znaczne ilosci znanych rozwiazan konstrukcyj¬ nych, np. stosuje sie tloki elastyczne, rozciete, z wycieciami, z wkladkami stalowymi itd., które jednakze zawsze maja okreslone wady. Zgodnie 2 z wyzej wymienionymi nowoczesnymi tendencja¬ mi w przemysle samochodowym i silnikowym obe¬ cnie sa wykonywane tak zwane tloki dwuowalne, dobrze wytrzymujace obciazenia wystepujace w 5 silnikach benzynowych jak równiez w silnikach dieslowskich, wykazujace optymalny ksztalt nosny, a tym samym spelniajace wymagania na najwyz¬ szym obecnie znanym poziomie. Powierzchnia pla¬ szcza omawianego tloka sklada sie z czterech wy- io raznie oddzielonych i róznych stref powierzch¬ niowych, umieszczonych po dwie odpowiednio na¬ przeciwko siebie, a których wycinki powierzchni tworza balistyczny stozek owalny. Oba owale mo¬ ga sie róznic miedzy soba wielkoscia, a nawet 15 miec zmienny ksztalt.Wymaganie odstepstwa od ksztaltu regularnego cylindra dotyczy oczywiscie nie tylko ksztaltu tlo¬ ka, w przekroju poprzecznym, lecz równiez jego ksztaltu w przekroju podluznym. Tworzace ogra- 20 niczonych powierzchni tloka sa okreslone przez tak zwana krzywa balistyczna, przebiegajaca z pew¬ na, uprzednio okreslona odchylka od osi wzdluz¬ nej tloka.Wymiary tloka przed jego wbudowaniem do sil- 25 nika (tzw. wymiary na zimno) sa zwykle otrzymy¬ wane przez obróbke wiórowa, a w szczególnosci przez toczenie. Przy czym toczenie ma tutaj szcze¬ gólne znaczenie, poniewaz ta operacja technolo¬ giczna umozliwia nadanie tlokowi odpowiedniego 30 ksztaltu zgodnie z powyzszymi punktami widzenia 73 4253 73 425 4 oraz zgodnie z uprzednio ustalonym uksztaltowa¬ niem przekroju poprzecznego.Ze wzgledu na to, ze przykladowo, tloki silni¬ ków spalinowych sa masowymi wyrobami prze¬ myslowymi od stosunkowo dawnych etapów roz¬ woju techniki, do ich wyrobu i obróbki, jak rów¬ niez do ich usprawnienia przedstawiono w ostat¬ nich czasach bardzo liczne rozwiazania.Znane jest urzadzenie do obróbki tloków dwu- owalnych wyposazone w tak zwany wzornik wzor¬ cowy, stanowiacy najprostsze rozwiazanie do za¬ montowania, majace jednakze te wade, ze samo wykonanie wzornika wzorcowego z wymagana do¬ kladnoscia stanowi zadanie wyjatkowo trudne i z tego powodu zastosowanie urzadzenia okazalo sie nierentowne przy produkcji malo- i srednioseryj- nej.Inny sposób wykonania owalnych przekrojów poprzecznych polega na zastosowaniu narzedzia obracajacego sie dookola osi odchylonej o pewien kat od osi obrotu przedmiotu obrabianego. Roz¬ wiazania te wymagaja jednakze trudnych do usta¬ wienia, specjalnych obrabiarek jednocelowych. Ze wzgledu na sile odsrodkowa w tym przypadku górna osiagalna liczba obrotów jest ograniczona, co z technologicznego punktu widzenia stanowi oczywiscie duza wade.W innym znanym sposobie wykonania wymaga¬ na owalnosc jest osiagnieta za pomoca kilku bryl cylindrycznych ustawionych ukosnie w stosunku do ich wlasnej osi geometrycznej. Jest to uzyska¬ ne przez zastosowanie dodatkowych wzorników, dzwigni sterowniczych itp., co powoduje, ze urza¬ dzenie jest skomplikowane, trudne do ustawienia i ma duza liczbe zródel zaklócen.Oprócz tego istnieje rozwiazanie, które niby za¬ spokaja wymagania przy wykonywaniu owalnosci tak dla malych serii, jak i przy produkcji maso¬ wej. Rozwiazanie to ma jednakze te wade, ze wymagany ksztalt przekroju wzdluznego jest uzy¬ skiwany za pomoca tarczy mimosrodowej przezna¬ czonej wylacznie do jego wykonania oraz tarczy owalnej osadzonej na wale obracajacym sie syn¬ chronicznie z walem glównym urzadzenia, co jest bardzo kosztownym rozwiazaniem konstrukcyjnym.Inne znane rozwiazanie wymaga duzej liczby ruchomych, wirujacych czesci, a samo wykonanie stosowanych tam wkleslych i wypuklych tarcz ste¬ rujacych jest trudne i kosztowne. I w tym przy¬ padku wirujace masy ograniczaja wysokosc gór¬ nej liczby obrotów.Inne rozwiazania nie nadaja sie do równocze¬ snego wykonywania podwójnej owalnosci tloków, czesciowo ze wzgledu na swoja skomplikowana konstrukcje, czesciowo zas ze wzgledu na zawarty w nich kinematyczny lancuch przesylowy.Jeszcze znane rozwiazanie dotyczace przedmiotu wynalazku posiada element sterujacy o podwój¬ nym dzialaniu, którego wykonanie i konserwacja musza byc powierzone narzedziowcom o wysokich kwalifikacjach. Czas przestawiania urzadzenia z jednego typu tloków na inny, a tym samym czas przestoju pomiedzy poszczególnymi seriami sa bar¬ dzo dlugie, przez co wykonywanie malych serii jest niekorzystne z punktu widzenia rentownosci.Najwieksza wada ostatniego rozwiazania polega jednak na tym, ze wspomniany element sterujacy przy wykonywaniu ciagle zmieniajacej sie owal¬ nosci przekroju poprzecznego tloka, oddzialywuje 5 równiez na balistyczna tworzaca plaszcza, to zna¬ czy zmienia ksztalt przekroju wzdluznego, a mia¬ nowicie przez to ze podzialka odwzorowania tego ostatniego jest zblizona do 1:1. Jest wiec rzecza oczywista, ze rzeczywiscie, osiagniecie dokladnosci np. 0,01 mm przewidzianej dla plaszcza tloka, wy¬ maga niezwykle wysokiej dokladnosci przy wyko¬ nywaniu elementu sterowniczego, przez co staje sie ono wyjatkowo kosztowne i trudne.Celem wynalazku jest usuniecie niedogodnosci, wymienionych powyzej znanych rozwiazan oraz stworzenie takiego urzadzenia, za pomoca którego mozna bedzie obrabiac tloki o podwójnej owalno¬ sci do silników spalinowych o jednym cyklu ro¬ boczym, w przekroju podluznym i poprzecznym, zmieniajacych sie niezaleznie jeden od drugiego, a w szczególnosci posiadajacych plaszcz o tworza¬ cej wedlug krzywej balistycznej.Cel ten osiagnieto zgodnie z wynalazkiem przez wykonanie urzadzenia do obróbki wiórowej przed¬ miotów o profilach zmieniajacych sie niezaleznie w przekroju wzdluznym i poprzecznym, w którym zespól do sterowania narzedziami do obróbki pro¬ filu przekroju wzdluznego, umieszczony prosto¬ padle do osi obrotu przedmiotu obrabianego, skla¬ dajacy sie z ostrza czujnika umieszczonego na jednym koncu dzwigni sterowniczej dociskanej do wzornika do kopiowania za pomoca sprezyny, dru¬ gi koniec dzwigni sterowniczej jest sztywno osa¬ dzony na jednym koncu sruby nastawnej, której czesc srodkowa znajduje sie w lozysku bez luzów, umieszczonym w saniach narzedziowych, a drugi koniec sruby nastawnej zaopatrzony w gwint umieszczony jest w nakretce zabierakowej znaj¬ dujacej sie w saniach dolnych, polaczonych z sa¬ niami narzedziowymi za posrednictwem bezluzo- wych prowadnic rolkowych, przy czym nakretka zabierakowa jest dociskana sprezyna do klina na¬ stawnego o wymiarach znamionowych. Urzadze¬ nie wedlug wynalazku ma poza tym dwa zespoly do sterowania narzedzi do obróbki profilu prze¬ kroju poprzecznego przedmiotu obrabianego, za¬ mocowanego we wzorniku obrotowym w ten spo¬ sób, ze os obrotu przedmiotu jest prostopadla do osi wzdluznej obu narzedzi obróbczych przesunie¬ tych fazowo dowolnie jedno w stosunku do drugie¬ go i zamocowanych w uchwytach narzedziowych, których drugi koniec tworzy plaszczyzne, dociska¬ na za pomoca sprezyny do walka umieszczonego przesuwnie na plaszczyznie jednego konca dzwi¬ gni sterowniczej, na której drugim koncu znajduje sie czujnik przyciskany sprezyna do wewnetrznej powierzchni wzornika, w którym jest zamocowany przedmiot obrabiany.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia obrób¬ ke wszelkich, spotykanych w praktyce profili prze¬ krojów poprzecznych odmiennych od przekroju ko¬ lowego, a wiec nadaje sie do obróbki wszelkiego rodzaju owalnosci zmniejszajacych sie, zwieksza¬ jacych sie, skokowych lub stalych, a wiec rów¬ niez do obróbki owalnosci podwójnych. Równo- 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 73 425 6 czesnie za pomoca tego urzadzenia mozna obrabiac dowolne balistyczne profile przekrojów wzdluz¬ nych, calkowicie uniezaleznionych od owalnosci, to znaczy od profilu przekroju poprzecznego z duza dokladnoscia wymiarowa i z duza wydajnoscia, uzyskujac powierzchnie o odpowiednich wlasci¬ wosciach bez specjalnie wygórowanych wymagan co do obróbki stosowanych wzorników.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ klapcie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia tlok silnika spalinowego, w widoku z boku; fig. 2 — tlok silnika w przekroju poprzecz¬ nym z uwidoczniona jego podwójna poprzeczna owalizacja; fig. 3 — schemat urzadzenia do stero¬ wania narzedzia nadajacego poprzeczny profil obrabianemu przedmiotowi, w widoku z boku w czesciowym przekroju; fig. 4 — urzadzenie do ste¬ rowania narzedzia nadajacego podluzny profil obrabianemu przedmiotowi, w widoku perspekty¬ wicznym.Obrabiany przedmiot 1, w danym przypadku tlok silnika spalinowego jest zamocowany we wzorni¬ ku obrotowym 2 obracanym synchronicznie na wrzecionie glównym. Do zewnetrznej scianki tego wzornika przylega czujnik 4 znajdujacy sie na kon¬ cu dzwigni odchylonej 3 dociskanej do wzornika za. pomoca sprezyny 5. Omawiany wzornik ma uprzednio ustalona odchylke wymiarowa propor¬ cjonalna do owalnosci, która ma uzyskac przedmiot obrabiany 1. Do plaskiej powierzchni dzwigni od- chylnej 3 jest przymocowana cylindryczna czesc przenoszaca 6, przeznaczona tylko do przenoszenia ruchu, na która stale naciska listwa stykowa 8 uchwytu noza tokarskiego 7, który to uchwyt jest ulozyskowany obrotowo i dociskany, odpowiednio zwymiarowana sprezyna 9, do czesci przenoszacej 6. Przez zmiane miejsca zamocowania czesci prze¬ noszacej 6, w kierunku promieniowym w stosunku do przedmiotu obrabianego 1, mozna nastawic w wymaganej podzialce odchylke wymiarowa wzorni¬ ka obrotowego 2. W celu uzyskania równoczesnej obróbki, to znaczy wykonania podwójnej owalnosci na obwodzie przedmiotu obrabianego 1, sa umie¬ szczone wokól tego przedmiotu dwa urzadzenia z nozami tokarskimi 10, wykonane podobnie do urza¬ dzenia opisanego powyzej. Urzadzenia te sa rozsta¬ wione, jedno w stosunku do drugiego o 180°. Ana¬ logicznie rozstawione sa i ostrza nozy tokarskich 10, co daje symetryczne rozmieszczenie owalnosci, na przedmiocie obrabianym.Ostatnimi elementami opisanych powyzej urza¬ dzen wahliwych sa, poruszane razem z nozami to¬ karskimi 10, uchwyty tych nozy. Amplituda ruchu odchylnego okresla wymagana owalnosc, a odstep pomiedzy ostrzem noza tokarskiego 10 a osia obro¬ tu przedmiotu obrabianego 1 okresla srednice te¬ go ostatniego. Zmiana srednicy znamionowej wzdluz i w kierunku osi wzdluznej, to znaczy ba¬ listyczna tworzaca plaszcza, a tym samym profil przekroju wzdluznego, beda wykonane przy za¬ stosowaniu urzadzenia wedlug wynalazku do ste¬ rowania narzedzi obróbczych ksztaltujacych profil przekroju podluznego, wedlug opisu odnoszacego sie do fig. 4: Uchwyt 7 noza tokarskiego 10 jest umieszczony wahliwie w lozyskach 12 sani narzedziowych 11, przy czym sanie narzedziowe 11 sa polaczone z sa¬ niami dolnymi 13 za pomoca scisle dopasowanych prowadnic rolkowych 14, co umozliwia ruch po¬ przeczny noza w stosunku do kierunku ruchu san dolnych 13. Ten ruch poprzeczny jest spowodowa¬ ny sruba nastawna 15 polaczona w swojej srodko¬ wej czesci z saniami narzedziowymi 11 za pomoca scisle dopasowanego lozyska 16, koncowa czesc sru¬ by jest umieszczona w nakretce zabierakowej 17, podczas gdy drugi jej koniec jest sztywno zamo¬ cowany w dzwigni sterowniczej 18. Nakretka zabie- rakowa 17 jest dociskana do sprezyny 23 naprezone wstepnie przez klin nastawny 22 o wymiarach zna¬ mionowych, ustawiony odpowiednio, jednak nieru¬ chomo w saniach dolnych 13. Przez przekrecanie sruby nastawnej 15 nastepuje ruch sani narzedzio¬ wych 11 w kierunku prostopadlym do osi obrotu przedmiotu obrabianego 1, przy czym ruch ten zalezy od skoków gwintu oraz od kata, o który zostanie obrócona sruba nastawna 15. Kat obrotu sruby nastawnej 15 zalezny nastepnie od ruchu posuwistego san dolnych 13 w kierunku osi obrotu przedmiotu obrabianego 1, sterowanego ruchem wymuszonym jej konca, osadzonego w dzwigni sterowniczej 18, która pod dzialaniem sprezy¬ ny 21 jest dociskana do wzornika do kopiowania 20 za posrednictwem przesuwajacego sie po nim wzdluznie ostrza czjnikalO. Ten kat obrotu, jak równie zwiazana z nim .ustalona uprzednio od¬ chylka wymiarowa wzornika do kopiowania 20, zostana przeniesione w sposób opisany powy¬ zej w kierunku poprzecznym do ruchu noza tokarskiego, przez co mozliwe bedzie przenie¬ sienie odchylki wymiarowej ustalonej uprzednio, a znajdujacej sie na wzorniku do kopiowania 20, na wyzej opisane urzadzenie do sterowania narze¬ dzia obróbczego wedlug wynalazku, dzialajacego na wzdluzny profil przedmiotu obrabianego 1, w skali zmniejszonej np. 1: 150. Z tego powodu rów¬ niez dokladnosc wykonania wzornika do kopiowa¬ nia 20 bedzie przeniesiona na tworzaca plaszcza przedmiotu obrabianego 1, ze zmniejszeniem 1:150, przez co wykonanie wzornika do kopiowania 20, w stosunku do rozwiazan znanych dotychczas, jest tansze i prostsze, a cale urzadzenie staje sie la¬ twiejsze do obslugi i o bardziej przejrzystej kon¬ strukcji.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia wyko¬ nanie obróbki profilowej wedlug przekroju wzdluz¬ nego z niespotykana dotychczas dokladnoscia i pro¬ stota, dajac mozliwosc równoczesnego wykonania dwóch niezaleznych od siebie i niezaleznie zmie¬ niajacych sie owalnosci, dzieki dwom narzedziom sterowanym niezaleznie jedno od drugiego, a mia¬ nowicie przez zapewnienie idealnego wzajemnego przenikania sie tych owalnosci bez dodatkowych promieni przejsciowych, lub tp.Urzadzenie wedlug wynalazku nadaje sie rów¬ niez do wykonywania zwyklych tloków owalnych, przy czym mozna na nim uzyskac znacznie wieksza wydajnosc w porównaniu ze znanymi urzadzenia¬ mi do obróbki tloków, a mianowicie przez to, ze je- 10 15 20 25 30 85 40 45 50 55 607 73 425 8 den nóz tokarski np. do obróbki zgrubnej moze byc stale umieszczony przed drugim nozem tokarskim do obróbki dokladnej. PL PL