RU2110368C1

RU2110368C1 - Loading device for quick testing of machine tools

Info

Publication number: RU2110368C1
Application number: RU96123350A
Authority: RU
Inventors: Т.И. Воронцова; А.П. Воронцов; С.Г. Журавлев
Original assignee: Открытое акционерное общество "Завод им.А.М.Тарасова"
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-05-10
Also published as: RU96123350A

Abstract

FIELD: machine tool manufacture, namely accelerated testing of turret lathes for reliability and operation time period. SUBSTANCE: loading device includes loading power unit kinematically joined with rest of machine tool. Said power unit is in the form of three power cylinders - lengthwise one and two cross, horizontal and vertical, cylinders. Both cross cylinders are connected with first one by means of their rods. Said lengthwise power cylinder is secured to machine tool spindle and it is provided with spherical stem. Said stem may engage with stoppers radially mounted on turret head of said lathe. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проведении ускоренных испытаний токарно-револьверных станков на надежность и долговечность. The invention relates to machine tools and can be used for accelerated testing of turret lathes for reliability and durability.

Известно нагрузочное устройство для комплексных испытаний станков на надежность, содержащее установленное на корпусе станка тормозное устройство, кинематически связанное посредством редуктора со шпинделем, и устройство нагружения резцедержателя, в котором для имитации процесса обработки ступенчатых валов при продольном точении устройство нагружения выполнено в виде рамы с рядами полок равноувеличивающегося вылета и направляющими штангами с установленными на них с возможностью перемещения и последовательного соединения в блок разноразмерными грузами (авторское свидетельство СССР N 1172646, B 23 B 25/06, 1985). A load device for comprehensive reliability testing of machines is known, comprising a brake device mounted on the machine body kinematically connected by means of a gearbox with a spindle and a tool holder loading device, in which to simulate the processing of stepped shafts during longitudinal turning, the loading device is made in the form of a frame with rows of shelves Equal-extending reach and guide rods with mounted on them with the ability to move and serial connection to the block equidimensional loads (USSR Inventor's Certificate N 1172646, B 23 B 25/06, 1985).

Недостатком этого устройства является сложность и неудобство в работе. The disadvantage of this device is the complexity and inconvenience of work.

Наиболее близким устройством того же назначения к изобретению по совокупности признаков является нагрузочное устройство для ускорения испытаний станков, имитирующее процесс резания, содержащее нагрузочный силовой узел в виде цилиндра одностороннего действия, кинематически связанный с суппортом станка, которое для имитации нагрузок в динамическом режиме снабжено дополнительным силовым цилиндром с корпусом в виде двух связанных между собой посредством продольных пазов и выступов телескопических стаканов: внешний стакан закреплен на штоке, а внутренний связан с корпусом тормозного механизма, и закрепленном на внешнем стакане венцом с радиальным выступом (авторское свидетельство СССР N 1196150, B 23 B 25/06, 1985). The closest device of the same purpose to the invention in terms of features is a load device for accelerating machine testing, simulating a cutting process, containing a load power unit in the form of a single-acting cylinder kinematically connected to a machine support, which is equipped with an additional power cylinder to simulate loads in dynamic mode with a body in the form of two interconnected by means of longitudinal grooves and protrusions of telescopic glasses: the external glass is fixed on stock, and an inner brake mechanism associated with the housing and fixed to the outer crown of glass with a radial projection (USSR Inventor's Certificate N 1196150, B 23 B 25/06, 1985).

Недостатком этого устройства является невозможность его использования для испытаний токарно-револьверных станков ввиду сложности конструкции и невозможность воспроизведения всех составляющих усилия резания: P_x, P_y, P_z, M_x, M_z на всех элементах конструкции токарно-револьверного станка.The disadvantage of this device is the impossibility of its use for testing turret lathes due to the complexity of the design and the impossibility of reproducing all the components of the cutting force: P _x , P _y , P _z , M _x , M _z on all structural elements of the turret lathe.

Изобретение направлено на решение задачи обеспечения имитации процесса резания при проведении ускоренных испытаний токарно-револьверных станков с наиболее полным воспроизведением схемы действующих эксплуатационных нагрузок. The invention is aimed at solving the problem of providing simulation of the cutting process during accelerated testing of turret lathes with the most complete reproduction of the scheme of operating operational loads.

Технический результат - обеспечение воспроизведения составляющих усилия резания: главной P_z, осевой P_x, радиальной P_y и крутящих моментов M_x, M_z для нагружения шпинделя, револьверной головки, вертикального и горизонтального суппортов токарно-револьверных станков при проведении ускоренных испытаний на надежность и долговечность.EFFECT: reproducing the components of the cutting force: the main P _z , axial P _x , radial P _y and torques M _x , M _z for loading the spindle, turret, vertical and horizontal calipers of turning turrets during accelerated reliability tests and durability.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном нагрузочном устройстве для ускорения испытаний станков, содержащем нагрузочный силовой узел, кинематически связанный с суппортом станка, особенность заключается в том, что нагрузочный силовой узел выполнен в виде трех силовых цилиндров - продольного и связанных с ним штоками поперечного вертикального и поперечного горизонтального, при этом продольный силовой цилиндр закреплен на шпинделе станка и снабжен сферическим хвостовиком, имеющим возможность взаимодействия с упорами, установленными в лучах револьверной головки с возможностью поворота вокруг своей оси. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known load device for accelerating machine testing, containing a load power unit kinematically connected with the support of the machine, the feature is that the load power unit is made in the form of three power cylinders - longitudinal and associated rods of the transverse vertical and transverse horizontal, while the longitudinal power cylinder is mounted on the spindle of the machine and is equipped with a spherical shank having the possibility of interaction with the stops installed in the beams of the turret with the possibility of rotation around its axis.

На фиг. 1 изображено нагрузочное устройство для ускорения испытаний токарно-револьверных станков, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А фиг. 1; на фиг. 3 - продольный силовой цилиндр; на фиг. 3 - поперечный вертикальный силовой цилиндр, конструкция которого идентична конструкции поперечного силового горизонтального цилиндра. In FIG. 1 shows a loading device for accelerating testing of turret lathes, general view; in FIG. 2 is a view along arrow A of FIG. one; in FIG. 3 - longitudinal power cylinder; in FIG. 3 - transverse vertical power cylinder, the design of which is identical to the design of the transverse power horizontal cylinder.

Нагрузочное устройство (фиг. 1) содержит продольный силовой цилиндр 1 и связанные с ним штоком 2 поперечный вертикальный силовой цилиндр 3 и штоком 4 поперечный горизонтальный силовой цилиндр 5. The loading device (Fig. 1) comprises a longitudinal power cylinder 1 and a transverse vertical power cylinder 3 and a rod 4 connected with it by a rod 2 and a transverse horizontal power cylinder 5 by a rod 4.

Предлагаемое нагрузочное устройство позволяет воспроизвести следующие нагрузки на узлы станка:
шпиндельная группа - P_x, P_y, P_z, M_x;
револьверный (продольный) суппорт - P_x, P_y, P_z;
вертикальный суппорт - P_y, P_z, M_z;
горизонтальный суппорт - P_y, P_z.The proposed load device allows you to reproduce the following loads on the nodes of the machine:
spindle group - P _x , P _y , P _z , M _x ;
revolving (longitudinal) support - P _x , P _y , P _z ;
vertical support - P _y , P _z , M _z ;
horizontal caliper - P _y , P _z .

Продольный силовой цилиндр (гидроцилиндр) 1 (фиг. 1 - 3) закреплен на шпинделе 6 токарно-револьверного станка и имеет шток 7 со сферическим хвостовиком 8, поршень 9. Упоры 10 установлены в лучах револьверной головки 11 продольного суппорта 12 станка. The longitudinal power cylinder (hydraulic cylinder) 1 (Fig. 1 - 3) is mounted on the spindle 6 of the turret machine and has a rod 7 with a spherical shank 8, a piston 9. The stops 10 are mounted in the beams of the turret 11 of the longitudinal support 12 of the machine.

Поперечные вертикальный и горизонтальный силовые цилиндры (гидроцилиндры) 3, 5 имеют одинаковую конструкцию. Поперечный вертикальный силовой цилиндр 3 со штоком 2 крепится к торцевой поверхности вертикального суппорта 13. Поперечный горизонтальный силовой цилиндр 5 крепится к торцевой поверхности горизонтального суппорта (не показан). Transverse vertical and horizontal power cylinders (hydraulic cylinders) 3, 5 have the same design. The transverse vertical power cylinder 3 with the rod 2 is attached to the end surface of the vertical caliper 13. The transverse horizontal power cylinder 5 is attached to the end surface of the horizontal caliper (not shown).

Продольный и поперечные гидроцилиндры включены в общую гидросистему станка с помощью которой осуществляется регулировка величины усилий резания, действующих на шпиндель и суппорты станка. Longitudinal and transverse hydraulic cylinders are included in the general hydraulic system of the machine with the help of which the amount of cutting forces acting on the spindle and calipers of the machine is adjusted.

Работа изобретения осуществляется следующим образом. The work of the invention is as follows.

Продольный силовой цилиндр (гидроцилиндр) 1, закрепленный на шпинделе 6, нагружает шпиндель, продольный суппорт 12 и главный привод (не показан) составляющими усилия резания P_x, P_y, P_z. Нагружение происходит при взаимодействии сферического хвостовика 8 штока 7 с упорами 10, закрепленными в лучах револьверной головки 11 станка. Упор 10 оказывает давление на сферический хвостовик 8 штока 7 и заставляет шток 7 с поршнем 9 перемещаться влево, выталкивая масло из левой полости гидроцилиндра 1.A longitudinal power cylinder (hydraulic cylinder) 1, mounted on the spindle 6, loads the spindle, the longitudinal support 12 and the main drive (not shown) with components of the cutting force P _x , P _y , P _z . The loading occurs when the spherical shank 8 of the rod 7 interacts with the stops 10 fixed in the beams of the turret 11 of the machine. The stop 10 puts pressure on the spherical shank 8 of the rod 7 and forces the rod 7 with the piston 9 to move to the left, pushing the oil out of the left cavity of the hydraulic cylinder 1.

Для имитации разложения составляющих усилий резания угол скоса упора 10 выполнен в диапазоне α = 35 - 90^o (имеется набор упоров с различными углами). В частности, на фиг. 1 показан упор с углом α = 45^o, а на фиг. 2 α = 90^o. При этом сам упор 10 может быть повернут вокруг своей оси на любой угол в зависимости от выбранного режима нагружения.To simulate the decomposition of the constituent cutting forces, the bevel angle of the stop 10 is made in the range α = 35 - 90 ^o (there is a set of stops with different angles). In particular, in FIG. 1 shows a stop with an angle α = 45 ^° , and in FIG. 2 α = 90 ^o . In this case, the stop 10 itself can be rotated around its axis by any angle, depending on the selected loading mode.

При достижении поршня 9 крайнего левого положения происходит быстрый отвод продольного суппорта 12 в исходное положение и поворот револьверной головки 11. Затем цикл повторяется для следующего луча револьверной головки 11. После совершения револьверной головкой полного оборота цикл повторяется. When the piston 9 reaches its extreme left position, the longitudinal support 12 is quickly retracted to its original position and the turret 11 is rotated. Then the cycle is repeated for the next beam of the turret 11. After the turret has completed a full revolution, the cycle is repeated.

Одновременно с работой продольного гидроцилиндра 1 для имитации процесса резания на вертикальном и горизонтальном суппортах включаются на рабочую подачу два поперечных гидроцилиндра вертикальный 3 и горизонтальный 5, жестко связанные с корпусом продольного гидроцилиндра 1. Simultaneously with the operation of the longitudinal hydraulic cylinder 1, to simulate the cutting process on the vertical and horizontal calipers, two transverse hydraulic cylinders, vertical 3 and horizontal 5, are rigidly connected to the body of the longitudinal hydraulic cylinder 1.

Крутящий момент M_z получается в результате смещения l направления действия сил резания от оси вертикального суппорта 13 (фиг. 1).Torque M _{z is} obtained as a result of the displacement l of the direction of action of the cutting forces from the axis of the vertical caliper 13 (Fig. 1).

Работа гидроцилиндров вертикального и горизонтального суппорта происходит идентично следующим образом. The operation of the hydraulic cylinders of the vertical and horizontal caliper is identical as follows.

При осуществлении вертикальным или горизонтальным суппортами рабочей подачи гидроцилиндра 3, связанный с суппортом 13 станка, перемещается вместе с суппортом 13, в то время как шток 2, связанный с продольным гидроцилиндром 1, остается неподвижным. When carrying out vertical or horizontal calipers of the working feed of the hydraulic cylinder 3, connected to the caliper 13 of the machine, moves together with the caliper 13, while the rod 2, connected with the longitudinal hydraulic cylinder 1, remains stationary.

В это время масло из одной полости гидроцилиндра 3 выталкивается в другую полость. При обратном холостом ходе суппортов масло также выталкивается из одной полости в другую. At this time, oil from one cavity of the hydraulic cylinder 3 is pushed into another cavity. When the calipers are idled back, oil is also pushed from one cavity to another.

Для создания крутящего момента на шпинделе M_x (фиг. 1) используется порошковый тормоз (не показан), который с помощью электроавтоматики включается во время рабочего хода продольного и поперечных суппортов.To create torque on the spindle M _x (Fig. 1), a powder brake (not shown) is used, which is activated by electroautomatics during the stroke of the longitudinal and transverse calipers.

Нагрузочное устройство обеспечивает нагружение станка при непрерывном автоматическом цикле на заданном режиме: длина рабочего хода l, число оборотов шпинделя n, подача S, крутящий момент M_кр..The loading device ensures the loading of the machine during a continuous automatic cycle at a given mode: stroke length l, spindle speed n, feed S, torque M _cr. .

Использование нагрузочного устройства для имитации процесса резания при проведении ускоренных испытаний токарно-револьверных станков на надежность и долговечность позволяет наиболее полно воспроизводить схему действующих эксплуатационных нагрузок, максимально приблизить испытания к реальным условиям эксплуатации станков, что является основным условием получения достоверных результатов ускоренных испытаний. The use of a loading device to simulate the cutting process during accelerated testing of turret lathes for reliability and durability allows you to most fully reproduce the scheme of operating operational loads, bring the tests as close as possible to the actual operating conditions of the machines, which is the main condition for obtaining reliable results of accelerated tests.

Claims

A loading device for accelerated testing of machine tools, comprising a load power unit kinematically connected to the machine support, characterized in that the load power unit is made in the form of three power cylinders — longitudinal and associated transverse vertical and transverse horizontal rods, while the longitudinal power cylinder is fixed on the spindle of the machine and equipped with a spherical shank having the ability to interact with the stops installed in the beams of the turret.