Устройство для токарной обработки поршневых колец
Изобретение относится к машиностроению , а именно к станкам для копирной обработки некрутых внутренних и наружных поверхностей, например пакетов поршневых или уплотнительных колец Устройство для токарной обработки колец состоит из копира 1, опирающегося на него ролика 2, закрепленного на плече а двуплечего рычага 3, опирающегося плечом b через призму 4 на плечо с двуплечего рычага 5 на плече d которого закреплен режущий инструмент 6. Устройство дополнительно содержит кулачок 9 с цилиндрическим выступом 8, на котором с помощью скобы 13 закреплен Один конец направляющих 7, другой конец которого соединен с призмой В направляющих 7 заключена пружина 12 соединенная одним концом с центром масс цилиндрического щупа 11, размещенного в кольцевой проточке 10, выполненной на торцевой поверхности кулачка 9 и имеющей форму средней линии, описываемую соотношениN 2 ем R (р) - A RKOn (p) ± (p) 1 1 A-h где ДНкоп(у) приращение радиус-векторов копира, (р)- вторая производная от закона движения качающегося суппорта, ip f Л РКОП (р) i - количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт гти - элементарные массы качающегося суппорта, Ь - плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта, А- жесткость пружины, h - расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта а другим концом - с центром масс призмы так, что во время работы устройства, его наладки на определенный типоразмер кольца и регулировки масштабно-копировального механизма для приведения в соответствие формы обрабатываемого кольца требованиям технических условий чертежа центры масс щупа 11 призмы и центр вращения кулачка 9 остаются в одной горизонтальной плоскости 7 ил сл с vj 4 СЛ 4 О СЛ
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5))5 В 23 В 5/24
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4839441/08 (22} 14.06.90 (46) 07.07.92. Бюл. N. 25 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им. M,È, Калинина (72) Ю,С. Данилов, А.А. Симдянкин и А,В.
Хохлов (53) 621,941.1(088.8) (56) Молдаванов В.П, Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1980, сг108. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к станкам для копирнай обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей, например пакетов поршневых или уплотнительных колец. Устройство для токарной обработки колец состоит из копира 1, опирающегося на него ролика 2, закрепленного на плече а двуплечего рычага
3, опирающегося плечом Ь через призму 4 на плечо с двуплечего рычага 5, на плече d которого закреплен режущий инструмент 6.
Устройство дополнительно содержит кулачок 9 с цилиндрическим выступом 8, на котором с помощью скобы 13 закреплен один конец направляющих 7,. другой конец которого соединен с призмой. В направляющих
7 заключена пружина 12, соединенная одИзобретение относится к станкостроению, в частности к станкам для копирной обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей деталей, например пакетов поршневых или уплотнительных колец для двигателей внутреннего сгорания.
Целью изобретения является уменьшение погрешностей обработки поршневых
„„Я3, „1745405 А1 ним концом с центром масс цилиндрического щупа.11, размещенного в кольцевой проточке 10, выполненной на торцевой поверхности кулачка 9 и имеющей форму. средней линии, описываемую соотношениN и(<). ; i,ã ем R (p) = — Л йх< (р) +. где Л R,o (p) — приращение радиус-векторов копира; ф (p) — вторая производная от
)I закона движения качающегося суппортэ, ф = 1 . Л Ron (p); i — количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт, mi — элементарные массы качающегося суппорта; l; — плечи, соответствую- 3 щие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта; А — жесткость пружины; h — расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта, а другим концом — с центром масс призмы так, что во время работы устройства, его наладки на определенный типоразмер кольца и регулировки масштабно-копировального механизма для приведения в соответствие формы обрабатываемого 4 кольца требованиям технических условий IQl чертежа центры масс щупа 11, призмы и фб. центр вращения кулачка 9 остаются в одной С) горизонтальной плоскости. 7 ил. (Я или уплотнительных колец на токарном-копировальном станке и повышение его производительности путем компенсации знакопеременноизменяющегося момента сил инерции моментом сил сжатия-.растяжения пружин.
Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее основание, два
1745405
25! (у) = Л кон (у ) +
Л ь
40 чания суппорта;
50 двуплечих рычага, на одном из которых закреплен режущий инструмент, а на другом ролик, предназначенный для взаимодействия с копиром, установленным с возможностью вращения, при этом свободное плечо рычага, несущего режущий инструмент, предназначено для взаимодействия Roсредством призмы со свободным плечом рычага. несущего ролик, и подпружинено относительно него посредством пружины, дополнительно содержит кулачок с центральным цилиндрическим выступом, соединенным с призмой посредством направляющих, взаимодействующих с цилиндрическим щупом, свободно размещенным в выполненной на торце кулачка кольцевой проточке, форма средней линии которой удовлетворяет соотношению где Ь F4o> (p) — приращение радиус-векторов копира; . ф (р) — вторая производная от закона движения качающегося суппорта, = (... (ф ! — количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт; пц — элементарные массы качающегося суп порта;
I! — плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта;
А — жесткость пружины;
h — расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта, при этом центры масс щупа и призмы соединены.с концами размещенной в направляющих пружины так, что-центры масс и центр вращения кулачка с цилиндрическим выступом лежат в одной горизонтальной плоскости, а привод вращения кулачка выполнен через суммирующее устройство и обеспечивает его синхронное вращение с копиром. Диаметры цилиндрического выступа кулачка, щупа и пружины одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки и внутреннему поперечному размеру направляющих.
На фиг.1 схематично изображено. предлагаемое устройство; на фиг.2 — вид А на фиг.1, верхняя направляющая условно снята; на фиг.З вЂ” вид Б на фиг.1,увеличено; на фиг.4 — форма копира (кривая !) и форма канавки кулачка (кривая II) в зависимости от угла поворота; на фиг.5- график изменения момента сил инерции (кривая III) и момента силы сжатия пружин в прототипе (кривая IV) и предлагаемом устройстве (кривая V); на фиг.б — график изменения суммарного момента (момента силы давления призмы на свободное плечо двуплечего рычага,несущего ролик) в прототипе (кривая Vl) и предлагаемом устройстве (кривая И!); на фиг.7— основные элементы качающегося суппорта копирного станка MI<.-6026, необходимые для расчета примера.
Устройство состоит из копира 1, опирающегося на него ролика 2, закрепленного на плече а двуплечего рычага 3. опирающегося плечом Ь через призму 4 на плечо с двуплечего рычага 5, на плече d которого закреплен режущий инструмент 6. С призмой 4 соединен один конец направляющих 7, другой конец которых соединен с цилиндрическим выступом 8 кулачка 9, имеющего на торце кольцевую проточку 10, форма средней линии которой определяется из соотношения где кол (p) — приращение радиус-векто30
>Е (<р) — вторая производная от закона .13 движения качающегося суппорта, причем ф = (... (р); — количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт;
m! — элементарные массы качающегося суппорта;
Ii — плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра каЛ вЂ” жесткость пружины;
h — расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта.
В направляющих 7 заключены выступающая часть цилиндрического щупа 11, свободно размещенного в кольцевой проточке
10 кулачка 9, и пружина 12, соединенная одним концом с центром масс цилиндрического щупа 11, а другим — с центром масс призмы 4 так, что в течение работы устройства, его наладки на определенный типоразмер кольца и регулировки призмы 4 для получения требуемой формы пакета колец центры масс цилиндрического щупа 11, призмы 4 и центр вращения кулачка 9 (его цилиндрического выступа 8) лежат в одной горизонтальной плоскости, т,е. при изменении положения призмы 4 меняется положение центра вращения кулачка 9 в ту же сторону и на ту же величину. Диаметры ци1745405 т.е. момент силы сжатия пружины MF„p è момент сил инерции Мин будут связаны следующим образом
I Мопр I I Мин I + — М пр — Мин (2)
Вследствие этого уравнение (i) примет вид (учитывая, что моменты результирующих сил резания расточного и обточного резцов взаимно скомпенсированы из-за равномерно. снимаемого припуска):
MP = MC = MG — MF (на фиг;6 кривая Vl превращается в кривую
VI I). причем разрыва кинематической цепи рычаг 5 — призма 4 — рычаг 3 — ролик 1—
КОПИр 1 В тОЧКаХ, ГдЕ Мин = MFpp= О. И дажЕ при Мопр < 0 (пружина 12 работает на растяжение) не происходит иэ-эа того, что
I MG I > I Мг,р I . MG > 0 и MP всегда больше нуля.
Форма средней линии кольцевой проточки 10 кулачка 9:
При работе устройства вращательное движение копира 1 посредством ролика 2 преобразуется в качательное движение двуплечего рычага 3, передающего эти движения через призму 4 и двуплечий рычаг 5 на режущий инструмент 6.
Синхронно с вращением шпинделя станка с закрепленным в нем пакетом 14 обрабатываемых колец и вращением копира 1 вращается кулачок 9 с расположенным в кольцевой проточке 10, имеющей форму средней линии
„ н (q) Ñ; I; г () R (p) = d R«п (p)— цилиндрическим щупом 11. Движение центра масс цилиндрического щупа 11 повторяет закон изменения формы средней линии канавки 10. При этом сжатие пружины 12 происходит по закону движения центра масс щупа 11, а направляющие 7, соединенные с одной стороны с цилиндрическим выступом 8 кулачка 9 скобой 13, а с другой — с призмой 4, удерживают центры масс цилиндрического щупа 11 и призмы 4, а также центр вращения кулачка 9 в одной горизонтальной плоскости. Момент силы сжатия пружины 12 MF„p вследствие описанного 55 движения центра масс цилиндрического щупа 11, к которому прикреплен один конец пружины 12, принимает вид, показанный на фиг.5 (кривая IV превращается в кривую V),линдрического выступа 8 кулачка 9, цилиндрического щупа 11 и пружины 12 одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки 10 кулачка 9. Верхние и нижние направляющие 7 соединены посредством скобы 13.
Работа устройства осуществляется следующим образом, В начальный момент времени при p=
= 0 (для шпинделя, копира и кулачка) неразрывность кинематической цепи рычаг 5— призма 4 — рычаг 3 — ролик 2 — копир 1 обеспечивается положительным моментом силы тяжести суппорта Ма и MF„p моментом силы сжатия пружины 12, прижимаемой цилиндрическим щупом 11, расположенным в канавке 10 кулачка 9 к призме 4 с усилием, обеспечивающимся изменением формы средней линии канавки 10:
4(р) Х1 "
R (p) Л Ry.oï (p)—
N )! („,) . 2
R (p) = Л коп (p) определяется исходя из соображений компенсации моментом силы сжатия-растяжения пружины 12 Мопр момента силы сжатия пружины 12„создаваемого движением плеча
Ь рычага 3 и определяемым приращением радиус-векторов копира 1 — Л Roon (p) (с противоположным знаком), чтобы компенсировать это движение R (p) = — ЛР„оп (p) и энакопеременным моментом силы инерции
Ми, определяемого из уравнения (2):
М;пя = Мин, R2 (p) А h = + ф (p) 0 . m I;2;
i=1
V) (P) Х1m m-
- ®=Таким образом, R (p) = Rt (p) + R2 (p) и
2 ф (p) g mal< (p) = A коп (p)—
Радиус-векторы R (p) при выполнении кольцевой проточки 10 откладываются от центра вращения кулачка 9 (или цилиндрического выступа 8).
Формула изобретения
1.устройство для токарной обработки поршневых колец, содержащее основание, 1745405 два двуплечих рычага, на одном из которых закреплен режущий инструмент, а на другом ролик, предназначенный для взаимодействия с копиром. установленным с возможностью синхронного со шпинделем 5 вращения, обеспеченного суммирующим устройством, при этом свободное плечо рычага, несущего режущий инструмент, кинематически связано посредством призмы со свободным плечом рычага, несущего ролик, 10 и подпружинено относительно него посредством пружины, о тл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, оно снабжено кулачком с центральным цилиндрическим 15 выступом, соединенным с призмой посредством введенных в устройство направляющих, цилиндрическим щупом, установленным между направляющими, выступающая часть которого размещена в вы- 20 полненной на торце-кулачка кольцевой проточке, форма средней линии которой удовлетворяет соотношению Ф (P) g m 1 ..2 R (у) = Д йкоп (у ) + =1 Л h где Л Ркоп {p) — приращение радиус-векторов копира; у (у) — вторая производная от закона I движения качающегося суппорта; 1 — количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт; гп — элементарные массы качающегося суп порта; li — плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта; А — жесткость пружины;. h — расстояние от точки крепления пружины до точки качания суппорта, при этом центры масс щупа и призмы соединены с концами размещенной в направляющих пружины так, что центры масс и центр вращения кулачка с цилиндрическим выступом лежат в одной горизонтальной плоскости, а кулачок кинематически связан с копиром посредством суммирующего механизма с возможностью синхронного вращения. 2.Устройство по ri 1, о тл и ч а ю ще ес я тем, что диаметры цилиндрического выступа кулачка, щупа и пружины одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки и внутреннему поперечному размеру направляющих, 1745405 1745405 1745405 Составитель Ю.Данилов Техред М.Моргентал Корректор А.Осауленко Редактор Т.Зубкова г Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2347 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
