Устройство для затылования

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЬШОВА1ШЯ , состоящее из механизма управления эатыпованием, следящей сиётемы, обрабатывающей перемещения штока механизма управления эатыпованием, и исполнительного механизма, имеющего Подпружиненный шток, один конец которого связан с задающим элементом следящей системы, а другой контактирует с копиром механизма управления затшюванием, причем в штоке выполнено окно, в котором установлено кольцо с возможностью его поворота относительно своей Ьси и фиксирования в заданном положении, внутри кольца закреплена ось, на которой размещен свободно вращающийся ролик, контактирующий с рабочей поверхностью элемента управления затылованием , на которой выполнены вьфезы, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения точности, элемент управления затылованием представляет собой барабан ,ось вращения которого расположена параллельно направлению хода . штока механизма управления затылованием , а вьфезы выполнены на его цилиндрической поверхности. 2. Устройство по п. 1,отличаЗ ю щ е е с я тем, что вырезы выполне (Л ны винтовыми. . . с: . 3. Устройство по пп. 1 и 2, о тличающееся тем, что винтовые вырезы выполнены с переменным осевым шагом. 4 ОЬ СО 4;; Ф«г.|

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(si) В 23 В 5/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3610129/25-08 (22) 29.06.83 (46) 23.03.85. Бюл. У 11 (72) С.П. Радзевич (53) 621.. 941. 1(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1009615, кл. В 23 В 5/42, 1980 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАТЬЛОВА-.

ШИ, состоящее из механизма управления затылованием, следящей системы, обрабатывающей перемещения штока механизма управления затылованием, и исполнительного механизма, имеющего подпружиненный шток, один конец которого связан с задающим элементом следящей системы, а другой контактирует с копиром механизма управления затыпованием, причем в што". ке выполнено окно, в котором установлено кольцо с возможностью его поворота относительно своей оси и фикÄÄSUÄÄ114 134 А сирования в заданном положении, внутри кольца закреплена ось, на которой размещен свободно вращающийся ролик, контактирующий с рабочей поверхностью элемента управления затылованием, на которой выполнены вырезы о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,.с целью уменьшения габаритов и повышения точности, элемент управления затылованием представляет собой барабан, ось вращения которого расположена параллельно направлению хода штока механизма управления затыпованием, а вырезы выполнены на его цилиндрической поверхности.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что вырезы выполнены винтовыми.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что винтовые вырезы выполнены с переменным осевым шагом.

4 11461

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано в конструкциях затыповочных станков.

Известно устройство для затыпования,состоящее из механизма управле5 ння эатыпованием, следящей системы, обрабатывающей перемещения штока механизма управления затылованием, и исполнительного механизма. Механизм управления затыпованием имеет подпру- р жиненный шток, один конец которого взаимодействует с задающим элементом привода, а другой контактирует с копиром. В штоке выполнено отверстие, в котором размещено кольцо с возможностью его поворота и фиксаl5 ции в требуемом положении. Внутри кольца закреплена ocr на которой ус" тановлен свободно вращающийся ролик, контактирующий с торцовой рабочей

20 поверхностью диска управления. На последней выполнен один или несколько секторных вырезов, границы которых могут быть прямолинейными либо криволинейными в плане fij .

Недостатками известного устройства для затылования являются большие габариты и низкая точность. Большие габариты вызваны выполнением управляющего элемента в виде диска,так как ось, его вращения и ось штока взаимно перпендикулярны. Низкая точность вызвана разными условиями контакта ролика с диском управления, в связи с чем геометрическое скольжение в месте контакта свободно вращающийся Ç5 ролик — диск управления затылованием переменно вдоль радиуса диска управления.

Целью изобретения является уменьшение габаритов устройства для затыло- 40 вания и повышение его точности.

Ф

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для затыпования, состоящем из механизма управления затылованием, следящей системы,отраба- <5 тывающей перемещения штока механизма управления затылованием и исполни-! тельного механизма, имеющего подпружиненный шток, один конец которого связан с задающим элементом следящей 5О системы, а другой контактирует с копиром механизма управления затылованием,причем в штоке выполнено окно, в котором установлено кольцо с возможностью его поворота относительно 55 своей оси и фиксирования в заданном положении внутри кольца, закреплена ось, на которой размещен свободно

34 2 вращающийся ролик, кон тактирующий с рабочей поверхностью элемента управления затылованием, на которой выполнены вырезы, элемент управления затылованием представляет собой барабан, на цилиндрической поверхности которого имеются вырезы, а ось вращения расположена параллельно направлению хода штока механизма управления затылованием.

Вырезы на рабочей поверхности цилиндра управления затылованием выполнены винтовыми.

Винтовые вырезы на рабочей поверхности цилиндра управления затыпованием выполнены с переменным осевым шагом. .На фиг. 1 показана структурная схема устройства для эатылования; на фиг.. 2 — механизм управления затылованием, на фиг. 3 — то же с двумя окнами в его штоке и двумя цилиндрами управления затылованием, на фиг. 4 — цилиндр управления затыпованием с винтовыми вырезами на его рабочей поверхности.

Устройство для затылования состоит из механизма t управления затылованием, следящей системы 2, отрабатывающей перемещения штока механизма управления затыпованием, и исполнительного механизма 3. Следящая система 2 и исполнительный механизм 3 могут быть гидравлическими, механическими, электрическими, смешанной конструкции и др. Важно только, чтобы они точно и с заданным коэффициентом усиления отрабатывали перемещения штока механизма управле- . ния затыпованием. Механизм 1 управления затылованием i содержит шток

4, подпружиненный пружиной 5. Один конец б штока 4 связан с задающим элементом следящей системы 2 ° Противоположный конец 7 штока 4, снабженный свободно вращающимся роликом

8, контактирует с копиром 9 механизма 1 управления затылованием. В штоке 4 выполнено окно, в котором установлено кольцо t0 которое имеет возможность поворота вокруг своей оси 11 и фиксирования в заданном положении. Внутри кольца 10 закреплена ось 12, на которой размещен свободно вращающийся ролик 13, контактирующий с рабочей поверхностью элемента 14 управления затылованием на которой выполнены вырезы 15. Глубина К вырезов 15 должна исключать

34 4

В частном случае диаметры рабочих поверхностей цилиндров 14 и 19 управления затылованием могут быть равны друг другу, т.е. Лц„= дИ .

В случае выполнения в штоке 4 двух или более окон и установки в них роликов !3 и 18, для каждого из роликов целесообразно выделить свой участок рабочей поверхности цилиндра управления затылованием, разделив его по длине проточками 20, которые целесообразно выполнять в особенности при выполнении вырезов 15 на рабочей поверхности цилиндра 14 управления затылованием винтовыми (фиг.4), Ширина и расположение вырезов !5 на каждом из цилиндров управления эатыпованием и в пределах каждого участка его рабочей поверхности, а также направление и осевой шаг вырезов 15 в случае выполнения их винтовыми должны быть одинаковыми. Кроме того, величина и направление угла наклона винтовых вырезов на рабочих поверхностях цилиндров управления эатылованием должны быть равными или близкими к,среднему значению угла разворота осей вращения роликов 13 и 18 относительно направления перемещения штока 4. Ширина рабочей поверхности цилиндра управления затылованием и ширина выреза на нем, измеряемые вдоль окружности рабочей поверхности цилиндра, должны соотно-. ситься друг с другом прямо пропорционально времени рабочего хода в направлении А и холостого хода в направлении 5 соответственно.

Устройство для затылования работает следующим образом.

Цилиндр 14 управления затыпованием равномерно вращается вокруг своей оси с постоянной угловой скоугловой скорости ц>, согласованы с величиной и направлением угловой скорости w вращения затылуемой червячной фрезы 21 вокруг своей оси так, что за время поворота червячной фрезы 21 на один зуб ролик 13, вращаясь от циц И" и,2 цг (1) 50 — диаметры рабочих поверхностей цилиндров 14 и 19 управления затыпованием соответственно; — скорости вращения цнлинд- 55 ров 14 и 19 управления затыпованием соответственно. где с4,1 н

И1 линдра 14 управления затылованием с угловой скоростью ыр, успевает контактировать с рабочей поверхностью цилиндра 14 управления эатыпованием только один раз. Если затынуемая червячная фреза 21 имеет И стружечных канавок, а цилиндр 14 управления затыпованием имеет tl вырезов 15

3 11461 возможность контакта ролика 13 с ци- линдром 14 управления затылованием в пределах выреза 15, т.е. с его дном. Вырезы 15 могут иметь различную форму, в частности могут быть выполнены сквозными (Н = со), если цилиндр 14 управления затылованием изготовлен из трубы.

Элемент 14 управления затыпованием выполнен цилиндрическим, а ось 1р

его вращения установлена параллельно направлению хода штока механизма управления затылованием.

Вырезы 15 на рабочей поверхности цилиндра 14 управления затыпованием могут быть выполнены прямолинейными, параллельными оси его вращения, а также винтовыми (фиг; 4). Осевой шаг винтовых вырезов 15 на рабочей поверхности цилиндра 14 управления затыпованием может быть выполнен переменным по величине. В штоке 4 механизма 1 управления затыпованием может быть-выполнено одно или более (дополнительное) окон, в каждом из ко- 25

TopblK установлено кольцо 16 с возможностью его поворота вокруг своей оси а

17 и фиксирования в заданном положении. Внутри каждого кольца 16 установлена ось (подобно оси 12) на кото-ЗО рой размещен свободно вращающийся ролик 18. Диаметры роликов 13 и 18 выполнены одинаковыми, а оси их вращения установлены взаимно параллельно друг другу. При таком исполнении га35 баритные размеры устройства для затылования изменяются незначительно.

Устройство для затылования может быть снабжено вторым цилиндром 19 управления эатылованием, установлен- 40 ным с диаметрально противоположной стороны ролика 13 оппозитно первому цилиндру управления затыпованием. Диаметр рабочей поверхности цилиндра 19 . ростью ш,. Величина и направление управления затыпованием соотносится

45 к диаметрам рабочей поверхности цилиндра 14 управления эатылованием обрат4 . но пропорционально скоростям их вращения, т.е.

1146134 на своей рабочей поверхности, то должно выполняться условие

L0 8=u3 и.

Ц1 (2) а . Если затылуемая червячная фреза

21.имеет прямые, параллельные ее оси стружечные канавки, а эатылование производится на устройстве с прямыми вырезами 15 на рабочей поверх10 ности цилиндра управления затылованием, то N равно собственно числу стружечных канавок затылуемого инструмента. Если червячная фреза 21

1 имеет винтовые стружечные канавки, то Й равно фиктивному значению

15 числа стружечных канавок фреэы 2164, рассчитанному по известным формулам в зависимости от величины и направления угла наклона винтовых стружечных канавок затылуемой червячной фрезы. а также от величины и направления ос- новных витков инструмента. Если в устройстве для затьшования установлен цилиндр 14 управления затыпова25 нием с винтовыми вырезами 15 на его рабочей поверхности, то нри расчете величины N следует учитывать величину и направление угла наклона винтовых вырезов 15 °

Ось 1.2 вращения ролика 13 поворачивают относительно оси штока 4 на

Ф угол aL. Если следящая система 2 вместе с исполнительным механизмом 3 .отрабатывает перемещения штока 4 с масштабным коэффициентом К „ = 1, то величина угла о должна быть равной величине заднего угла Ыз у вершин зубьев затылуемой червячной фрезы 21.

Ecru Км41, то всличина угла eL мо 40 жет быть рассчитана но формуле ,(=загс (К„, 4,) . (3)

Вследствие установки оси l2 вращения ролика 13 под углом Ы к оси штока 4, а следовательно, и к направле- 45 нию его перемещения- в процессе контак та ролика 13 с цилиндрической рабочей поверхностью цилиндра 14 управления затьшованием шток 4 получит неремещение вдоль собственной оси в направ-S0 лении 8 сжимая при этом пружину 5, Указанное перемещение штока 4 являет . ся задающим воздействием Х> (р) для следящей системы 2, которая с переда" точной функцией (Ф ), имеющая об- 55 ратную связь с передаточной функцией

Щ (p), вырабатывающей сигнал обoÎ ратной связи (ь (,Р), вырабатывает выходной сигнал М-,„(Р1, управляющий исполнительным механизмом 3. Вследствие перемещения штока 4 в направлении 6 следящая система .2 с исполнительным механизмом 3, отрабатывая это перемещение, сообщит затыловочному суппорту станка с инструментом второго порядка, например затыповочному резцу, перемещение на затылуемую фрезу 21. в направлении А . По»скольку угловая скорость ю„, вращения цилиндра 14 управления затылованием согласована с угловой скоростью u)+ вращения затылуемой червячной фрезы

21, то и перемещение затыловочного резца 22 на фрезу 21 согласуется с ее вращением, а именно резец 22 совершит один рабочий ход в направлении А за время поворота затылуемой фреэы 21 на один зуб.

При вращении цилиндра 14 управления затылованием периодически наступают моменты времени, когда контакт между рабочей поверхностью цилиндра и роликом 13 прерывается.

Это имеет место тогда, когда ролик

13 попадает в вырез" 15. В это время под действием пружины 5 шток 4 возвращается в исходное положение в направлении Г . Следящая система 2 вместе с исполнительным механизмом 3, отрабатывая перемещение штока 4, придает инструменту второго порядка (резцу 22) перемещение от затылуемой червячной фрезы 21 в направлении 5.

Таким образом, периодические возвратно-поступательные перемещения штока 4 на фреэу 21 в направлении А и обратно в направлении b периодически повторяются на каждый зуб затылуемой червячной фрезы 21.

Устройство для затьшования устанавливается на эатьшовочном суппорте и перемещается с ним всегда вдоль оси затыпуемой фрезы 21 в направлении A согласованно с ее вращением чем обеспечивается переход от эатылования одного зуба фрезы 21 к затылованию следующего, расположенного по винтовой линии. Для повторения проходов затылования суппорт станка с инструментом второго порядка (резцом 22) периодически возвращают в исходное положение в направлении Е .

При затьшовании дисковых фрез укаэанные .движения Д и б не требуются ..

При затыловании цилиндрических червячных фреэ копир 9, связанный

1146134 со станиной затыловочного станка, устанавливается параллельно оси вращения затыпуемого инструмента фрезы

21, т.е. в этом случае У = О . При затыловании конических червячных 5 фрез копир 9 разворачивают на угол Ч относительно оси центров затыповочного станка. В случае К = 1 величина угла Ч равна половине угла при вершине начального конуса затылуе- 10 мой червячной фрезы 21. Если К = 1, то величина угла V может быть вычислена по формуле

Ч=агс1 (0,5 м(D d) h) > (4) где D u af —. соответственно больший и меньший диаметры затылуемой конической червячной фрезы;

-b — - расстояние между сече20 ниями измерения этих диаметров.

Выполнение вырезов 15 на рабочей поверхности цилиндра 14 управления затылованием винтовыми с постоянным или переменным по величине их осевым шагом расширяет технологические возможности устройства: появляется воэможность производить затылование червячных фрез сложных конструкций с криволинейным профилем зубьев и из30 меняющимся шагом зубьев как в осевом направлении, так и по винтовой линии.

Произвести затылование червячных фрез . такой конструкции на .существуюшем оборудовании не представляется возможным, а применение для этих целей устройства для затылования предлагаемой конструкции позволяет простыми средствами решить указанную тех40 ническую задачу.

Если в устройстве для затылования выполнены дополнительные окна, в каждом из которых установлено кольцо 16 с роликом 18, то для правильнои экс 45 плуатации устройства оси вращения

В всех роликов 13 и 18 должны быть развернуты относительно направления перемещения штока 4 на равные по величине и одинаковые по направлению углы ь .

Когда устройство для затыпования снабжено вторым цилиндром 19 управ-. ления затыпованием, при настройке устройства необходимо обеспечить одновременный вход всех роликов 13 и 18 в контакт с рабочими поверхностями цилиндров 14 и 19 управления затыло- ванием, а также одновременный их выход из этого контакта. Направление вращения цилиндров 14 и 19 управления затылованием должно быть одинаковым, а скорости вращения согласованы между собой в соответствии с зависимостью (1) .

Выполнение элементов управления затылованием цилиндрической формы позволяет существенно уменьшить габариты устройства для затылования,так как длина цилиндров управления затылованием может быть выполнена лишь немного превышающей величину хода штока 4. Габаритные раэиеры устройства для затыпования существенно уменьшаются в первую очередь по его ширине и длине, т.е. нормально оси штока 4 и вдоль его. оси соответственно (фиг. 2). Уменьшение габаритов устройства для затылования

I с одним цилиндром 14 управления за- тылованием по высоте — нормально оси штока 4 (фиг. 3), менее существенно.

Если же устройство для затылования снабжено дополнительным цилиндром 19 управления затылованием, то уменьшения его габаритов по высоте практически не будет так как этот габа1 ритный размер устройства для затыпования окажется практически неизменным, но при этом повысится точность и надежность устройства.

Выполнение элемента управления затыпованием цилиндрическим одновременно облегчает его компоновку и установку устройства на станке. Повышение точности устройства достигается за счет того, что траектория перемещения роликов относительно цилиндра управления затылованием, представляющая собой винтовую линию постоянного шага и диаметра, на всей своей длине имеет постоянную кривизну. В этой связи по всей длине затылования syбьев условия контакта роликов с цилиндром управления затылованием одинаковые, геометрическое скольжение в контактной паре свободно вращающийся ролик — цилиндр управления затылованием постоянно по величине, а следовательно, и величина погрешности, вызываемая геометрическим скольжением в этой контактной паре, также постоянна. Постоянную по величине погрешность проще компенсировать известными методами, в связи с чем точность устройства для затылования может быть просто повышена.

-Ъ

1!46)34

1146134

20 я

Составитель В. Слиткова

Техред.С.Иигунова Корректор М. Иаксимишинец

Редактор Л. 7ратилло

Подписное

Фипиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1267/10 Тира;к 1086

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5