RU1834750C - Способ чистовой обработки поршней и аналогичных деталей и станок дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Предлагаетс  способ чистовой обработки поршней и аналогичных деталей из отливок , прошедших черновую обработку в литейном цехе, за один установ детали, и станок дл  его осуществлени , обеспечивают повышение (точности и производительности . Расточный модуль и модуль токарной обработки станка смонтированы на главной станине, а модуль нарезани  канавок установлен на силовом столе. Указанные модули производ т автоматически нарезание канавок под поршневые кольца, обточку поверхности сложной формы юбки и растачивание отверсти  под поршневой палец в заданной технологической последовательности. Поршнева  заготовка устанавливаетс  дл  вращени  на передней и задней бабках. Последние установлены на силовом столе, который подвижно смонтирован на главной станине дл  перемещени  в рабочую позицию относительно растачивающего и обтачивающего модулей а заданной последовательности. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 7 ил. w И

Description

Изобретение касаетс  способа и станка дл  чистовой обработки поршней и аналогичных деталей и, в частности, способа и станка дл  чистовой обработки поршней за один установ детали.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности обработки за счет повышени  точности расположени  отверсти  в поршне под поршневой палец относительно обрабатывающих узлов при невращающемс  поршне .

На фиг.1 показан вид сбоку детали, например , поршн  и конец режущего инстру-, мента; на фиг.2 - сечение, выполненное по линии 2-2 на фиг.1; на фиг.З - вид-сверху станка насто щего изобретени , силовой

стол которого показан в двух крайних положени х относительно главной станины пунктирными лини ми; на фиг.4 - вид сбоку станка, представленного на фиг.З; на фиг.5 - вид станка с конца со сн тым обтачивающим модулем, за исключением его основани ; на фиг.6 - вид с конца, показывающий два положени  двух нарезающих канавки инструментов, установленных на общих салазках; на фиг.7- показана схема выполн емых операций на стайке, представленном на фиГ.З-6, дл  чистовой обработки поршн . На фиг.1 показана заготовка, например, прошедший черновую обработку в литейном цехе поршень 1, который прошел чистовую обработку, с использованием способа и

00

со

N

VI ел

О

GO

станка насто щего изобретени . Под чистовой обработкой подразумеваетс , что в поршне 1 проточены канавки 2, расточено отгерстие 3 под поршневой палец и поршне t и обточена сложна  поверхность юбки 4 поршн  1, при этом проведены чернова  и чистова  обточки, с целью получени  детали , отвечающей требовани м чертежа. Между канавками 2, а также между самой нижней канавкой 2 и днищем поршн  5 образуютс  буртики 6.

Как показано на фиг.2, поршень 1 вращаетс  вокруг оси 7 и располагаетс  относительно вершины резца 8 дл  обточки сложной формы юбки поршн .

На фиг.З - 5 показан станок 9, выполненный в соответствии с насто щим изобретением , предназначенный дл  чистовой обработки поршней и аналогичных деталей, как поршень 1. Станок 9 содержит составную гранитную или чугунную станину 10, установленную на опорах 11 дл  выравнивани  станины 10. Последн   обеспечивает демпфирование станка 9 и его термическую стабильность. Как показано на фиг.5, в станине выполнены желоба 12 дл  отвода СОЖ и стружки с одного конца станины.

Как показано на фиг.З, токарный модуль 13 установлен на станине 10. Модуль 13 содержит режущий инструмент 8 дл  обточки юбки поршн  1 в позиции 14 токарной обработки. Режущий инструмент 8 установлен на каретке 1.5, перемещающейс  относительно опорного элемента 16с помощью линейного двигател  17. В качестве альтернативы привод может быть гидравлическим. Каретка 15 перемещаетс  с помощью двигател  17 между позици ми: исходным, пол- учистовой и чистовой обточки. Токарный модуль 13 дополн ет возможности сложной токарной обработки поршн  1 с управлением от ЧПУ типа СПС.

На станине 10 смонтирован также расточной модуль 18. Последний содержит расточный инструмент 19 дл  растачивани  отверсти  20 в поршне 1 под поршневой палец, как показано пунктирными лини ми. Отверстие 20 может иметь пр молинейную или коническую форму и его растаивание производитс  расточным инструментом 19, когда поршень 1 устанавливаетс  в позицию растачивани  21.

Приводной двигатель 22 приводит в действие расточный инструмент 19 через шпиндель 23. Путем качани  шпиндел  23 обеспечиваетс  получение элиптического отверсти . Приводной двигатель и его шпиндель 23 установлены на салазках 24 дл  перемещени  в одном из выбранных направлений, обозначенных стрелками 25.

Расточные салазки 24 перемещаютс  па подшипниках (не показаны) по основанию 2.6. Салазки 24 перемещаютс  с помощью ходового вала (не показан), привод щегос 

в действие безщеточиым серводвигателем 27. С другой стороны, привод может быть гидравлическим. Расточные салазки 24 могут перемещатьс  между исходным расточным положением и одной или несколькими

расточными позици ми дл  растачивани  отверсти  20 под поршневой палец в поршне 1.Кроме того, вертикальное положение расточного шпиндел  23 предпочтительно делаетс  регулируемым.

Модуль нарезани  канавок 28 установлен на главных салазках 29, которые в свою очередь перемещаютс  на станине 10 с помощью роликовых подшипников 30, как показано на фиг.5. Салазки 29 перемещаютс 

с помощью безщеточного серводвигател  31 и ходового вала 32 между первым и вторым крайними положени ми 33 и 34, как показано пунктирными лини ми на фиг.З. Станок 9 содержит переднюю 35 и заднюю 36 бабки, смонтированные на салазках . 29 дл  перемещени  вместе с ними. Передн   и задн   бабки 35 и 36 взаимодействуют дл  удержани  поршн  1 и его вращени  вокруг горизонтальной оси 7, Кроме

того, передн   и задн   бабки 35 и 36 под- держива-зт вращение поршн  1 вокруг оси 7 во врем  всего процесса перемещени  салазок 29 (т.е. между крайними положени ми 33 и 34).

Передн   бабка 35 содержит обычный патрон 37 и шпиндель 38, которые вращаютс  обычным образом с помощью безщеточного серводвигател  39 через шкивоременную передачу 40.

Задн   бабка 36 содержит шпиндель 41 или собственно бабку, смонтированную на салазках 42. Шпиндель 41 взаимодействует со шпинделем 38 дл  вращени  поршн  1- между ними обычным способом.

Запорный механизм, содержащий запор 43 передней бабки и запор 44 задней бабки, предназначен дл  гарантировани  радиального допуска отверсти  20 под поршневой палец относительно сложной формы юбки 4, Запор 43 передней бабки имеет пневмопривод, под действием которого запирающий элемент (не показан) перемещаетс  во взаимодействие с плоской частью шпиндел  38. Запор 44 задней бабки также

снабжен пневмоприводом, под действием которого шпонка (не показана) вводитс  в шпоночный паз (не показан), выполненный в шпинделе 41. Наличие запирающих устройств обеспечивает также правильную

ориентацию узлов 35 и 36 при загрузке и

выгрузке поршней. Угловое положение шпиндел  38 обеспечиваетс  кодирующим устройством 45, работающим от системы управлени  (не показана).

Салазки 42 задней бабки перемещаютс  в одно из двух направлений, обозначенных стрелками 46, под действием вращающегос  шарикового ходового винта 47. Последний приводитс  в действие с помощью безщеточного серводвигател  48 чё- рез шкивоременную передачу 49 обычным способом. Двигатель 48, а также все ранее упоминавшиес  аналогичные двигатели работают под управлением дистемы ЧПУ типа СПС. И,- наоборот, привод может быть гид- равлическим.

Модуль нарезани  канавок 28 содержит два инструмента 50 и 51, как показано на рис.6. Инструмент 50 обтачивает начерно кольцевые канавки снизу, поршн  1, а инст- румент 51 производит чистовую обработку кольцевых канавок с боков. Оба инструмента 50 и 51 установлены на салазках 52 дл  перемещени  в одном из выбранных па- правлений, обозначенных стрелками 53. В свою очередь салазки 52 установлены на дополнительных салазках 54 дл  перемещени  в выбранном одном из направлений, обозначенных стрелками 55. Таким образом , нарезающие канавки инструменты 50 и 51 могут нарезать канавки в поршне 1 в позиции 56 с целью получени  конических канавок благодар  синхронному перемещению салазок 54 и 52.

Салазки 54 перемещаютс  с помощью шарикового ходового винта 57, приводимого в действие безщеточным серводвигателем 58 через шкивоременную передачу 59. Однако, может использоватьс  гидравличе- ский привод, снабженный кодирующим устройством , установленным на салазках. Салазки 54 подвижно установлены на подшипниках (не показаны) на двигателе 58. Салазки 52 перемещаютс  аналогичным образом .

На фиг.7 показана последовательность операций, выполн емых в соответствии со способом насто щего изобретени , который осуществл етс  на станке 9.

Работа станка.

Операци  60-заготовка, прошедша  черновую обработку после лить  в литейном цехе, как например, поршень 1, автоматически загружаетс  в станок 9 в позиции за- грузки 61, как показано на рис.3 с помощью автоматического загрузочного устройства, обеспечивающего правильную радиальную ориентацию отверсти  под поршневой палец с целью гарантировани  правильной об- работ и поршн  1.

Операци  62 - поршень 1 зажимаетс  между бабкой 36 и шпинделем 41 под действием вращающегос  шарикового хода винта 47.

Операци  63 - главные салазки перемещаютс  до тех пор, пока поршень 1 не будет точно установлен в позицию растачивани  21.

Операци  64 - расточные салазки 24 перемещаютс  из своего исходного положе- ни  в рабочее положение дл  растачивани  отверсти  20 в поршне 1.

Операци  65 - расточные салазки 24 отвод тс  обратно в их исходное положение .

Операци  66 - запирающие устройства передней и задней бабок 43 и 44 соответственно , которые ранее были п запертом положении , теперь отпираютс .

Операци  67 -- поршень 1 вращаетс  между шпинделем 41 и патроном 37 вокруг горизонтальной оси 7.

Операци  68 - глазные салазки 29 быстро подвод тс  в позицию обточки 14 вдоль горизонтальной оси 7 под действием двигател  31 через шариковый ходовой винт 32,

Операци  69 - под действие линейного двигател  17 каретка 15 подводит режущий инструмент 14 в позицию получистовой обработки .

Операци  70 - осуществл етс  черновое нарезание канавок в поршне 1 с помощью инструмента 50 после подвода салазок 54. Это осуществл етс  в тот же момент, когда производитс  получистова  обработка. После завершени  получистовой. обточки юбки поршн  1 и завершени  чернового нарезани  канавок салазки 29 перемещают поршень 1 из позиции 14.

Операци  71 - токарный модуль 13 перемещаетс  в позицию чистовой обработки.

Операци  72 - инструмент 51 производит чистовую обработку канавок в поршне

1Операци  73 - салазки 29 отвод тс  назад дл  перемещени  поршн  1 обратно в позицию 14, тогда как сзлазки 54 отвод тс  в их исходное положение. Операци  74 - производитс  чистова  обработка юбки. Кроме того, поршень 1 разжимаетс  в патроне 37, благодар  чему может производитьс  чистова  обточка кольцевых буртиков 6.

Операци  75 -токарный модуль 13 отводитс  в исходное положение.

Операци ми- салазки 29 перемещаютс  в позицию разгрузки, а передн   бабка 35 прекращает вращать поршень 1.

Операци  77 - запорный механизм снова запираетс .

Операци  78 - поршень 1 разжимаетс , если он был ранее зажат, под действием обратного вращени  шарикового ходового винта 47 с целью отвода шпиндел  41 от патрона 37.

Операци  79 - поршень 1 автоматически разгружаетс  также, как и загружалс .

Станок 9 предназначен дл  совместной работы с контрольным устройством, располагающимс  р дом со станком. Контроль- мое устройство провер ет наружный диаметр поршн , размер отверсти  под поршневой палец и автоматически подает данные в систему управлени  (не показана) станка 9.

Способ и станок насто щего изобретени  обладают р дом преимуществ. Так например , зависимость размеров между юбкой 4 и поршн  1, отверстием 3 в поршне 1 и канавками 2 сохран етс  относительно посто нной и свод  до минимума повышение допусков. Кроме того, станок занимает небольшую площадь и может быть легко перемещен в любое другое место в зависимости от требований производства. Более того, различные обтачивающие, растачивающие и нарезающие канавки модули 13, 18 и 28 соответственно могут добавл тьс  или сниматьс , или занимать различные положени  на станине 10 или салазках 29, повы- ша   гибкость станка. Станина 10 и салазки 29 обеспечивают хорошие демпфирующие характеристики, а также термическую устойчивость во врем  обработки поршн  1 и его перемещени  между различными пози- ци ми обработки вдоль горизонтальной оси 7. Кр оме того, благодар  ограниченным перемещением поршн  вдоль горизонтальной оси 7, уменьшаетс  оперативное врем .

:

Claims (6)

1. Способ чистовой обработки поршней и аналогичных деталей, согласно которому загружают обработанный предварительно поршень и фиксируют его при заданной радиальной ориентации отверсти  под поршневой палец, предназначенной дл  обеспечени  заданной станочной обработки поршн  в первом положении, зажимают предварительно обработанный поршень относительно горизонтальной оси и перемещают поршень во второе положение, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки, во втором положении осуществл ют расточку отверсти  в поршне под поршневой палец, расфиксируют его в радиальном направлении и перемещают поршень в третье положение, в котором вращают его вокруг горизонтальной оси,

осуществл ют получистовую обработку юбки обтачиванием и одновременно начерно прорезают канавку, после чего перемещают поршень в четвертое положение, в котором осуществл ют чистовую обтрчку и чистовое прорезание канавки, а затем перемещают его в третье положение, где разжимают поршень и выгружают его.

2.Станок дл  чистовой обработки поршней и аналогичных деталей, содержащее главную станину, токарный модуль, включающий токарный резец, установленный с возможностью перемещени  в исходную позицию обточки и из нее и предназначенный дл  обработки по крайней мере юбки поршн , вторую станину, смонтированную с возможностью перемещени  по первой станине , причем одна из станин предназначена Дл  размещени  модул  нарезани  канавок, включающего по крайней мере один нарезающий канавку инструмент, установленный с возможностью перемещени  в исходное положение нарезани  канавки и из него, заднюю и переднюю бабки , предназначенные дл  зажима поршн  и его вращени  вокруг горизонтальной оси, привод перемещени  второй станины относительно главной в направлении, параллельном горизонтальной оси, причем передн   и задн   бабки смонтированы на второй станине, а токарный модуль смонтирован на главной станине и предназначен дл  установки поршн  между задней и передней бабками в позиции обточки и удержании его вдоль горизонтальной оси в течение относительного перемещени  и обработки, при этом токарный резец смонтирован на каретке с возможностью перемещени  вместе с ней в исходное положение обточки и из него поперек горизонтальной оси, от л и- чающийс  тем, что, с целью повышени  точности обработки за счет повышени  точности расположени  отверсти  в поршне под поршневой палец относительно обрабатывающих узлов при невращающемс  пор- шне, станок снабжен запорными механизмами, установленными на задней и передней бабках и предназначенными дл  их блокировки и деб;юкировки в заданном радиальном положении относительно горизонтальной оси.

3.Станок по п.2, отличающийс  тем, что модуль нарезани  канавок снабжен вторым инструментом, предназначенным дл  нарезани  канавки и установленным с возможностью перемещени  между исходными положени ми нарезани  канавки.

4.Станок по п.З, отличающийс  тем, что первый и второй инструменты дл  нарезани  канавок установлены на одни.-.

поперечных салазках с возможностью перемещени  вместе с ними.

5. Станок по п.4, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что модуль нарезани  канапок снабжен вторыми поперечными салазками, смонтированными на основных и с возможностью перемещени .

6. Станок по п.2, о т л и ч а ю щ и Л с   тем, что модули обточки и нарезани  канавок смонтированы на противоположных сторонах горизонтальной оси. а токарный резец предназначен дл  обтачивани  участка перемычек поршн  между канавками.

4

(fit/Ј. 2

(ригз

OSZ.W81

L

55

сриг.Б