Устройство для вибрационного резания

 

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на металлорежущих станках. Устройство содержит задающий узел с кулачково-плунжерным блоком и зубчатой передачей,гидромеханическую передаточную систему с источниками давления 13 и 14, а также исполнительный узел с гидродвигателями 15 и 16. За счет автоматического регулирования амплитуды колебаний инструмента в зависимости от припуска под обработку и согласования амплитуды колебаний инструмента с подачей обеспечивается дробление стружки . Система подпитки устройства выполнен с регулируемыми источниками давления 13 и 14, каждый из которых установлен на одном из двух автономных участков гидравлической цепи 11 и 12 и обеспечивает силовое замыкание задающих кулачков, а система регулировки амплитуды колебаний инструментальной державки - в виде четырехполюсного гидроцилиндра и механизма автоматической подстройки, вьшолненного в виде передачи колесо - рейка. 3 ил. ( i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51 4 В 23 В 25/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ фила.!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHpblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4116553/31-08 (22) 11.09.86 (46) 30.01.89. Бюл. У 4 (71) Белорусский политехнический институт (72) И.О. Бегунов, В.И. Молочко, А.В. Шенделев и С.И. Бегунов (53) 621.941.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 982850, кл. В 23 В 25/02, 1982.

I (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРАЦИОННОГО

РЕЗАНИЯ (57) Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на металлорежущих станках. Устройство содержит задающий узел с кулачково-плунжерным блоком и зубчатой передачей,гидромеханическую передаточную систему с

„„SU„„14 578 А 1 источниками давления 13 и 14, а также исполнительный узел с гидродвигателлми 15 и 16. 3а счет автоматического регулирования амплитуды колебаний инструмента в зависимости от припуска под обработку и согласования амплитуды колебаний инструмента с подачей обеспечивается дробление стружки. Система подпитки устройства выполнен с регулируемыми источниками давления 13 и 14, каждый из которых установлен на одном из двух автономных участков гидравлической цепи 11 и 12 и обеспечивает силовое замыкание задающих кулачков, а система регулировки амплитуды колебаний инструментальной державки — в виде четырехполюсного гидроцилиндра и механизма автоматической подстройки, выполненного в виде передачи колесо — рейка. 3 ил.

1454578

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано на металлорежущих станках.

Цель изобретения — повьпаение на5 дежности и расширение технологических возможностей устройств для вибрационного резания — достигается за счет обеспечения автоматического регулирования амплитуды колебаний инструмен- 10 та и согласования амплитуды колебаний инструмента с подачей.

На фиг. 1 изображена гидромеханическая схема устройства, установленного, например, на гидрокопировальном токарном полуавтомате; на фиг. 2— разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг.1.

Основными частями устройства являются задающий узел, гидромехани- 20 ческая передаточная система и исполнительный узел.

Задающий узел включает кулачковоплунжерный блок и зубчатую передачу. в виде шестерен 1 и 2, с помощью ко- 25 торой осуществляется кинеиатическая связь задающего кулачка со шпинделем.

Передаточное отношение шестерен 1 и 2 выбирается исходя из принятой частоты двойных ходов режущего инструмента 30 приходящихся на один оборот шпинделя.

Входящий в задающий узел кулачковый блок выполнен в виде центрального кулачкового механизма 3 с двумя кулачками, углы подъема и спада которых пропорциональны периодам врезания и отвода резца (определяются выбранной схемой кинематического стружкодробления), причем диски кулачков при установке на общую ось разворачичаются относительно друг друга на величину

40

1 180 . !

В блок насосов входят плунжеры 4 и 5, на осях 6 которых свободно сидят промежуточные ролики 7. В корпусе 8 45 блока насосов установлены мембранные разделители 9, фиксируемые крьппками 10.

В гидромеханическую передаточную систему входят передаточные гидроли50 нии 11 и 12 со встроенными в них источниками давления 13 и 14 силового замыкания звеньев гидромеханической системы. Гидролинии имеют участки с жесткими и гибкими трубопроводами. В гидромеханическую систему передач "

55 входит также узел регулировки амплитуды колебаний резцедержки, представляющий собой четырехполостной мембранный гидроцилиндр 14, образованный коркорпусом 15 крышками 16, мембранами

17 и штоком 18. Внутренние полости гидроцилиндра 14 аи и соединены между собой гибкими гидролиниями 19 через дроссель 20. Дроссель 20 вместе с откидным рычагом 21, осью рычага 22 и основанием 23 крепится винтами 24 к неподвижному гидроцилиндру копировального суппорта. Вместо ручки уп"-. равления на дроссель 20 жестко посажено колесо 25, образующее зубчатореечную пару с рейкой 26, зафиксированной на штоке поршня гидроцилиндра копировального суппорта станка винтами 27.

Исполнительный узел включает гидродвигатель 28 и 29, образованные корпусом 15, мембранами 30 и крьппками

31 (см. разрез А-А), резцедержку 32 и крышку 33, жестко закрепленные на общем штоке 34 исполнительных двигателей болтами 35. В исполнительный узел входят также винты 36, фиксирующие резец 37 и болты крепления 38 корпуса 15 к гидрокопировальному станку.

Устройство работает следующим образом.

Сняв крышку и вынув поршни гидроцилиндров 13 и 14, заполняют жидкостью гидролинии, удаляют воздух и герметизируют гидросистему. Затем поршни резьбовыми крьппками крепятся к гидроцилиндрам 13 и 14. Перемещая по резьбе поршни вниз жидкостью,находящейся в гидролиниях, перемещают плунжеры 4 и 5 с роликами 7 до тех пор, пока не осуществляется силовое замыкание роликов 7 на двухдисковый кулачок 3. Одновременно осуществляется и силовое замыкание мембранных двигателей 28 и 29 на общий шток 34. При этом дроссель 20 должен быть перекрыт. После осуществления силового замыкания всех звеньев гидромеханической передачи давление в ней доводят до 0,3-0,5 MIIa и включают главное движение станка.

При вращении шпинделя станка движение через шестерню 1, сидящую на валу шпинделя и шестерню 2 передается двухдисковому центральному кулачковому механизму 3 и далее через промежуточные ролики 7 сообщается плунжерам 4 и 5 гидронасоса 8.

На одном из дисков кулачкового механизма в это время имеется подъем профиля кулачка, который перемещает

54578

55 з 14 через промежуточный ролик 7 плунжер

4 вниз. Плунжер 4 вытесняет жидкость по гидролиии 11 в полость мембранного двигателя 28. Мембранный двигатель 28 сдвигает шток 34 и закрепленную на нем резцедержку 32 с резцом

37 влево. Шток 34 перемещает одновременно и мембрану двигателя 29, вытесняя масло по гидролинии 12 под плунжер 5 с промежуточным роликом 7, тем самым осуществляя постоянное силовое замыкание ведомого звена с ведущим.

Появление на втором диске кулачкового механизма подъема профиля sacтавляет плунжер 5 пойти вниз, вытесняя масло .по гидролинии 12 в полость под мембраной двигателя 29. Двигатель

29 сдвигает шток 34 и резцедержку 32 вправо. При этом шток 34 перемещает мембрану гидродвигателя 29 и вытесняет жидкость по гидролинии 11 под плунжер, осуществляя силовое замыкание на диск кулачкового механима, на котором в зто время будет спад профиля кулачка. Многократное повторение таких циклов работы устройства обеспечивает вибрационную обработку по любому заданному кулачковым механизмом закону.

Бесступенчатое регулирование ампли туды колебаний гидродаигателей 26 и 2 осуществляют путем введения дополнительного потребителя энергии, например введением параллельно исполнитель ному гидродвигателю дополнитечьного цилиндра с регулируемой по величине нагрузкой, приложенной к его выходному звену (штоку).

Регулирование осуществляют следующим обрasом.

При работе задающего узла плунжеры 4 и 5 насоса 8 заставляют двигаться возвратно-поступательно шток четь(рехполостного гидроцилиндра 14 и шток исполнительных мембранных двигателей

26 и 29. Нагрузка на гидроцилиндр

14 создается при перемещении жидкости из полости а и о через регулируемый дроссель 20, а нагрузка на гидродвигатели 28 и 29 — силами резания.

При открытом дросселе 20 жидкость из полости а в полость о гидроцилиндра 14 переливается без сопротивления, т.е. нагрузка на гидроцилиндр

14 равна нулю. Шток 18 гидроцилиндра

14 будет осциллировать с максимальной амплитудой колебаний, так как в это время нагрузка на резец от сил резания остановит колебания исполнительных двигетелей 28 и 29..Устройство работает в режиме обычного точения (беэ вибраций).

Нагрузка на шток !8, вызванная постоянным закрытием дросселя 20, уменьшает размах колебаний штока 18 и вызывает колебания штока 34, т.е. !

0 обеспечивает переход на резание с вибрацией.

Полное закрытие дросселя 20 приводит к остановке гидроцилиндра 14, вследствие чего плунжеры 4 и 5 зас)5 тавляют через двигатели 28 и 29 перемещаться только шток 34, осуществляя вибрационное точение в с максимальной амплитудой.

Регулируя нагрузку на выходном

20 звене (штоке) дополнительного гидроцилиндра 14 дросселем 20, легко можно получить промежуточные значения ампл туды колебаний исполнительных гидродвигателей 28 и 29. Величина

25 амплитуды измеряется индикаторной стойкой либо устанавливается по факту дробления стружки.

Процесс настройки и управления регулируемой амплитуды колебаний„

30 инструмента при обработке деталей с переменным припуском (налример для

9 детали, изображенной на фиг. 1) происходит следующим образом.

Поворачивая рычаг 21 на оси 22, выводят колесо 25 с дросселем 20 в горизонтальное положение. Затем начинают виброрезание на первой ступеньке детали, ручной регулировкой дросселя 20 добываются эффекта

4 стружкодробления и вводят в зацеплеО ние колесо 25 с рейкой 26, образуя тем самым между ними зубчато-реечную передачу. В дальнейшем регулировка амплитуды колебаний инструмента про45 изводится за счет налйчия кинематической связи в виде указанной выше зубчато-реечной передачи между перемещением копировального суппорта и угловым перемещением диска дросселя

20, управляющего нагрузкой на дополнительном гидроцилиндре 14. Так для образования третьей ступеньки на детали, изображенной на фиг. 1, перемещение вверх рейки 26, закрепленной на копировальном суппорте, вызывает угловое перемещение колеса 25, что приводит к еще большему открытию окна дросселя 20. Гидравлическое противодействие, создаваемое камерами и

Формула изобретения порте станка. б-b

18

32

36

37 цг. 3

Составитель В. Кутепов

Техред М.Ходанич Корректор С. Черни

Рецактор A. Долинич

Заказ 7386/16 Тираж 831 Подписное

ВНИИПИ Гасударственчого комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113Î35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

5 14545 вместе с дросселем 20., уменьшается, что вызывает большую м-;плитуду: колебаний штока 18 гидроцилиндра 14.Одновременно уменьшается амплитуда коле5 баний 28 и 29, имеющих общий шток 34, к которому прикреплена резцедержка с резцом. Таким образом, амплитуда колебаний инструмента уменьшается в соответствии с уменьшением припуска под обработку, что улучшает шероховатость обрабатываемой поверхности детали.

И наоборот, при увеличении припуска под обработку (вторая часть обра- 15 батываемой детали на фиг. 1) амплитуда колебаний инструмента несколько возрастает,. что необходжю для сохранения эффекта стружкодробления.

Устройство позноляет согласовывать 2р амплитуды колебаний инструмента со всем спектром подачи„ имеющихся на токарном станке, а также обеспечивает возможность обработки деталей со сложным фасонным и многоступенчатым 25 ,профилем с автоматическим регулированием амплитуды колебаний инструмента в зависимости от припуска под обра.ботку.

Повьппение качества обработки достигается за счет использования оптимальных амплитуд колебаний режущего инструмента, в частности, за счет ис35 ключения повьппенного размаха исполнительного звена при малых глубинах резания, Устройство для вибрационного резания на станке, содержащее гидравлическую цепь с гидронасосом, приводящимся от кулачка, кинематически связанного со шпинделем станка, исполнительный узел с гидродвигателем, шток которого жестко связан с инструментальной державкой, систему подпитки, а также механизм регулировки амплитуды колебаний инструмента,о тл и ч а ю щ e e C st тем, что, с целью повьппения надежности и расширения его технологических возможностей, гидравлическая цепь выполнена в виде двух участков, замкнутых между гидронасосом и гидродвигателем, при этом система подпитки выполнена с регулируемыми источниками давления, установленными в замкнутых участках гидравлической цепи, а система регулировки амплитуды колебаний инструментальной державки снабжена механизмом настройки, выполненным в виде установленного параллельно гидродвигателю четырехполостного гидроцилиндра, внутренние полости которого соединены между собой через регулируемый поворотный дроссель, и механизмом автоматической поднастройки, выполненным в виде передачи колесорейка, причем колесо установлено на поворотном дросселе, а рейка — с возможностью отвода от колеса на суп