Устройство для обработки резьбовых отверстий

 

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для сверления и нарезания резьбы. Цель изобретения - расширение технологических возможностей, повьшение качества и упрощение настройки. Устройство состоит из ведущего 4 и 15 Jf ffff. 4 с SS (Л физЛ

СОЮЗ СОБЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН (58 4 В 23 6 1/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABT0PCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3954144/31-08 (22) 19.09.85 (46) 15.04.87. Бюл. И 14 (71) Севастопольский приборостроительный институт (72) С.П.Машин и Ф,Н.Канареев (53) 621.941.2(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1191214, кл. В 23 G 1/20, 1984.

° SU ИЯИ02 А1

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ (57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для сверления и нарезания резьбы. Цель изобретения — расширение технологических возможностей, повышение качества и упрощение настройки.

Устройство состоит из ведущего 4 и

1303302 ведомого 6 шпинделей, соединенных упругим элементом 7 с возможностью поворота и осевого перемещения относительно друг друга. На сопрягающихся цилиндрических поверхностях обоих шпинделей выполнены кольцевые канавки

16, 17 18, образующие управляющий золотник, обеспечивающий поступление рабочего тела в полость 14 силового цилиндра подачи и подачу ведущего шпинделя, соответствующую шагу инст1

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для сверления и нарезания резьбовых отверстий.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей, повьппение качества и упрощение настройки за счет обеспечения возможности использования устройства для сверления отверстий, стабилизации процессов свер — 10 ления и резьбонарезания путем автоматического управления величины крутящего момента на инструменте и со— кращения вспомогательного времени на переналадку. 15

На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид, на фиг.2 шпиндельный блок, поперечное сечение в месте расположения осевых канавок.

Устройство содержит корпус 1, в 20 котором установлен шпиндельный блок, состоящий из приводной втулки 2, установленной с возможностью вращения в подшипниках 3, ведущего шпинделя 4, установленного в приводной втулке 2 с возможностью осевого перемещения и связанного с последней шпонкой 5, ведомого шпинделя 6, помещенного в цилиндрическое глухое отверстие ведущего шпинделя 4 и связанного с последним упругим элементом 7, например, сильфоном, Опорная цилиндрическая поверхность ведомого шпинделя 6 помещена во втулку 8, служащую опорой шпиндельного блока. На рабочем конце 35 ведомого шпинделя 6 закреплен инструмент 9 — метчик или сверло. Передача крутящего момента от приводного электродвигателя (не показан) на приводрумента 9. Осевые канавки 20, 21, 22 образуют золотник, обеспечивающий включение управляющего золотника при вхождении инструмента 9 в обрабатываемое отверстие. Канавки 23 и 20 образуют дроссель, являющийся датчиком крутящего момента на инструменте 9, подающим команцу на в ывод инструмента при превьппении крутящим моментом допустимого значения. 2 ил.

2 ную втулку 2 осуществляется ремнем

10 через полумуфту 11, фрикционную электромагнитную муфту 12 и шпанку 13, В качестве приводного двигателя может быть использован регулируемый двига— тель постоянного тока. Расширенная часть приводной втулки 2 вместе с помещенным в нее ведущим шпинделем 4 образует силовой цилиндр подачи с внутренней полостью 14. Пружина 15 служит для возврата ведущего шпинделя

4 в исходное положение . На поверхности цилиндрического отверстия в ведущем шпинделе 4 выполнены кольцевые канавки 16 и 17, а на наружной цилиндрической поверхности ведомого шпинделя 6, помещенной в укаэанное отвер— стие, выполнена кольцевая канавка 18.

Расстояние между кромками кольцевых канавок 16 и 17 равно ширине кольцевой канавки 18. Кольцевые канавки 16-18 образуют управляющий золотник, обес-. печивающий поступление рабочего тела в полость 14 силового цилиндра подачи и сообщающийся с ним каналом 19. На наружной цкпиндрической поверхности ведомого шпинделя 6 выполнены также две сообщающиеся Ьсевые канавки 20 и

21. Между ними расположена осевая канавка 22, выполненная на внутренней поверхности шпинделя 4. Ширина осевой канавки 22 равна расстоянию между осевыми канавками 20 и 21. Осевые канавки 20-22 образуют золотник, обеспечивающий включение управляющего зо— лотцика при относительном угловом смещении вецущего 4 и ведомого бшпинделей друг относительно друга. На внутренней поверхности ведущего шпин3 1303302 4 деля 4 выполнена также осевая канав- приводной втулки 2 вращение через ка 23, частично перекрывающая осевую шпонку 5 передается на ведущий шпинканавку 20. Осевые канавки 20 и 23 дель 4 и далее посредством упругого образуют дроссель, являющийся датчи- элемента 7 на ведомый шпиндель 6, ком величины крутящего момента на ин- 5 Одновременно рабочее тело, наприструменте. Для подвода рабочего тела мер масло, из насоса 32 через редукк канавкам 16-18 и 20-23 служит под- ционный клапан 34 поступает в расводящая муфта 24, удерживаемая от пределитель 35. Производят включение вращения скалкой 25. На внутренней распределителя 35, и масло подается поверхности муфты 24 выполнены кольце10 через распределитель 36, дроссель 37 вые проточки, сообщающиеся с соответ- и проточку 28 подводящей муфты 24 в ствующими канавками радиальными кана- кольцевую канавку 18 и далее через лами, выполненными в ведущем шпинде- канал 19 во внутреннюю полость 14 силе 4. Проточка 26 сообщается с коль- лового цилиндра подачи. Ведущий 4 и цевой канавкой 16, проточка 27 — с 15 ведомый 6 шпиндели ускоренно перемекольцевой канавкой 17, проточка 28 — щаются в направлении обрабатываемого с кольцевой канавкой 18, проточка отверстия в детали 50, при этом пру29 — с осевыми канавками 20 и 21, про- жина 15 сжимается. точка 30 — с осевой канавкой 22, про-; В это же время масло по трубопроточка 31 — с осевой канавкой 23. 20 воду 44 и кольцевой проточке 29 посГидравлическая система управления тупает в осевые канавки 21, 20 и 23 и устройства, входящая в привод подачи, кольцевую проточку 31 и сливается по состоит из насоса 32, переливного трубопроводу 46 через дроссель 39. клапана 33, редукционного клапана 34, Так как крутящий момент на инструмендвухпозиционных распределителей 35 и 25 те 9 отсутствует, то проходное сече36 с электрическим управлением, дрос- ние дросселя, образованного осевыми селей 37-39, реле 40 и 41 давления, канавками 20 и 23, а следовательно, подводящих трубопроводов 42-48 и гид- давление в трубопроводе 46 максиробака 49. сально, при этом реле 41 давления

Позицией 50 обозначена обрабатыва-30 включено. емая деталь. При контактировании инструмента 9

Устройство работает следущим об- с поверхностью обрабатываемого отверразом. стия в детали 50 осевое перемещение

Предварительно перед работой уст- ведомого шпинделя 6 приостанавливаройства производится его настройка. 35 ется. Подача ведущего шпинделя 4 проНа электромагнитную муфту 12 подается должается до тех пор, пока на дно его напряжение, при котором крутящий мо- цилиндрического отверстия не упрется мент, передаваемый муфтой, не превы- в торцовую поверхность. ведомого шпиншает предельное значение N„ допус- деля 6. При этом давление во внуткаемое прочностью инструмента, Про- 40 ренней полости 14 силового цилиндра ходное сечение дросселя 39 регулиру- возрастает и инструменту 9 сообщается ется таким образом, что срабатывание осевое усилие Р . Происходит врезаос реле 41 давления и подачи сигнала на ние поверхностей инструмента 9 в мавывод инструмента происходят при воз- териал обрабатываемой детали 50, при растании крутящего момента на инстру-45 этом на инструменте 9 возникает моменте свыше номинального значения мент резания Ир,э, происходит угловое крутящего момента резания Г1 . Дрос- смещение ведомого шпинделя 6 относиселем 37 устанавливается скорость ус- тельно ведущего 4 за счет деформации коренных подвода и отвода инструмен- упругого элемента 7. Проходное сечета, редукционным клапаном 34 — вели- 50 ние дросселя, образованного осевыми чина осевого усилия подачи Р канавками 20 и 23, изменяется незнаПри резьбонарезании в ведомомшпин- чительно, и реле 41 давления остается деле 6 устанавливается метчик 9 необ- включенным. В результате углового ходимого размера. Вращение от привод- смещения осевых канавок 20 и 22 масло ного электродвигателя посредством 55 из осевой канавки 20 поступает в осеО ремня 10, полумуфты 11, фрикционной вую канавку 22, кольцевую проточку 30 электромагнитной муфты 12 и шпонки 13 и далее сливается по трубопроводу 45 передается на приводную втулку 2. От через дроссель 38. При этом в трубо3302

30 винчивании.

5 130 проводе 45 создается давление, в ðåзультате чего включается реле 40 давления, включающее, в свою очередь, распределитель 36, плунжер которого перемещается вверх, перекрывая доступ масла через дроссель 37, проточку 28, кольцевую канавку 18 и канал 19 в полость 14. Ускоренная подача прекращается.

Так как ведомый шпиндель 6 смещен вверх относительно ведущего шпинделя масло из полости 14 через канал

19, зазор, образованный кромками кольцевых канавок 18 и 17, проточку

27, трубопровод 43, распределитель 36 и трубопровод 47 сливается в бак 49.

Давление в полости 14 падает, ведущий шпиндель 4 смещается вверх относительно ведомого шпинделя 6 до тех пор, пока шпиндели не займут первоначального положения в осевом направлении, при котором кромки кольцевых канавок

16-18 совмещены и зазоры между ними отсутствуют. Так как упругий элемент

7 в этом положении не деформирован в осевом направлении„ осевая сила на инструмент 9 не действует.

По мере ввинчивания инструмента 9 в обрабатываемое отверстие ведомый шпиндель 6 перемещается вниз. В результате между кромками кольцевых ка— навок 16 и 18 образуется зазор и масло от распределителя 35 через распределитель 36, трубопровод 42 и протсч— ку 26 поступает в кольцевую канавку

i6 и далее через кольцевую канавку 18 и канал 19 в полость 14 силового цилиндра подачи. Ведущему шпинделю 4 сообщается осевая подача. Зазор между кромками кольцевь х канавок 16 и 18 увеличивается до тех пор, пока осевая подача ведущего шпинделя 4 не станет равной осевому перемещению ведомого шпинделя 6 при ввинчивании инструмен-та 9 в обрабатываемое отверстие. Таким образом происходит постоянное отслеживание ведущим шпинделем 4 положения ведомого шпинделя 6 в зависимости от перемещения инструмента 9 в отверстии детали 50. При этом на хвостовик инструмента 9 внешние осевые силы со стороны ведомого шпинделя 6 не действуют.

При достижении необходимой глубины резьбового отверстия реверсируют приводной электродвигатель и одновременно выключают электромагнитную муфту

12, исключая тем самым влияние инерционности привода на точность реверсирования. Б момент полной остановки приводного электродвигателя включают электромагнитную муфту 12, поспе чего приводная втулка 2, ведущий 4 и ведомь.й 6 шпиндели начинают вращаться в противоположном направлении, а инструмент 9 вывинчивается из обработанного отверстия, Под действием момента трения при вывинчивании инструмента 9 происхоцит угловое смещение ведомого шпинделя 6 относительно ведущего шпинделя 4. При этом масло в осевую канавку 22, проточку 30 и трубопровод 45 поступает из осевой канавки 21 Реле. 40 давления и распре— делитель 36 остаются включенными.

При "вывинчивании" инструмента 9 веЪ домый шпиндель 6 смещается вверх относительно ведущего шпинделя 4, зазор межцу кольцевыми канавками 16 и 18 перекрывается, перекрывая доступ масла в полость 14. Иежду кромками кольпевых канавок 17 и 18 образуется зазор, через коч орый масло из полости

14 по каналу 19, проточке 27, трубопроводу 43, распределителю 36 и тру— бопроводу 47 сливается в бак 49. Давление в полости 14 падает, и ведущий шпиндель перемещается вверх. Величина,зазора. а следовательно, и скорость осевого перемещения ведущего шпинделя

4 вверх соответствует скорости осевого перемещения инструмента 9 при выПри выходе поверхностей инструмента 9 из контакта с резьбовыми поверхностями отверстия в детали 50 (момент трения равен нулю) ведущий 4 и ведомый 6 шпиндели под действием упругого элемента 7 восстанавливают первоначальное взаимное угловое положение, зазор между осевыми канавками 21 и 22 перекрывается, масло из осевой канавки 22 через проточку 30 в трубопровод

45 не поступает, давление в нем падает и реле -40 давления выключается.

При этом происходит выключение распределителей 35 и 36, плун>кера которых возвраща|отся в исходное положение. Под действием пружины 15 ведомый шпиндель 4 перемещается вверх, вытесняя масло из полости 14, которое сли-вается в бак 49 через канал 19, кольцевую канавку 18, проточку 28, дроссель 37, распределители 36 и 35 и трубопровод 48. Осуществляется ускоФормула изобретения ф4 Г g

Составитель Л.Климов

Техред М.Ходанич

Корр ктор M.Äeì÷èê

Редактор А.Огар

Заказ 1250/13

Тираж 976

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 13033 ренный отвод инструмента 9 в исходное положение.

Устрой."тво позволяет обеспечить автоматический вывод инструмента из обрабатываемого отверстия при превы5 шении величиной крутящего момента на инструменте номинального значения

М . Поворот ведущего шпинделя 4 отрез носительно ведомого шпинделя 6 пропорционален величине крутящего момен-1р та на инструменте 9. При увеличении крутящего момента уменьшается проходное сечение дросселя, образованного канавками 20 и 23, давление в трубопроводе 46 падает. При возрастании крутящего момента на инструменте 9 свыше номинального значения Мре„ реле 41 давления выключается и вырабатывает команду на реверсирование электродвигателй и вывод инструмента.20

Так как на осуществление процесса реверсирования требуется определенное время, в течение которого крутящий момент на Инструменте продолжает возрастать, то при достижении им пре — 25 дельного значения M происходит проскальзывание фрикционной электромагнитной муфты 12. Это устраняет влияние инерционности привода и времени срабатывания системы управления на надежность предохранения инструмента.

При сверлении устройство работает следущим образом.

Осуществляется быстрый подвод ин— струмента, как и при резьбонарезании.

При врезании инструмента 9 в поверх— ность обрабатываемой детали 50 включение распределителя 36 не произво02 8 дится. При этом осуществляется рабочая подача с осевым усилием Р на инструменте. При достижении необходимой глубины отверстия выключают распределитель 35 и осуществляют ускоренный отвод инструмента, реверсирование приводного электродвигателя при этом не производится.

Устройство для обработки резьбовых отверстий, в корпусе которого расположены шпиндельный узел с ведущим и ведомым шпинделями, установленными с возможностью вращения и осевого перемещения относительно друг друга, механизм их подачи-в виде силового цилиндра и система управления, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения качества и упрощения настройки, оно снабжено упругим элементом, предназначенным для обеспечения упругой связи шпинделей между собой, при этом в ведущем шпинделе выполнено глухое цилиндрическое отверстие, предназначенное для взаимодействия с цилиндрической поверхностью ведомого шпинделя, а на указанных цилиндрических поверхностях ведущего и ведомого шпинделей выполнены связанные с системой управления и с силовым цилиндром с возможностью периодической связи между собой кольцевые канавки, две у ведущего и одна у ведомого шпинделей, и две пары осевых канавок, одна у ведущего шпинделя и одна у ведомого шпинделя.