Станок для обработки криволинейных поверхностей тел вращения вращающимся режущим инструментом
Изобретение относится к технике и технологии обработки кулачковых деталей. Целью изобретения является расширение технологических возможностей. Станок содержит вращающийся режущий инструмент , установленный с возможностью возврзтно-поступательного, а также качательного движения относительно оси, параллельной оси шпинделя изделия и оси вращения инструмента. При этом станок снабжен по меньшей мере одним дополнительным инструментом, причем оси вращения инструментов расположены между осями шпинделя изделия и качания инструментов . Станок имеет общий приводной шпиндель для вращения инструментов, а инструменты установлены с возможностью пространственных перемещений относительно приводного шпинделя. Каждый инструмент установлен с возможностью пространственных перемещений по меньшей мере относительно оси вращения одного инструмента. 2 з, п. ф-лы, 2 ил. Ё
1791102 А1
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) И.К ::«>-рр
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (21) 1927918/63 (22) 11.06.73 (46) 30,01.93. Бюл, ¹ 4 (75) Э.А, Нуриев (56) Патент CLUA ¹ 3031803, кл. 51-32, 1962.
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ТЕЛ ВРАЩЕНИЯ ВРАЩА}ОЩИМСЯ РЕЖУЩИМ
ИНСТРУМЕНТОМ (57) Изобретение относится к технике и технологии обработки кулачковых деталей.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей. Станок содержит вращающийся режущий инструмент, установленный с возможностью
Изобретение относится к технике и технологии обработки кулачковых деталей и может быть использовано на предприятиях автотракторостроения, общего машино. строения и прочих предприятиях металлообрабатывающей промышленности.
Прототипом заявленного решения является станок, в котором ось качательных движений материализована в плоскости, параллельной плоскости профилирующих перемещений, и лежит на линии контакта обрабатываемого кулачка и шлифовального круга. Недостатком этой конструкции является невозможность обработки кулачковых валов с несколькими кулачками.
Целью изобретения является расширение технологических возможностей шлифо-. вальных станков, а также прочих станков с вращающимся инструментом.
Указанная цель достигается тем, что станок для обработки криволинейных поверхностей тел вращения вращающимся ревозвратно-поступательного, а также качательного движения относительно оси, параллельной оси шпинделя изделия и оси вращения инструмента, При этом станок снабжен по меньшей мере одним дополнительным инструментом, причем оси вращения инструментов расположены между осями шпинделя издвлия и качания инструментов, Станок имеет общий приводной шпиндель для вращения инструментов, а инструменты установлены с возможностью пространственных перемещений относительно приводного шпинделя. Каждый инструмент установлен с возможностью пространственных перемещений по меньшей мере относительно оси вращения одного инструмента. 2 з, и. ф-лы, 2 ил.
>кущим инструментбм, установленным с возможностью возвратно-поступательного, а также качательного дви>кенйя относитель- но оси, параллельной оси шпинделя изделия и оси вращения инструмента, снабжен по меньшей мере одним дополнительным инструментом, причем оси вращения инструментов расположены между осями шпинделя изделия и качания инструментов.
Это позволяет скомпоновать многоинструментальный, в этом числе многокруговой, станок для одновременной обработки всех или нескольких кулачков многокулачкового вала. Кроме того, появляется возможность не только повысить производительность станка, но и повысить точности по соосности и располбжению ку- лачков, а также получить дополнительный эффект за счет сокращения внецикловых потерь времени в многокруговых* наладках, связанных с правкой кругов, 1791102
20
40
Для обеспечения шлифовальным круroM непрерывного контакта с поверхностью соответствующих кулачков от соответствующих копиров (см. фиг. 1) получают перемещение со скоростью $1, 32, ..., Я! соответственно все шлифовальные круги, а, в частности, круг 3 — co скоростью Яз.
При этом с целью упрощения конструкции станок.снабжен общим приводным шпинделем для вращения инструментов, а инструменты установлены с возможностьЮ пространственных перемещений относительно п риводного шпинделя. Это не только упрощает конструкцию станка, но и облег-. чает обслуживание станка вследствие уменьшения количества индивидуальных приводов для вращения инструментов, С целью иметь возможность обработки разно ориентированных относительно оси вращения изделия кулачков и эксцентриков, каждый инструмент установлен с воэможностью пространственных 1
-перемещений по крайней мере относительно оси вращения одного инструмента в наладке.
На фиг. 1 дан общий вид многокруговой наладки с необходимыми движениями узnos и основные конструктивные решения, а на фиг. 2 — вид по стрелке А конструкции, изображенной на фиг. 1 с разрезами (вырынами) и дополнительными движениями, не показанными на фиг. 1.
Устройство и работу многокругового круглошлифовального станка рассмотрим на примере 3-круговой наладки для одновременной обработки 3 кулачков ступенчатой детали методом врезного шлифования.
Эксцентрическая поверхность или кулачок 1, например, ступенчатой детали 2, вращающаяся со скоростью пи, обрабатывается шлифовальным кругом 3, который поводком (см, фиг, 1) через соответствующий паз, выполненный на планшайбе
4, на которой жестко закреплен шлифовальный круг 3, приводится во вращение со скоростью V Шпиндель 5 посажен на подшипники качения (скол ьжения) 6, закреплен ни е s корпусе 7, который для удобства монтажа шпинделя 5, выполнен разъемным. Корпус(подшипни- 4 ка) 7 служит дополнительной опорой шпинделя 5 (для увеличения ее жесткости) и крепится через стойку 8 к салазкам 9 шлифовальной блбки, которые по направляющим 10, расположенным на станине станка, перемещаются с выбранной (заданной) скоростью поперечной подачи Sron, Шлифовальный круг 3 вместе с планшайбой 4 и подшипником качения (скольжения) 11 посажен на специальную втулку 12, выполненную с ушками 13 и 14. Ушко 13 втулки 12 посажено на палец 15 полэуна 16, который вместе с вертикальной плитой 17 жестко крепится к салазкам 18 (для уменьшения трения скольжения между отверстием ушка 13 и пальцем 15 может быть посажена бронзовая втулка или подведена смазка). Салазки 18 перемещаются по направляющим, расположенным (или выполненным заодно) на поверхности салазок 9 (шлифовальной бабки), за счет кинематической связи с копирами (см, фиг. 1), вращающимися синхронно с обрабатываемой деталью 2, Салазки 18 выполнены с прорезью (или пазом) 19 соответствующей величины, зависящей от размеров стойки 8 корпуса (подшипника) 7 (если такой подшипник необходимо предусмотреть для увеличения жесткости шпинделя шлифовальных кругов, как предусмотрено в предлагаемой конструкции) и максимальных величин перемещений Яь салазок 18, Салазки 9 тоже выполнены с пазом (прорезью) 20, необходимым для перемещений плиты 17 на величину $ь Для обеспечения шлифовальному кругу (кругам) периодического качания (П.К,) со скоростью S<.к. вокруг оси (осей) "0-0" ушко 14 втулки 12 выполнено с пазом 21 и соединено через ролик 22 со штоком 23 поршня 24. Гидропневмоцилиндр 25 поршня 24 жестко закреплен на вертикальной плите 17 (гидропневмоцилиндр 25 может быть расположен в нижней части плиты 17 или убран внутрь салазок 9, если не представляется к этому конструктивных трудностей). Придвижении поршня 24 втулка 12 вместе со шлифовальным кругом 3, кэчаясь вокруг оси 0-0, перемещается поверхностью (закаленной.. или твердосплавной) серьги 26, закрепленной жестко с помощью винтов и штифта 27 на посадочном месте, выполненном на ушке 14, по направляющим 28, выполненным, в частности, в виде сферической поверхности (паза), закрепленной жестко на вертикальной плите 17 (направляющие 28 способствуют повышению точности перемещений и жесткости элементов соответствующих исполнительных органов), Как было отмечено выше, возвратно-поступательное перемещение салазкам 18 обеспечивается от копира 29, с которым кинематически связаны салазки 18. Копир 29 так же, как и 29 и 29", приводится в движение со скоростью пкоп от вала.30, на котором . жестко сидят копиры и который вращается синхронно с обрабатываемой деталью 2, 1791102 10 20 Вал 30 посажен в подшипники скольжения (качения), закрепленные на салазках 9. Копиры 29, 29, 29" выполнены с таким же угловым разворотом друг относительно друга, что и кулачки обрабатываемой детали. Для обеспечения безлюфтовой (в осевом направлении) работы шлифовальных кругов 3, 3, 3" служат кольца 31, 31, которые установлены на шпинделе 5, между планшайбой 4 и поводком 32; 4 и 32 и т.д, Для обеспечения минимальной величины трения между кольцом и подвижной вместе с кругом планшайбой кольца 31, 31, выполнены с направляющими качения (скольжения), которые на чертеже не показаны, но представляют собой, например, шарики, вставленные в соответствующие гнезда на поверхности, обращенной к планшайбе, колец. Поводок 32 выполнен со штырями (пальцами), с помощью которых вращаются планшайбы со шлифовальными кругами, и сидит на шпинделе 5 на шпонке 33. Следящее золотниковое (дроссельное) устройство имеет обратную связь с гидропневмоцилиндром 25. Щуп следящего золотника (дросселя) кинематически связан с копиром, который сидит жестко (на фиг. 1 и 2 не показаны) на том же валу 30(см. фиг. 1), что и копиры 29, 29, 29", и вращается со скоростью, равной скорости изделия пи или скорости копиров 29. Целичина и скорость перемещений поршня 24 и, следовательно, величина и скорость периодических колебаний Ял х шлифовального круга зависят от положения следящего золотника (дросселя), в зависимости от которого, например, жидкость от насосов (или воздух от компрессора) поступает в ту или иную полость гидропневмоцилиндра 25 со скоростью. соответствующей величине открытия (закрытия) канала золотника (дросселя), причем необходимая величина давления в системе поддерживается предохранител ьн ым клапаном. Точность описанного следящего золотникового устройства достигает 0,01 — 0,02 мм. При необходимости большей чувствительности и точности можно использовать вместо щупа высокочувствительные датчики, малоинерционные преобразователи и исполнительные устройства для привода следящего золотника. Но как в случае описанного следящего золотникового устройства, так и в прочих возможных случаях работы, принцип его цикла, а, следовательно и цикла работы гидроцилиндра 25 останется одинаковым. Станок работает следующим образом. На позиции обработки в строго фиксированном положении (например, по шпоночному пазу) устанавливается и закрепляется деталь 2 с подлежащими обработке кулачками 1, 1, 1", Включают главный привод, т. е. сообщают вращение шпинделю 5. От шпинделя 5 вращение через поводки 32 (на чертеже показан только один) передается шлифовальным кругам 3, 3, 3, которые находятся до начала обработки в исходном положении. Также в исходном фиксированном положении находятся копиры 29, 29, 29" вала 30. Включают вращение детали 2 со скоростью "n>", одновременно включается вал 30, вращающийся синхронно с деталью 2. Начинают вращаться копиры 29, 29, 29", которые сидят на валу 30 жестко, Шлифовальные круги начинают совершать комплекс (вышеуказанных) движений, т. е, получают возвратно-поступательные перемещения S1, Sg, S3 от копиров 29, 29, 29" через ползуны 16, 16, 16" и одновременно каждый шлифовальный круг получает периодические качательные движения вокруг осей "0 — 0" (на чертеже обозначена только одна ось надписью "0 — 0") со скоростью S« от поршней 24, 24, 24" (на чертеже показан только один поршень и гидроцилиндр) гидропневмоцилиндров 25, 25, 25" строго в такт вращения обрабатываемой поверхности от команды соответствующих следящих золотниковых (дроссельных) устройств, кинематически связанных с копирами, которые имеют соответствующую форму и относительный разворот, что обеспечивает каждому шлифовальному кругу необходимый цикл перемещений (качаний) вокруг осей 0--0 (при этом контакт круга и детали не нарушается за счет формы копиров). Для того, чтобы не было отрыва точки контакта круга с деталью на всех участках профиля кулачка, то при поднимании и опускании круга ему необходимо сообщать дополнительные движения (возвратно-поступательные), что и производит соответствующий профиль копира. Теперь можно включить поперечную подачу Soon всей шлифовальной бабки и обеспечить соответственно принятый режим работы, например, быстрый подвод, вращение, черновую подачу, чистовой этап, выхаживание и быстрый отвод в исходное положение шлифовальной бабки по окончании работы. Цикл работы, как и у известных станков для обработки кулачков, будет осуществляться по конечным выключателям, или в дальнейшем будут предложены для измерения в процессе работы всех или некоторых параметров кулачков приборы активного 1791102 контроля, которые и будут управлять циклом работы станков. По окончании обработки деталь снимается, устанавливается новая заготовка и цикл обработки повторяется. После обработки одной или нескольких деталей (s зависимости от стойкости используемых шлифовальных кругов) все шлифовальные круги подвергаются правке алмазами. Для этой цели в конструкции предложенного станка используется известная правильная система (на чертежах не показана) для многокруговых круглошлифовальных станков с разницей в том, что алмазы будут выдвинуты на различную величину (в поперечном направлении) в зависимости от положения круга в исходной позиции, где отсутствуют все перемещения кругов, кроме вращательного, Правка всех кругов одновременная (с продольной подачей правильного устройства на высоту круга плюс величина перебега) с принятыми для правки режимами. Правильное устройство расположено выше (ниже) вала 30 с копирами (в зависимости от принятого конструктивного исполнения). Применение предложенного станка существенно повышает точность и производительность обработки (эксцентрических поверхностей) кулачков ступенчатых деталей. Например, при шлифовании кулачков распределительного вала на многокруговых круглошлифовальных станках (до 8 кругов и более) производительность составляет 400— 800 и более (если за 100 принять производительность однокруговой обработки) в зависимости от принятых при многокруговой обработке оптимальных режимов, При 5 этом будет обеспечена повышенная точность параметров кулачков, например, по соосности в несколько раз. Формула изобретения 1. Станокдля обработки криволинейных 10 поверхностей тел вращения вращающимся режущим инструментом, установленным с возможностью возвратно-поступательного, а также качательного движения относительно оси, параллельной оси шпинделя изде15 лия и оси вращения инструмента, о т л и- ч а ю шийся тем, что, с целью расширения технологических воэможностей, станок снабжен по меньшей мере одним дополнительным инструментом, причем оси враще20 ния инструментов расположены между осями шпинделя иэделия и качания инструментов, 2, Станок пои. 1, отл ича ю щийся тем, что, с целью упрощения конструкции, 25 станок снабжен общим приводным шпинделем для вращения инструментов, а инструменты установлены с возможностью пространственных перемещений относительно приводного шпинделя. 30 3. Станок по пп. 1 и 2, отлич а юшийся тем, что каждый инструмент установлен с возможностью пространственных перемещений по меньшей мере относительно оси вращения одного инструмента. 1791102 Составитель 3. Нуриев. Техред М,Моргентал Корректор Н, Ревская Редактор Заказ 116 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский Kof46vlHa Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101
