RU200046U1

RU200046U1 - CENTRIFUGAL CALIPER

Info

Publication number: RU200046U1
Application number: RU2020117748U
Authority: RU
Inventors: Алексей Петрович Баринов; Владислав Октябревич Свещинский
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью Управляющая компания "Алтайский завод прецизионных изделий"
Priority date: 2020-05-19
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-10-02

Abstract

Центробежный суппорт включает корпус с размещенными в нем режущим инструментом, подпружиненными грузами, деталями, передающими на режущий инструмент усилие, необходимое для его радиальной подачи, и вспомогательными деталями. Радиальная подача режущего инструмента происходит при вращении корпуса и направлена к оси вращения корпуса. Возвращение режущего инструмента в исходное положение после выполнения операции происходит под действием пружин. Подпружиненные грузы имеют упоры для ограничения углов поворота. Режущим инструментом являются два оппозитно расположенных резца, перемещающиеся навстречу друг другу в одной плоскости. Детали, передающие на режущий инструмент усилие от грузов, выполнены в виде двуплечных рычагов, причем грузы закреплены на одном из плеч каждого рычага, удаленном от резца. Величина радиальной подачи резцов и исходное положение резцов перед обработкой определяются положениями соответствующих упоров в пазах корпуса.The centrifugal caliper includes a housing with a cutting tool, spring-loaded weights, parts transmitting the force necessary for its radial feed to the cutting tool, and auxiliary parts. Radial feed of the cutting tool occurs during the rotation of the body and is directed towards the axis of rotation of the body. The return of the cutting tool to its original position after the operation is carried out under the action of springs. Spring-loaded weights have stops to limit the angles of rotation. The cutting tool is two oppositely located incisors moving towards each other in the same plane. The parts transmitting the force from the weights to the cutting tool are made in the form of two-arm levers, and the weights are fixed on one of the arms of each lever, remote from the cutter. The amount of radial feed of the cutters and the initial position of the cutters before machining are determined by the positions of the corresponding stops in the body grooves.

Description

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности и может быть использована, в том числе, для отрезки заготовок из круглого проката малого диаметра, например бронзовой проволоки.The utility model relates to the metalworking industry and can be used, inter alia, for cutting billets from round bars of small diameter, for example, bronze wire.

При токарной обработке деталей из круглого проката, имеющих малую продольную жесткость возможно отгибание заготовки при радиальной подаче инструмента. Это обстоятельство усугубляется с увеличением соотношения «длина/диаметр» обрабатываемой заготовки.When turning parts from round bars with low longitudinal rigidity, it is possible to bend the workpiece with a radial feed of the tool. This circumstance is aggravated with an increase in the length / diameter ratio of the workpiece being processed.

Известна конструкция резцовой головки, включающей три равномерно расположенных в плане резца, обрабатывающих деталь одновременно (А.С. №36759, опубл. 31.05.1934). В корпусе резцовой головки, по известному решению, помещена гильза, через полость которой проходит резцедержавка, несущая укрепленные на шарнирах и подпружиненные в направлении от резцедержавки резцы. Резцы имеют специальную форму наружной поверхности, в которую упирается гильза. Резцедержавка может перемещаться в осевом направлении. Для сообщения режущим кромкам резцов радиальной подачи резцовую головку перемещают в осевом направлении. При этом резцедержавка остается на месте, а корпус резцовой головки вместе с гильзой перемещается, причем гильза давит на резцы, заставляя их поворачиваться вокруг шарниров и сближая тем самым их режущие кромки. По окончании резания корпус вместе с гильзой возвращают в исходное положение. При этом под действием пружин резцы расходятся.Known design of the cutting head, including three evenly spaced in the plan of the cutter, processing the part at the same time (AS No. 36759, publ. 05/31/1934). In the case of the cutter head, according to the known solution, a sleeve is placed, through the cavity of which a cutter holder passes, carrying cutters mounted on hinges and spring-loaded in the direction from the tool holder. The incisors have a special shape of the outer surface against which the sleeve abuts. The tool holder can be moved axially. To communicate to the cutting edges of the cutters with a radial feed, the cutter head is moved in the axial direction. In this case, the tool holder remains in place, and the body of the tool head moves together with the sleeve, and the sleeve presses on the cutters, forcing them to rotate around the hinges and thereby bring their cutting edges closer together. At the end of cutting, the body together with the sleeve is returned to its original position. In this case, under the action of the springs, the cutters diverge.

К недостаткам известного решения относится необходимость специального профилирования наружной формы резцов. Недостатками являются также необходимость организации во время выполнения операции двух движений - вращения резцовой головки и ее осевого перемещения для осуществления радиальной подачи. Кроме того, недостатком является ограничение длины отрезаемой заготовки, определяемое размерами резцедержавки.The disadvantages of the known solution include the need for special profiling of the outer shape of the cutters. The disadvantages are also the need to organize during the operation of two movements - rotation of the cutting head and its axial movement for the implementation of radial feed. In addition, the disadvantage is the limitation of the length of the cut workpiece, determined by the dimensions of the tool holder.

Известен патрон с радиальным перемещением резца, включающий корпус с установленными внутри него державкой и средством крепления державки, а также упор, обеспечивающий позиционирование патрона относительно обрабатываемой детали (пат. RU №2509631, опубл. 20.03.2014. Бюл. №8). Обработка детали выполняется одним резцом. При этом радиальную подачу резцу сообщают, перемещая подвижную часть патрона с резцедержавкой относительно его неподвижной части, установленной с упором в торец обрабатываемой детали. Отклонение резца в радиальном направлении происходит за счет взаимодействия резцедержавки, имеющей специальную клиновидную форму, с наклонным пазом, выполненным вдоль вала, расположенного в корпусе патрона. По известном решению, резец получает радиальную подачу в направлении от оси вращения патрона к периферии.Known cartridge with radial movement of the cutter, which includes a housing with a holder installed inside it and a holder for fastening the holder, as well as a stop that ensures positioning of the cartridge relative to the workpiece (US Pat. RU No. 2509631, publ. 03/20/2014. Bull. No. 8). The part is machined with one cutter. In this case, the radial feed to the cutter is communicated by moving the movable part of the chuck with the tool holder relative to its stationary part installed with an emphasis on the end face of the workpiece. The deflection of the cutter in the radial direction occurs due to the interaction of the tool holder, which has a special wedge-shaped shape, with an inclined groove along the shaft located in the chuck body. According to the known solution, the cutter receives a radial feed in the direction from the axis of rotation of the chuck to the periphery.

К недостаткам известного решения относятся необходимость специального профилирования резцедержавки, выполнения паза на валу и использование единственного резца, приводящее к несимметричной схеме нагружения заготовки при выполнении операции. Недостатками являются также необходимость организации во время выполнения операции двух движений - вращения патрона и его осевого перемещения для осуществления радиальной подачи. Кроме того, недостатком является невозможность отрезки заготовок без центрального отверстия.The disadvantages of the known solution include the need for special profiling of the tool holder, making a groove on the shaft and the use of a single cutter, which leads to an asymmetric loading pattern for the workpiece during the operation. The disadvantages are the need to organize during the operation of two movements - rotation of the cartridge and its axial movement to implement radial feed. In addition, the disadvantage is the impossibility of cutting blanks without a central hole.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является резцовая головка к сверлильным и тому подобным станкам для расточки кольцевых полостей и канавок в отверстиях корпусных деталей (А.С. №147883, опубл. в 1962. Бюл. №11). Известная конструкция включает поворотные подпружиненные грузы, кинематически связанные с резцом. Компоненты резцовой головки размещены в объединяющей их детали - шпинделе. При этом резец установлен в отдельном инструментальном шпинделе, размещенном внутри шпинделя резцовой головки и связанном через зубчатые секторы и поводковые пальцы с поворотными грузами. Центробежная сила, возникающая при вращении шпинделя, разводит поворотные грузы, которые через поводковые пальцы проворачивают зубчатые секторы. Через зубчатые секторы поворот передается инструментальному шпинделю, эксцентрично расположенному в корпусе основного шпинделя. Углы поворота грузов ограничены упорами. Возврат инструментального шпинделя с резцом в исходное положение происходит под действием пружин.The closest in terms of the totality of essential features - the prototype of the claimed utility model - is a cutting head for drilling and similar machines for boring annular cavities and grooves in the holes of body parts (AS No. 147883, published in 1962. Bull. No. 11). The known design includes rotary, spring-loaded weights, kinematically connected to the cutter. The components of the cutting head are located in the part that unites them - the spindle. In this case, the cutter is installed in a separate tool spindle, located inside the spindle of the cutter head and connected through toothed sectors and drive pins with swivel weights. The centrifugal force generated by the rotation of the spindle spreads the swivel weights, which rotate the toothed sectors through the driver pins. Through the toothed sectors, the rotation is transmitted to the tool spindle, which is eccentrically located in the main spindle housing. The angles of rotation of the weights are limited by stops. The return of the tool spindle with the cutter to its original position occurs under the action of springs.

К недостаткам известного решения относятся необходимость использования сложных в изготовлении элементов - зубчатых секторов, большое количество деталей в конструкции резцовой головки и, при этом, использование единственного резца, приводящее к несимметричной схеме нагружения заготовки при выполнении операцииThe disadvantages of the known solution include the need to use elements that are difficult to manufacture - gear sectors, a large number of parts in the construction of the cutting head and, at the same time, the use of a single cutter, leading to an asymmetric loading pattern for the workpiece during the operation

Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение недостатков прототипа - создание простой в изготовлении конструкции центробежного суппорта для, обеспечивающей симметричное нагружение заготовки во время выполнения операции.The technical problem to be solved by the proposed utility model is to eliminate the shortcomings of the prototype - to create a simple-to-manufacture design of a centrifugal support for providing symmetric loading of the workpiece during the operation.

Поставленная задача решается за счет оппозитной установки двух одновременно работающих резцов, радиальная подача которых в направлении от периферии к оси вращения шпинделя станка обеспечивается центробежной силой, воздействующей на подпружиненные двуплечные рычаги, связанные одним концом с грузами и вторым - с резцами, причем величина радиальной подачи определяется только сочетанием массы грузов и частоты вращения шпинделя станка и не требует организации иных движений суппорта, кроме вращательного.The problem is solved by means of the opposed installation of two simultaneously operating cutters, the radial feed of which in the direction from the periphery to the axis of rotation of the machine spindle is provided by the centrifugal force acting on the spring-loaded double-arm levers connected by one end to the weights and the other to the cutters, and the value of the radial feed is determined only by a combination of the mass of weights and the frequency of rotation of the machine spindle and does not require the organization of other movements of the support, except for the rotary one.

Новизной в предложенном центробежном суппорте является совместное использование следующих технических решений:The novelty in the proposed centrifugal support is the joint use of the following technical solutions:

- установки двух одновременно работающих отрезных резцов с радиальной подачей от периферии к оси вращения шпинделя станка;- installation of two simultaneously working cutting-off cutters with radial feed from the periphery to the axis of rotation of the machine spindle;

- использование подпружиненных двуплечных рычагов, непосредственно связанных одним концом с резцами и вторым - с грузами.- the use of spring-loaded double-arm levers, directly connected by one end with the incisors and the other with weights.

Указанные признаки являются новыми, существенными и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.The indicated features are new, significant and industrially feasible and are aimed at solving the technical problem posed by the utility model.

Предлагаемый в качестве полезной модели центробежный суппорт поясняется чертежом (фиг. 1) и включает корпус 1, закрепленный в шпинделе станка (на фиг. 1 шпиндель станка не показан), два резца 2, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения, два двуплечных рычага 3 с осями вращения 31.The centrifugal support proposed as a useful model is illustrated by a drawing (Fig. 1) and includes a body 1 fixed in the machine spindle (the machine spindle is not shown in Fig. 1), two cutters 2 installed with the possibility of reciprocating movement, two two-arm levers 3 with rotation axes 31.

Резцы 2 подпружинены пружинами 23, зацепы которых закреплены на вспомогательных деталях 21 и 22. Вспомогательная деталь 21 жестко связана с резцом 2, а вспомогательная деталь 22 закреплена на корпусе 1. Пружины 23 стремятся переместить резцы 2 в направлении от оси вращения корпуса 1 к периферии. Перемещение резцов 2 ограничено с одной стороны двуплечным рычагом 3 и, с другой стороны упором 24. При наладке центробежного суппорта перед выполнением операции упоры 24 могут быть перемещены в пазах 25 и зафиксированы в выбранном положении. Положение упоров 24 определяет величину радиальной подачи резцов 2.The cutters 2 are spring-loaded by springs 23, the hooks of which are fixed on the auxiliary parts 21 and 22. The auxiliary part 21 is rigidly connected to the cutter 2, and the auxiliary part 22 is fixed on the body 1. The springs 23 tend to move the cutters 2 in the direction from the axis of rotation of the body 1 to the periphery. The movement of the cutters 2 is limited on the one hand by the two-arm lever 3 and, on the other hand, by the stop 24. When adjusting the centrifugal support before performing the operation, the stops 24 can be moved in the grooves 25 and fixed in the selected position. The position of the stops 24 determines the value of the radial feed of the cutters 2.

Двуплечные рычаги 3 подпружинены каждый пружинами 32. Пружины 32 закреплены каждая одним зацепом на двуплечном рычаге 3, вторым зацепом на корпусе 1 и стремятся притянуть двуплечные рычаги 3 к упорам 33, закрепленным на корпусе 1.The two-arm levers 3 are each spring-loaded by springs 32. The springs 32 are each fixed with one hook on the two-arm lever 3, the second hook on the body 1 and tend to pull the two-arm levers 3 to the stops 33 fixed on the body 1.

Положение упора 33 определяет наибольший диаметр заготовки, которую можно обработать в предлагаемом центробежном суппорте.The position of the stop 33 determines the largest diameter of the workpiece that can be processed in the proposed centrifugal slide.

Расположение упоров 24 и 33 определяет крайние позиции (положения) резцов до и после окончания обработки.The location of stops 24 and 33 determines the extreme positions (positions) of the cutters before and after the end of processing.

Характеристики пружин 23 и 32 подобраны таким образом, чтобы обеспечить, с одной стороны, постоянное прижатие резцов 2 к двуплечным рычагам 3 и, с другой стороны, определение крайних позиций резцов 2 только расположением упоров 24 и 33.The characteristics of the springs 23 and 32 are selected in such a way as to ensure, on the one hand, constant pressing of the cutters 2 to the double-arm levers 3 and, on the other hand, the determination of the extreme positions of the cutters 2 only by the location of stops 24 and 33.

Конструкция вспомогательных деталей 21 и 22, упоров 24 и 33, форма пазов 25 и 34, а также способ крепления вспомогательных деталей 21 и 22 и способ фиксирования упоров 24 и 33 в пазах 25 и 34 не являются предметом охраны по настоящей заявке.The design of the auxiliary parts 21 and 22, the stops 24 and 33, the shape of the grooves 25 and 34, as well as the method of fastening the auxiliary parts 21 and 22 and the method of fixing the stops 24 and 33 in the grooves 25 and 34 are not subject to protection under this application.

Каждый из двух грузов 5, жестко закрепленных на одном конце двуплечных рычагов 3. Оси вращения 31 рычагов 3 закреплены на корпусе 1.Each of the two weights 5, rigidly fixed at one end of the two-arm levers 3. The axes of rotation 31 of the levers 3 are fixed to the housing 1.

Центробежный суппорт работает следующим образом.The centrifugal slide works as follows.

Перед выполнением операции упоры 24 перемещают в пазах 25 в нужное положение в зависимости от заданного припуска на операцию - глубины точения резцами 2 - и фиксируют в этом положении.Before performing the operation, the stops 24 are moved in the grooves 25 to the desired position depending on the specified allowance for the operation - the turning depth with the cutters 2 - and fixed in this position.

Упоры 33 перемещают в пазах 34 и фиксируют в нужном положении в зависимости от исходного диаметра заготовки, которую нужно обработать. Это положение определяет исходное положение резцов 2.The stops 33 are moved in the grooves 34 and fixed in the desired position depending on the original diameter of the workpiece to be processed. This position defines the starting position of the cutters 2.

В исходном положении при неподвижном шпинделе станка двуплечные рычаги 3 притянуты пружинами 32 к упорам 33.In the initial position with a stationary spindle of the machine, the double-arm levers 3 are attracted by the springs 32 to the stops 33.

При вращении шпинделя станка корпус 1 вращается вместе с ним. Грузы 5 под действием центробежных сил стремятся повернуть двуплечные рычаги 3 вокруг осей вращения 31, растягивая пружины 32. Двуплечные рычаги 3 преодолевают усилие пружин 23 и перемещают резцы 2 в направлении к оси вращения корпуса 1, создавая радиальную подачу. Резцы 2 касаются поверхности обрабатываемой заготовки 8, врезаются в нее и совершают обработку, например, отрезку или точение поперечных канавок на глубину, определяемую положением упора 24. При касании вспомогательными деталями 21, закрепленными на резцах 2, упоров 24 достигается заданная глубина обработки, радиальная подача больше не увеличивается. При уменьшении частоты вращения шпинделя или выключении станка центробежная сила на грузах 5 уменьшается, двуплечные рычаги поворачиваются вокруг осей вращения 31, пружины 23 возвращают резцы 2 в исходное положение.When the machine spindle rotates, the body 1 rotates with it. The weights 5, under the action of centrifugal forces, tend to rotate the two-arm levers 3 around the axes of rotation 31, stretching the springs 32. The two-arm levers 3 overcome the force of the springs 23 and move the cutters 2 towards the axis of rotation of the housing 1, creating a radial feed. The cutters 2 touch the surface of the workpiece 8 to be machined, plunge into it and perform processing, for example, parting off or turning transverse grooves to a depth determined by the position of the stop 24. When the auxiliary parts 21 fixed on the cutters 2 touch the stops 24, a given machining depth is achieved, radial feed no longer increases. When the spindle speed decreases or the machine is turned off, the centrifugal force on the weights 5 decreases, the double-arm levers rotate around the rotation axes 31, the springs 23 return the cutters 2 to their original position.

Благодаря оппозитному расположению режущих инструментов - резцов - в одной плоскости обеспечивается симметричное нагружение обрабатываемой детали и предотвращается ее изгиб во время обработки. Это позволяет обрабатывать детали с малой продольной жесткостью, например, тонкие прутки без искривления их осей.Due to the opposed arrangement of cutting tools - cutters - in one plane, symmetrical loading of the workpiece is ensured and its bending during processing is prevented. This makes it possible to machine parts with low longitudinal rigidity, for example, thin rods, without bending their axes.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание простой и надежной конструкции центробежного суппорта для применения при токарной обработке деталей с малой продольной жесткостью, например, тонких прутков.The technical result of the proposed utility model is the creation of a simple and reliable design of a centrifugal slide for use in turning parts with low longitudinal rigidity, for example, thin bars.

Claims

A centrifugal support containing a body with a cutting tool placed in it, spring-loaded weights, parts transmitting to the cutting tool the force required for radial feed of the cutting tool, and auxiliary parts, and the support is configured to radially feed the cutting tool when the body rotates under the action of centrifugal forces acting on the weights in the direction towards the axis of rotation of the body and returning the cutting tool to its original position after performing the cutting operation under the action of springs, while the weights have stops to limit the angles of rotation, characterized in that the cutting tool is made in the form of two oppositely located cutters, made with the possibility of moving towards each other in the same plane when performing the cutting operation, the parts transmitting to the cutting tool the force necessary for its radial feed are made in the form of two-armed levers, while the weights are fixed on one of the arms of each lever, remote ohm from the cutter, and the support is equipped with stops, the position of which in the corresponding grooves made in the body determines the values of the radial feed of the cutters and the initial position of the cutters before processing, while the auxiliary parts are installed on the cutters and the body and are designed to fix the spring hooks interacting with the cutters , and the auxiliary part mounted on the cutter is designed to interact with the stop on the body to limit the amount of radial feed.