RU2104125C1

RU2104125C1 - Device for machining end surfaces of parts

Info

Publication number: RU2104125C1
Application number: RU96103770/02A
Authority: RU
Inventors: И.С. Лысак; И.Д. Козубенко; А.Ю. Кошкин; В.С. Федоренко
Original assignee: Управление Восточно-Сибирской железной дороги
Priority date: 1996-03-01
Filing date: 1996-03-01
Publication date: 1998-02-10

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: this relates to metal-cutting machines and can be used for machining step bearing of above-spring beams of railway cars. Device has frame with motor mounted on it, spindle, cutter-holding unit with rest. Spindle is installed for possible reciprocal motion and is connected with motor through reduction unit. Lower end of spindle is connected with cutter-holding unit. Made in end surface of aforesaid unit are slots for radial displacement of one or several rests. Arranged inside cutter-holding unit is disk which is kinematically connected with rests and with reduction unit which in its turn is engaged with driving gear mounted on housing of cutter-holding unit. At rotation of cutter-holding unit, braking mechanism ensures braking of driving gear. Device is provided with follow-up system which keeps track of moving rest with cutter in machining of part. EFFECT: higher efficiency. 1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к металлообрабатывающим станкам и может быть использовано, например, в железнодорожном транспорте для обработки подпятников надрессорных балок вагонов. The invention relates to metalworking machines and can be used, for example, in railway transport for the processing of thrust bearings of rail car beams.

Известен сверлильный станок со специальным приспособлением для расточки подпятников. Для центрирования приспособления по отверстию подпятника имеется направляющий стержень, а в прорезях борштанги крепятся правый и левый резцы с различным профилем и шириной. Т.к. поверхность подпятника обрабатывается одновременно обоими резцами с различной шириной, то это приводит к неравномерной нагрузке на борштангу и, как следствие, к ее вертикальному и горизонтальному перекосу. В результате этого резцы будут находиться на разных уровнях к обрабатываемой поверхности, что приводит к неравномерной (выступообразной) обработке подпятника, повышенной нагрузке на приспособление и станок, а значит - к снижению качества обработки деталей и производительности за счет повышенной вибрации. Known drilling machine with a special device for boring thrust bearings. To center the fixture along the hole of the thrust bearing there is a guide rod, and in the slots of the boring bars, the right and left cutters with a different profile and width are attached. Because the surface of the thrust bearing is simultaneously processed by both cutters with different widths, this leads to an uneven load on the boring bar and, as a consequence, to its vertical and horizontal skew. As a result of this, the cutters will be at different levels to the machined surface, which leads to uneven (protruding) processing of the thrust bearing, an increased load on the fixture and the machine, which means a decrease in the quality of machining of parts and productivity due to increased vibration.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является переносное приспособление для расточки подпятников после наплавки, содержащее раму, на которой установлен электродвигатель и редуктор, приводящий во вращательное движение шпиндель со шпинтом. В нижней части шпинделя перпендикулярно шпинтону расположены полая консольная труба, предназначенная для радиального перемещения суппорта с резцом по ее внешней поверхности посредством двух пар шестерней с валиком, установленным внутри трубы и винтовой пары, расположенной на внешней ее стороне. Вертикальное перемещение шпинделя осуществляется с помощью маховика. Шпиндель вращается от двигателя посредством ремня и червячного редуктора. В результате этого ведущая шестерня, неподвижно установленная на шпинделе, приводит суппорт в движение в радиальном направлении посредством шестерней, валика и винтовой пары. При обработке детали консольная труба под действием сил резания испытывает изгибающий и крутящий моменты, вызывая этим погрешности формы (воронкообразность) обрабатываемой поверхности и повышенную вибрацию устройства, что ведет к снижению производительности. Кроме этого, при наличии указанных моментов консольный винт, приводящий суппорт в радиальное перемещение, отклоняется от оси трубы, деформируя место своей посадки и контактные поверхности шестерней. А это приводит к преждевременному износу устройства. Кроме того, ослабление шпинделя боковым отверстием приводит к дополнительному его изгибу, а следовательно, к повышению вибрации, снижению производительности и качества обработки. Отсутствует возможность установки дополнительных суппортов, что также сказывается на производительности и качестве обработки. The closest technical solution to the proposed one is a portable device for boring thrust bearings after surfacing, containing a frame on which an electric motor and gearbox are mounted, which rotates the spindle with the pin. At the bottom of the spindle, perpendicular to the spinton, there is a hollow cantilever tube designed to radially move the caliper with the cutter along its outer surface by means of two pairs of gears with a roller installed inside the tube and a screw pair located on its outer side. The vertical movement of the spindle is carried out using the flywheel. The spindle rotates from the motor through a belt and a worm gear. As a result of this, the drive gear fixedly mounted on the spindle drives the support in the radial direction by means of gears, a roller and a screw pair. When machining a part, the cantilever tube under the action of cutting forces experiences bending and torque moments, thereby causing shape errors (funnel shape) of the treated surface and increased vibration of the device, which leads to a decrease in productivity. In addition, in the presence of these moments, the cantilever screw, leading the caliper into radial movement, deviates from the axis of the pipe, deforming the place of its landing and the contact surfaces of the gear. And this leads to premature wear of the device. In addition, the weakening of the spindle by the side hole leads to its additional bending, and therefore, to increase vibration, reduce productivity and quality of processing. There is no possibility of installing additional calipers, which also affects the performance and quality of processing.

Целью предлагаемого технического решения является повышение производительности и качества обработки за счет снижения вибрации. The aim of the proposed technical solution is to increase productivity and processing quality by reducing vibration.

Устройство содержит раму, на которой укреплен двигатель, шпиндель, резцедержательный блок (РБ) с одним или несколькими суппортами. Шпиндель установлен с возможностью возвратно-поступательного движения. Двигатель соединен со шпинделем через редуктор. К нижнему концу шпинделя прикреплен РБ, на торцевой стороне которого выполнены пазы для радиального перемещения одного или нескольких суппортов. Внутри РБ расположен диск, на одной стороне которого выполнена многовитковая спиральная канавка, находящаяся в зацеплении с выступами суппорта. На другой стороне диска выполнен зубчатый венец, находящийся в зацеплении с конической шестерней, на выходе которой установлен редуктор, соединенный с ведущей шестерней, установленной на корпусе РБ. На неподвижной части устройства установлен тормозной механизм, обеспечивающий остановку ведущей шестерни при вращающемся РБ. Устройство снабжено следящей системой, соединенной с суппортом. The device comprises a frame on which the motor, spindle, and tool holder (RB) are mounted with one or more calipers. The spindle is mounted with the possibility of reciprocating motion. The motor is connected to the spindle through a gearbox. A RB is attached to the lower end of the spindle, on the front side of which grooves are made for the radial movement of one or more calipers. Inside the RB there is a disk, on one side of which a multi-turn spiral groove is made, which is meshed with the protrusions of the caliper. On the other side of the disk there is a gear ring meshing with a bevel gear, the output of which is equipped with a gearbox connected to the drive gear mounted on the body of the Republic of Belarus. A brake mechanism is installed on the fixed part of the device, which ensures the stop of the pinion gear when the RB is rotating. The device is equipped with a tracking system connected to the caliper.

Конструкция РБ предлагаемого устройства включает в себя кулачковый патрон [3] . Однако он используется в токарном станке для крепления деталей при обработке. В предлагаемом устройстве этот патрон служит для радиального перемещения суппорта с резцом во время обработки детали. Для перемещения суппорта при вращающемся РБ на выходе цилиндрической шестерни, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом, установлен редуктор, находящийся в зацеплении с ведущей шестерней. Последняя установлена на корпусе РБ с возможностью ее остановки при вращении последнего. The design of the Republic of Belarus of the proposed device includes a cam cartridge [3]. However, it is used in a lathe to fasten parts during processing. In the proposed device, this cartridge is used for radial movement of the caliper with the cutter during machining. To move the caliper with a rotating RB at the exit of the cylindrical gear, which is meshed with the ring gear, a gearbox is installed, which is meshed with the pinion gear. The latter is installed on the body of the Republic of Belarus with the possibility of its stop when the latter rotates.

Такая конструкция РБ ведет к его позиционной устойчивости. А взаимодействие существенных признаков - к новому техническому результату, а именно уменьшению вибрации устройства, а следовательно к повышению качества обработки. Кроме того, уменьшение вибрации устройства позволяет повысить скорость обработки деталей, т.е. увеличить производительность. This design RB leads to its positional stability. And the interaction of essential features leads to a new technical result, namely, a reduction in the vibration of the device, and therefore to an increase in the quality of processing. In addition, reducing the vibration of the device can increase the speed of processing parts, i.e. increase productivity.

Таким образом, предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень". Thus, the proposed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг. 1 представлено устройство для обработки торцевых поверхностей деталей; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема блока слежения за радиальным перемещением суппорта; на фиг. 3 - структурная силовая схема; на фиг. 4 - резцедержательный блок; на фиг. 5 - тормозной механизм. In FIG. 1 shows a device for processing the end surfaces of parts; in FIG. 2 is a circuit diagram of a tracking unit for radial movement of the caliper; in FIG. 3 - structural power circuit; in FIG. 4 - tool block; in FIG. 5 - brake mechanism.

Устройство содержит раму 1, являющуюся одновременно и корпусом редуктора 2 и имеющую полые опорные квадратные блоки 3, 4. В нижней части опорных блоков 3, 4 размещены два болта с гайками 5 и опорные зубья 6 для соединения устройства с надрессорной балкой. The device comprises a frame 1, which is also the gear housing 2 and has hollow supporting square blocks 3, 4. In the lower part of the supporting blocks 3, 4 there are two bolts with nuts 5 and supporting teeth 6 for connecting the device to the pressure beam.

Редуктор 2 состоит из червячного колеса 7, через которое проходит шпиндель 8 с возможностью вертикального перемещения посредством шпонки. The gearbox 2 consists of a worm wheel 7, through which the spindle 8 passes with the possibility of vertical movement by means of a key.

Червячное колесо 7 находится в зацеплении с червячным винтом 9. Шпиндель 8 и червячный винт 9 прикреплены к корпусу редуктора 2 посредством фланцев 10 и подшипников 11. Червячный винт 9 соединен с двигателем 12 посредством муфты 13. Верхняя часть шпинделя 8 соединена с маховиком 14 посредством винтовой пары 15. На противоположной стороне шпинделя 8 неподвижно установлен резцедержательный блок 16. В резцедержательном блоке использован кулачковый патрон. The worm wheel 7 is engaged with the worm screw 9. The spindle 8 and the worm screw 9 are attached to the gear housing 2 by means of flanges 10 and bearings 11. The worm screw 9 is connected to the motor 12 by means of a coupling 13. The upper part of the spindle 8 is connected to the flywheel 14 by means of a screw pairs 15. On the opposite side of the spindle 8, the tool holder 16 is fixedly mounted. The cam cartridge is used in the tool holder.

РБ 16 содержит корпус 17, на торцевой поверхности которого выполнены направляющие пазы для радиального перемещения одного или нескольких суппортов 18 с резцом 19. Внутри корпуса установлен диск 20, на нижней стороне которого нарезана многовитковая спиральная канавка, находящаяся в зацеплении с выступами суппорта 18, а на верхней стороне диска - конический зубчатый венец с конической зубчатой шестерней 21, на выходе которой установлено червячное колесо 22, находящееся в зацеплении с червячным винтом 23. Червячный винт 23 укреплен на корпусе 17 РБ 16 посредством корпусов с подшипниками. В верхней части червячного винта 23 неподвижно установлена ведомая шестерня 24, находящаяся в зацеплении с ведущей шестерней 25, расположенной на корпусе РБ 16. Ведущая шестерня 25 неподвижно соединена с барабаном 26 и установлена на корпусе РБ 16 с возможностью ее остановки при вращении РБ 16. RB 16 contains a housing 17, on the end surface of which guide grooves are made for radial movement of one or several calipers 18 with a cutter 19. A disk 20 is installed inside the housing, on its lower side a multi-turn spiral groove cut into engagement with the protrusions of the caliper 18 is cut, and the upper side of the disk is a bevel gear with a bevel gear 21, the output of which has a worm gear 22 engaged with the worm screw 23. The worm screw 23 is mounted on the housing 17 RB 16 p tool housings with bearings. In the upper part of the worm screw 23, the driven gear 24 is fixedly mounted, meshed with the pinion gear 25 located on the housing of the RB 16. The drive gear 25 is fixedly connected to the drum 26 and mounted on the housing of the RB 16 so that it can stop when the RB 16 rotates.

Для исключения выхода вверх ведущая шестерня 25 помещена в ограничительное кольцо. На опорном блоке 3 установлен тормозной механизм 27, имеющий подпружиненную тормозную колодку 28, взаимодействующую с барабаном 26 ручкой управления. Для центровки РБ 16 с отверстием балки имеется центровой вал 29. На раме 1 установлена следящая система 30, предназначенная для контроля за перемещением суппорта 18 с резцом 19. Ее электрическая схема состоит из 2-х контуров: 1-й контур состоит из источника питания 31 и последовательно соединенных токосъемного кольца 32 со щеткой 33, потенциометра 34, второго токосъемного кольца 35 со щеткой 36, выключателя 37, потенциометра 38 для контроля источника питания и измерительного прибора 39; 2-й контур состоит из источника питания 31 и последовательно соединенных выключателя 41, контрольного резистора 40, потенциометра 38 для контроля источника питания и измерительного прибора 39. Токосъемные кольца 32 и 35 установлены на шпинделе 8, щетки 33 и 36 - на корпусе устройства, а потенциометр 34 соединен с суппортом 18. Силовая схема устройства предназначена для включения в работу двигателя. Она содержит разъединитель сети 42, магнитный пускатель 43 и кнопочную станцию 44. To exclude the output upward, the drive gear 25 is placed in the restrictive ring. A brake mechanism 27 is installed on the support block 3, having a spring-loaded brake shoe 28 interacting with the drum 26 by the control handle. To center the RB 16 with a beam hole, there is a central shaft 29. A tracking system 30 is installed on the frame 1, designed to control the movement of the support 18 with the cutter 19. Its electrical circuit consists of 2 circuits: the first circuit consists of a power source 31 and series-connected collector ring 32 with a brush 33, a potentiometer 34, a second collector ring 35 with a brush 36, a switch 37, a potentiometer 38 for monitoring the power source and the measuring device 39; The 2nd circuit consists of a power source 31 and a series-connected switch 41, a control resistor 40, a potentiometer 38 for monitoring the power source and the measuring device 39. The collector rings 32 and 35 are mounted on the spindle 8, the brushes 33 and 36 on the device’s body, and potentiometer 34 is connected to the support 18. The power circuit of the device is designed to be included in the operation of the engine. It comprises a network disconnector 42, a magnetic starter 43, and a key station 44.

Устройство работает следующим образом. Для обработки подпятника надрессорную балку устанавливают на опорный стол и зажимают болтами. Затем опускают устройство на поверхность балки, совмещая ее центровое отверстие с центровым валом 29 до соединения опорных зубьев 6 с балкой, с последующим поворотом на 90^o и фиксацией болтами 5. Затем включают разъединитель сети 42 и замыкают цепь, состоящую из элементов 1-го контура и выключателя 37. Это необходимо для установки заданного напряжения. Затем выключатель 41 переводят в положение "Выключено". При этом стрелка измерительного прибора 39 должна находиться на делении, соответствующем максимальному диаметру обрабатываемой поверхности. В данном случае он составляет 302 мм. В случае несоответствия добиваются этого путем реверсирования двигателя. После этого включают двигатель 12 посредством кнопочной станции 44 и магнитного пускателя 43, спускают резец 19 на обрабатываемую поверхность с помощью маховика 14. Шпиндель 8 с РБ 16 приводят во вращательное движение посредством редуктора 2. Тормозную колодку 28 приводят в соприкосновение с тормозным барабаном 26. При этом ведущая шестерня 25, находящаяся на корпусе РБ 16, останавливается, а ведомая шестерня 24 обкатывается вокруг нее, приводя во вращательное движение коническую шестерню 21 посредством червячного винта 23 и колеса 22. Коническая зубчатая шестерня 21, в свою очередь, приводит в радиальное перемещение суппорт 18 с резцом 19 через диск 20, обрабатывая поверхность подпятника. При радиальном перемещении суппорта 18 перемещается и средняя ножка потенциометра 34, соединяющая суппорт с потенциометром, изменяя показания протарированного в миллиметрах измерительного прибора 39. Для автоматической остановки двигателя 12 при окончании обработки подпятника вводят два дополнительных токосъемных кольца со щетками и тумблером, который устанавливают на корпусе РБ 16, соединяя его ручку с суппортом. Если при обработке встречается непредусмотренно большой выступ на поверхности, происходит пробуксовка тормозной колодки 28 по поверхности тормозного барабана 26 и тем самым предупреждается поломка резца, суппорта и других элементов. В этом случае обработка этого выступа производится в 2-3 приема.The device operates as follows. To process the thrust bearing, the nadressor beam is installed on the support table and clamped with bolts. Then the device is lowered onto the surface of the beam, combining its center hole with the center shaft 29 until the abutment teeth 6 are connected to the beam, then rotated 90 ^° and secured with bolts 5. Then, the network disconnector 42 is turned on and the circuit consisting of elements of the primary circuit is closed and switch 37. This is necessary to set the specified voltage. Then, the switch 41 is placed in the off position. At the same time, the arrow of the measuring device 39 should be on the division corresponding to the maximum diameter of the processed surface. In this case, it is 302 mm. In case of non-compliance, this is achieved by reversing the engine. After that, the engine 12 is turned on by means of a push-button station 44 and a magnetic starter 43, the cutter 19 is lowered onto the work surface using the flywheel 14. The spindle 8 with RB 16 is rotationally driven by the gear 2. The brake pad 28 is brought into contact with the brake drum 26. this drive gear 25, located on the housing of the RB 16, stops, and the driven gear 24 is rolled around it, causing the bevel gear 21 to rotate by means of the worm screw 23 and the wheel 22. The bevel gear Single gear 21, in turn, results in radial movement of the caliper 18 with a cutter 19 via the drive 20, the processing surface of the thrust bearing. When the caliper 18 is radially moved, the middle leg of the potentiometer 34 also moves, connecting the caliper to the potentiometer, changing the readings of the measuring device 39 calibrated in millimeters. To automatically stop the engine 12, two additional slip rings are inserted with brushes and a toggle switch, which are installed on the RB case 16, connecting his handle to the caliper. If during processing an unexpectedly large projection is encountered on the surface, the brake pads 28 slip along the surface of the brake drum 26 and thereby prevent breakage of the cutter, caliper and other elements. In this case, the processing of this protrusion is carried out in 2-3 doses.

Claims

1. A device for processing the end surfaces of parts, containing a frame on which is mounted the engine, spindle, tool holder with a support, the spindle mounted with the possibility of reciprocating movement and the lower end connected to the tool holder, and the engine is connected to the spindle through a gearbox, characterized the fact that it is equipped with a braking mechanism mounted on the fixed part of the device, on the end surface of the tool block are made grooves for radial movement of one or several calipers, and inside the tool holder block there is a disk, on one side of which a multi-turn spiral groove is made, which is meshed with the protrusions of the calipers, and on the other side is a gear ring meshed with a bevel gear, the output of which has a gearbox connected to the pinion gear mounted on the housing of the tool holder with the possibility of braking when the latter rotates.

2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a tracking system connected to the caliper.