RU2083332C1 - Станок для обработки конических сопрягаемых поверхностей - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки конических сопрягаемых поверхностей на деталях. Сущность изобретения: станок для обработки конических сопрягаемых поверхностей содержит установленную на станине 1 шпиндельную головку 2, на шпинделе 3 которой установлен сменный механизм 4 закрепления заготовки. На станине под углом к оси шпинделя 3 установлен продольный суппорт 5 с кареткой 10, связанной с приводом подачи 9. На каретке 10 с возможностью угловой ориентации относительно каретки установлен корпус 11, на котором установлен резцедержатель 14 с возможностью поворота его вокруг собственной оси с закрепленным на резцедержателе 14 резцовым блоком 16. Для обеспечения рабочего цикла станка на станине 1 расположены путевые переключатели 32, 33, 34, взаимодействующие с упором 35, закрепленным на каретке 10 продольного суппорта 5. Конструкция станка оснащена устройством ориентации оси поворота корпуса 11 с резцедержателем 14, обеспечивающим параллельность оси поворота резцедержателя 14 оси шпинделя 3. 4 з. п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки конических сопрягаемых поверхностей на деталях, например, наружных и внутренних биконических поверхностей на кольцах амортизатора.

Известен станок для обработки конических поверхностей, содержащий шпиндельную головку, продольную каретку с установленным на ее поперечных салазках перед линией центров суппортом и плиту с закрепленным копиром, устройство снабжено дополнительным суппортом и копиром, установленным на поперечных салазках за линией центров станка, а суппорт, установленный перед линией центров, снабжен устройством для независимой установки резца на глубину резания, при этом контуры обоих суппортов установлены с возможностью поворота и фиксации в заданном положении [1]
Недостатками устройства являются низкая точность обработки, связанная с обработкой по контуру, сложность конструкции, необходимость замены копиров при смене изделия, невозможность обработки деталей, имеющих биконические сопряженные поверхности.

Наиболее близким к предлагаемому является станок для обработки конических сопрягаемых поверхностей, содержащий установленные на станине шпиндельные головки с механизмами закрепления заготовок, продольный суппорт с резцедержателями, расположенными в корпусе поворотного приспособления и под углом к оси шпинделя, а механизм поворота каждого резцедержателя выполнен в виде зубчатореечной передачи, зубчатое колесо которой закреплено на резцедержателе, а на концах рейки выполнены поршни, размещенные в введенных в станок цилиндрах, установленных в корпусе поворотного приспособления [2]
Недостатком данного станка является низкая точность обработки деталей с сопрягаемыми биконическими поверхностями вследствии того, что они обрабатываются на разных шпиндельных головках, которые имеют каждая свою погрешность установки, кроме того, обработка деталей проводится и при различном положении подвижных частей продольного суппорта, что также снижает точность обработки.

Предлагаемый станок для обработки конических сопрягаемых поверхностей содержит установленную на станине шпиндельную головку с механизмом закрепления заготовки, продольный суппорт, расположенный под углом к оси шпинделя, привод продольной подачи каретки суппорта, установленный на каретке суппорта резцедержатель, оснащенный поворотным приспособлением, в котором резцедержатель находится в корпусе с цапфами, установленном с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси поворота резцедержателя с механизмом фиксации углового положения корпуса на каретке суппорта, на станине станка дополнительно установлено устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем, обеспечивающее параллельность оси поворота резцедержателя оси шпинделя, механизм фиксации углового положения корпуса на каретке продольного суппорта, выполненный в виде зажима для цилиндрической поверхности цапфы корпуса и состоящий из прихвата, втулки и ручки, устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из двух пар конических зубчатых колес, из которых первое колесо закреплено неподвижно на станине станка, а последнее на одной из цапф корпуса, в котором находится резцедержатель, и через вал третьего колеса, установленный с возможностью поворота в центрирующем отверстии каретки продольного суппорта и ось которого перпендикулярна оси поворота корпуса, соединен с вторым колесом с возможностью перемещения вала третьего колеса в отверстии второго колеса, при этом второе колесо установлено на кронштейне, закрепленном на направляющих продольного суппорта с возможностью поворота в центрирующем отверстии кронштейна, а колеса соединены таким образом, что обеспечивают разворот оси резцедержателя в направлении, противоположном развороту основания продольного суппорта, устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из ползуна, установленного в направляющих на станине станка с возможностью взаимодействия торцевой поверхностью ползуна, параллельной оси шпинделя, с боковой поверхностью корпуса, параллельной оси поворота резцедержателя, устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из ползуна, установленного с возможностью перемещения параллельно оси шпинделя, на котором установлен индикатор положения с возможностью взаимодействия его измерительного наконечника с боковой поверхностью корпуса, параллельной оси поворота резцедержателя.

При этом повышается точность обработки конических сопрягаемых поверхностей за счет того, что детали, имеющие такие поверхности, обрабатывают с использованием одной и той же настройки по углу суппорта продольной подачи и одной и той же шпиндельной головки.

На фиг. 1 изображен станок, общий вид; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 вариант ориентирующего устройства поворота корпуса с использованием ползуна, установленного в направляющих и взаимодействующего с боковой поверхностью корпуса; на фиг. 4 вариант ориентирующего устройства с использованием индикатора положения; на фиг. 5 разрез Б-Б на фиг. 2.

Станок содержит станину 1 с закрепленной на ней шпиндельной головкой 2, на шпинделе 3 которой установлен сменный механизм 4 закрепления заготовки. На станине 1 установлен под углом α к оси шпинделя 3 продольный суппорт 5, направляющие 6 которого базируются цилиндрическим выступом 7 в центрирующем отверстии 8 станины 1. На направляющих 6 продольного суппорта 5 установлен привод подачи 9, например гидроцилиндр, шток которого связан с кареткой 10 продольного суппорта 5. На каретке 10 установлен корпус 11 с цапфами 12 и 13 с возможностью угловой ориентации относительно каретки 10. На корпусе 11 установлен резцедержатель 14 с возможностью поворота его вокруг собственной оси на 180^o, необходимого для последовательной обработки конических поверхностей, от поворотного приспособления 15, закрепленного на корпусе 11. Причем поворотное приспособление 15 может быть выполнено в виде одной из известных конструкций, например в виде реечно-шестеренной передачи, управляемой гидроцилиндрами. На станке можно обрабатывать детали как с наружными, так и с внутренними коническими поверхностями, для чего необходимо использование сменных механизмов 4 закрепления заготовки, а на резцедержателе 14 закреплены резцовые блоки 16 в соответствии с видом и размерами обрабатываемой конической поверхности. Кроме этого, ось поворота резцедержателя 14 должна быть параллельна оси вращения шпинделя 3. Это обеспечивается устройством 17 ориентации оси поворота корпуса 11 с резцедержателем 14, обеспечивающим параллельность оси поворота резцедержателя 14 оси шпинделя 3 при любом установочном повороте направляющих 6 продольного суппорта 5 в отверстии 8 станины 1. Устройство 17 ориентации состоит из четырех конических зубчатых колец 18, 19, 20 и 21, общее передаточное отношение которых i 1. Причем первое колесо 18, центрированное в отверстии 8 станины 1, крепится в нем неподвижно, а последнее колесо 21 крепится на цапфе 13 корпуса 11. Колесо 21 соединено с третьим колесом 20, вал 22 которого установлен с возможностью поворота в центрирующем отверстии 23 каретки 10 продольного суппорта 5 и ось которого перпендикулярна оси поворота корпуса 11, соединен с вторым колесом 19 с возможностью перемещения вала 22 вдоль отверстия 24 колеса 19. Второе колесо 19 установлено на кронштейне 25, закрепленном на направляющих 6 продольного суппорта 5 с возможностью поворота в центрирующем отверстии 26 кронштейна 25. Причем колеса 18, 19, 20, 21 установлены таким образом, что разворот направляющих 6 в отверстии 8 и корпуса 11 относительно каретки 10 осуществляется в противоположных направлениях. В конечном угловом положении корпус 11 закрепляется на каретке 10 механизмом 27 фиксации углового положения корпуса 11 на каретке 10. Механизм 27 фиксации состоит из прихвата 28, втулки 29, установленных в отверстии 30 каретки 10 с возможностью взаимодействия с цилиндрической поверхностью цапфы 13, и ручки 31, установленной на резьбовом конце прихвата 28 с возможностью взаимодействия с торцем втулки 29. На станине 1 расположены путевые переключатели 32, 33, 34, взаимодействующие с упором 35, закрепленным на каретке 10 продольного суппорта 5.

Устройство ориентации 17 может быть выполнено в виде дополнительного суппорта, ползун 36 которого установлен в направляющих 37 с возможностью взаимодействия торцевой поверхностью 38, которая параллельна оси шпинделя 3, с боковой поверхностью 39 корпуса 11, параллельной оси поворота резцедержателя 14. Гидроцилиндр 40 осуществляет постоянный поджим ползуна 36 к поверхности 39 корпуса 11.

В случае невозможности реализации одного из вышеописанных ориентирующих устройств, оно может быть выполнено в виде ползуна 36, установленного в направляющих 37 с возможностью перемещения параллельно оси шпинделя. На ползуне 36 установлен индикатор 41 положения с возможностью взаимодействия его измерительного наконечника 42 с боковой поверхностью 39 корпуса 11, параллельной оси поворота резцедержателя 14. Ползун 36 соединен со штоком цилиндра 40 настроечного перемещения ползуна 36. Цилиндры 9, 40 соединены с гидростанцией и блоком управления (не показаны).

Станок работает следующим образом. Вначале на шпиндель 3 шпиндельной головки 2 устанавливают соответствующий сменный механизм 4 закрепления заготовки. Затем продольный суппорт 5 устанавливают под заданным углом a к оси шпинделя 3, при этом направляющие 6, базирующиеся цилиндрическим выступом 7 в центрирующем отверстии 8 станины 1 разворачивают относительно станины на угол a, при этом шестерня 19, установленная в центрирующем отверстии 26 кронштейна 25, закрепленного на направляющих 6, обкатывается по неподвижной шестерне 18, закрепленной в отверстии 8. При этом поворот шестерни 19 через вал 22, соединенный подвижно с отверстием 24 в шестерне 19 и установленный в центрирующем отверстии 23 каретки 10, предается шестерне 20, которая поворачивает шестерню 21, закрепленную на цапфе 13, и корпус 11 с резцедержателем 14, резцовым блоком 16 и поворотным приспособлением 15 разворачивается на угол в противоположном направлении. После этого механизмом 27 фиксации углового положения корпуса 11 его закрепляют от поворота вокруг оси на цапфах 12 и 13. При этом прихват 28 и втулку 29 стягивают в отверстии 30 каретки 10 с помощью рукоятки 31, расположенной на резьбовом конце прихвата 28. Прихват 28 и втулка 29 своими радиусными поверхностями сжимают цилиндрическую поверхность цапфы 13, фиксируя ее положение относительно каретки 10.

Ориентация оси поворота корпуса 11 при использовании механизма с ползуном 36, установленным в направляющих 37, осуществляется следующим образом.

Цилиндр 40 создает усилие поджима ползуна 36 торцевой поверхностью 38 к боковой поверхности 39 корпуса 11, при этом осуществляется плотный постоянный контакт поверхностей 38 и 39, обеспечивающий параллельность оси поворота резцедержателя 14 и оси шпинделя 3. Затем фиксируют положение корпуса 11 механизмом 27.

Ориентация оси поворота корпуса 11 с использованием индикатора положения 41 осуществляется следующим образом. Измерительный наконечник 42 вводят в соприкосновение с боковой поверхностью 39 корпуса 11. При этом ползун 36 с закрепленным на нем индикатором 41 положения совершает в направляющих возвратно-поступательные движения под действием гидроцилиндра 40, вручную разворачивается корпус 11 относительно каретки 10, добиваясь, чтобы показания индикатора 41 оставалось постоянным во время перемещения вдоль поверхности 39. В этом положении корпус 11 закрепляют механизмом 27 фиксации.

После окончания настройки осуществляют обработку, при этом деталь закрепляют в сменном механизме 4 и цилиндром 9 подачи сообщают каретке 10 в направляющих 6 продольную подачу, при этом упор 35, закрепленный на каретке 10 взаимодействует с путевыми переключателями 32, 33, 34 и формирует цикл работы станка. Переключатели 32 и 34 обеспечивают управление гидроцилиндром подачи, а переключатель 33 обеспечивает управление поворотом резцедержателя 14 вокруг своей оси.

Цикл работы станка следующий. При взаимодействии упора 35 с переключателем 34 включается рабочая продольная подача каретки 10 суппорта 5, при этом обрабатывается одна из конических поверхностей. Далее упор 35 взаимодействует с переключателем 33, осуществляя поворот резцедержателя 14 вокруг оси, и обрабатывается другая коническая поверхность. При взаимодействии упора 35 с переключателем 32 происходит реверс подачи и каретка 10 выводит из обработанного отверстия резцовый блок 16, установленный на резцедержателе 14. При достижении упором 35 переключателя 34 цикл прекращается.

Цикл работы станка можно изменять, переустанавливая переключатели и обеспечивая этим изменение последовательности их работы.

Станок был изготовлен на базе модернизированного токарно-винторезного станка модели 16К20. Обработка деталей колец амортизатора на нем обеспечила получение прилегания сопрягаемых биконических поверхностей на 85 92 общей площади контактирования. У деталей, обработанных по заводской технологии, прилегание составило 38 67 что свидетельствует о нестабильности заводского технологического процесса. При этом возрастает вероятность "схватывания" контактирующих поверхностей между собой при работе амортизатора.

Claims (5)

1. Станок для обработки конических сопрягаемых поверхностей, содержащий установленную на станине шпиндельную головку с механизмом закрепления заготовки, продольный суппорт, расположенный под углом к оси шпинделя, привод продольной подачи каретки суппорта, установленный на каретке суппорта резцедержатель, оснащенный поворотным приспособлением, отличающийся тем, что резцедержатель находится в корпусе с цапфами, установленном с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной оси поворота резцедержателя, с механизмом фиксации углового положения корпуса на каретке суппорта, на станине станка дополнительно установлено устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем, обеспечивающее параллельность оси поворота резцедержателя оси шпинделя.

2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что механизм фиксации углового положения корпуса на каретке продольного суппорта выполнен в виде зажима для цилиндрической поверхности цапфы корпуса и состоит из прихвата, втулки и ручки.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из двух пар конических зубчатых колес, из которых первое колесо закреплено неподвижно на станине станка, а последнее на одной из цапф корпуса, в котором находится резцедержатель, и через вал третьего колеса, установленный с возможностью поворота в центрирующем отверстии каретки продольного суппорта и ось которого перпендикулярна оси поворота корпуса, соединен с вторым колесом с возможностью перемещения вала третьего колеса в отверстии второго колеса, при этом второе колесо установлено на кронштейне, закрепленном на направляющих продольного суппорта с возможностью поворота в центрирующем отверстии кронштейна, а колеса таким образом соединены, что обеспечивают разворот оси резцедержателя в направлении, противоположном развороту основания продольного суппорта.

4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из ползуна, установленного в направляющих на станине станка с возможностью взаимодействия торцевой поверхностью ползуна, параллельной оси шпинделя, с боковой поверхностью корпуса, параллельной оси поворота резцедержателя.

5. Станок по п. 1, отличающийся тем, что устройство ориентации оси поворота корпуса с резцедержателем состоит из ползуна, установленного с возможностью перемещения параллельно оси шпинделя, на котором установлен индикатор положения с возможностью взаимодействия его измерительного наконечника с боковой поверхностью корпуса, параллельной оси поворота резцедержателя.

Images