Устройство для двустороннего нарезания резьбы

 

Использование: устройство предназначено для точного нарезания резьбы двумя резцами с использованием различных схем нарезания резьбы. Сущность изобретения: устройство содержит направляющие 5, выполненные на основании 6, которое прикрепляется к поперечным салазкам 7 станка . На направляющих 5 установлен суппорт 4с продольными направляющими 2, на которых установлен дополнительный резцедержатель 1. На поперечных салазках 7 установлен основной резцедержатель 8. Устройство снабжено механизмом радиального перемещения суппорта 4, выполненным в виде пневмоцилиндра 24, на штоке 22 которого установлен упор 25, и механизмом продольного перемещения дополнительного резцедержателя, выполненного в виде пневмоцилиндра 13, на иьгоке которого установлен упор 15. Упор 25 предназначен для взаимодействия с клиновым копиром радиального перемещения суппорта 26. Упор 15 предназначен для взаимодействия с клиновым копиром продольного перемещения дополнительного резцедержателя 16. Приводы 28, 19 обоих клиновых копиров связаны с блоком управления 40.1 з.п.ф-лы, 3 ил. сл 1с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (з)ю В 23 G 3/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

zs zrsazyuu

{21) 4931419/08 (22) 25.04.91 (46).15.08.93. Бюл. М 30 . (71).Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Устинова Д.Ф, (72) И.А.Маслеников, Б.M.Ñîéêèí, Ю.А.Соколов,, Б.Ф.Поляничка, Я.Н.Ревизцев и

И.С,Малкин (73) Ленинградский механический институт им. Маршала Советского Союза Д.Ф.Устинова (56) Белецкий Д.Г. Справочник токаря-универсала. M., Машиностроение, 1987, с, 449, рис.13. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДВУСТОРОННЕГО

НАРЕЗАНИЯ РЕЗЬБЫ (57) Использование: устройство предназначено для точного нареэания резьбы двумя резцами с использованием различных схем нареэания резьбы. Сущность изобретения: устройство содержит направляющие 5, выполненные на основании 6. которое npups жzs

„.,5U,, 1834758 АЗ крепляется к поперечным салазкам 7 станка. На направляющих 5 установлен суппорт

4 с продольными направляющими 2, на которых установлен дополнительный резцедержатель 1. На поперечных салазках 7 установлен основной реэцедержатель 8. Устройство снабжено механизмом радиального перемещения суппорта 4, выполненным в виде пневмоцилиндра 24, на штоке 22 которого установлен упор 25, и механизмом продольного перемещения дополнительного реэцедержателя, выполненного в виде пневмоцилиндра 13, íà о гоке которого установлен упор 15. Упор 25 предназначен для взаимодействия с клиновым копиром радиального перемещения суппорта 26 Упор 15 предназначен для взаимодействия с клиновым копиром продольного перемещения дополнительного резцедержателя 16.

Приводы 28, 19 обоих клиновых копиров связаны с блоком управления 40. 1 э.п. ф-л ы, 3 ил.

1834758

Изобретение относится к механической обработке резанием наружных резьб на универсальных и специализированных токарных станках.

Целью изобретения является повыше- 5 ние точности нарезания резьбы путем рационального распределения механической и тепловой нагрузки йа режущие элементы инструментов по проходам, а также расши-< рение технологических возможностей, в там . числе для осуществления нарезания резьбы по маятниковой схеме.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для двустороннего нарезания резьбы; на фиг.2 — пневматическая схема; нэ фиг.З вЂ” структурная схема микроп рацессорной приставки.

Устройство содержит дополнительный резцедержатель 1, имеющий возможность перемещаться по. направляющим 2, парал- 20 лельно оси вращения детали 3. Направляющие 2 выполнены на суппорте 4, который имеет возможность перемещаться па направляющим 5, перпендикулярно оси вращения детали 3. Направляющие 5 выполнены на основании 6, которое поикрепляется к поперечным салазкам 7 станка, На поперечных салазках 7 станка, установлен основной резцедержатель 8 с резцом 9, В дополнительном резцедержате- 30 ле 1 устанавливается резец 10. К дополнительному резцедержэтелю 1 прикреплен шток 11 с поршнем 12. Пневмацилиндр 13 закреплен на суппорте 4. В надпоршневай полости пневмоцилиндра 13 установлена 35 пружина 14. На штоке 11 выполнен упор 15, который прижат к клиновому капиру продольного перемещения дополнительного резцедержателя 16., Клиновой капир 16 имеет воэможность перемещаться па нэ- 40 правляющим 17, выполненным на суппорте

4, перпендикулярно оси вращения детали 3.

На суппорте 4 с помощью кронштейна 18 установлен шаговый двигатель 19, который соединен с помощью винта 20 с гайкой 21, выполненной в клиновом капире 16. К суп порту 4 прикреплен шток 22 с поршнем 23.

Силовой цилиндр 24 закреплен на основании 6. На штрке 22 выполнен упор 25, который прижат к, клиновому капиру 50 радиального перемещения суппарта. 26..

Клиновой копир 26 имеет возможность перемещаться па направляющим 27, выполненным на основании 6, параллельно оси вращения детали 3. На основании 6 устанав- 55 лен шаговый двигатель 28. который соединен с помощью винта 29 с гайкой 30, выполненной в клиновом копире 26. Нэ по- перечных салазках 7 закреплены два регулируемых па длине упора 31 и 32, жестка, как и основной резцедержатель 8.

На станине станка монтируются два трехлинейных пневмараспределителя 33 и

34 типа П-РК3,7 с толкэтелем (см, "Элементы и устройства пневмоавтоматики высокого давления", Каталог, ВНИИТЭМР, М, t986, стр,28) так, чтобы в левом и правом крайних положениях поперечных салазок 7 при паадальном перемещении упоры 31 и 32 переключали пневмараспределители 33 и

34. С помощью трубопроводов 35 и 36 пневмараспределители ЗЗ и 34 соединены с пневмараспределителем 37 с двусторонним пневматическим управлением типа В6311А (см, "Элементы и устройства пневмоавToMBTMKw BblcoKoIo давления", Каталог, ВНИИТЭМР, М., 1986 г„стр, 35). Пневмараспределители 33, 34 и 37 соединены с цеховой сетью подачи сжатого воздуха, Пневмараспределитель 37 магистралью 38 соединен с надпоршневыми полостями пневмацилиндрав 13 и 24. Магистраль 39 соединяет штокавую полость пневмоцилиндра 24 с пневмараспределителем 37.

Нэ поперечных салазках 7 установлен блок управления 40, к которому подсоединены с памащь1о кабелей 41 и 42 шаговые электродвигатели 19 и 29.

Блок управления. 40 содержит модуль

"микро ЭВМ" 43, который включает однокристальную микро ЭВМ 44 К 1816ВЕ035 перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство 45 (ППЗУ) объемом 4

Кбайт на больших интегральных микросхемах (БИС) К573РФ5, параллельный интерфейс 46 на двух БИС КР580ВВ55, энергонезависимое оперативное запоминающее устройства 47 (ОЗУ) объемом 4 Кбайта на восьми БИС КР537РУ3А, девять 16-разрядных программно-управляемых таймеров

48 на трех БИС КР580ВИ53. Модуль 49

"Гальваническая развязка" обеспечивает гальваническую развязку между модулем 43

"Микро ЭВМ" и системной магистралью 50.

Модуль 51 "Оптранный входной" предназначен для ввода дискретной информации и гальванической развязки от управляемого оборудования по 40 каналам.. Модуль 52

"Оптронный выходной" предназначен для вывода дискретной информации и гальванической развязки от управляемого оборудования по 40 каналам; Модуль 53

"Преобразователь напряжение — кад" обеспечивает высокую точность преобразования входных сигналов напряжения постоянного тока в кад по 16 каналам. Модуль 54 "Контроллер пульта" обеспечивает сопряжение средств индикации и клавиатуры пульта 55 оператора с модулем 43 "Мик1834758 ро ЭВМ". Модуль 52 "Оптронный выходной" вырабатывает заданную форму тока для запитки фаз шаговых двигателей 56. Модуль

51 "Оптронный входной" обеспечивает связь блока управления 40 с элементами 57 электроавтоматики станка. Преобразователь 53 "Напряжение — код" предназначен для преобразования аналоговых сигналов с датчиков 58 обратной связи, если они будут установлены.

Устройство работает следующим образом. На фиг.2 показано состояние пневмосистемы устройства, когда салазки 7 находятся в крайнем правом положении, а упор 32 прижат к пневмораспределителю

34. При подключении пнеамосистемы устройства к цеховой сети воздух через пневмораспределитель 37 по магистрали 38 .попадает в надпоршневые полости пневмоцилиндров 13 и 24. При этом шток 11 перемещает реэцедержатель 1 по направляющим 2, а шток 22 перемещает суппорт 4 по направляющим 5. Перемещение .резцедержателя 1 прекратится, когда упор 15 войдет в контакт с клиновым копиром 16, Под действием силы сжатого воздуха упор 15 будет прижат к клиновому копиру

16. При включении вращения вала шагового двигателя 19 вращается винт 20, и гайка 21, выполненная в клиновом копире 16, совместно с клиновым копиром 16 получает поступательное перемещение по направляющим

17 перпендикулярно оси вращения детали

3, При этом резцедержатель 1 получает микроперемещения по направляющим 2 параллельно оси детали 3. Грубая настройка положения резцедержателя 1 на направляющих 2 достигается регулировкой положения упора 15 на штоке 11. Шток 22 перемещает суппорт 4 по направляющим 5 до момента контакта упора 25 в клиновой копир 26. При включении вращения вала шагового электродвигателя 28 вращается винт 29 и гайка 30. выполненная в клиновом копире 26, совместно с клиновым копиром

26 получает поступательное перемещение по направляющим 27 параллельно оси детали 3. При этом суппорт 4. а вместе с ним и резцедержатель 1 получают микроперемещения по направляющим 5 перпендикулярно оси детали 3. Грубая настройка положения резцедержателя 1 и суппорта 4 на направляющих 5 достигается регулировкой положения упора 25 на штоке 22.

Резцы 9 и 10 устанавливаются с помощью шаблона так, что резец 9 сдвинут относительно резца 10 на половину шага нарезаемой резьбы, Расстояние вершин резцов 9 и 10 относительно оси вращения детали принято равным.

Пневмораспределители 33 и 34 закрепляют на станине станка в зависимости от длины нарезаемой резьбы так, чтобы а конце прохода дополнительного резца 10 упор

31 включил пневмораспределитель 33, а а конце холостого хода дополнительного резца 10 правы упор 32 включил правый пневмораспределитель 34, как это показано на фиг.2. В этом случае воздух из цеховой ма10 гистрали по трубопроводу 36 подается к управляющей полости пнеамораспределителя

37, который включен, как показано на фиг.2.

В исходном положении, когда резцы 9 и 10 находятся правее торца обрабатываемой

"5 детали 3, производится перемещение основного резца 9 совместно с основным резцедержателем 8 и поперечными салазками

7 в радиальном направлении. Это перемещение может быть осуществлено рабочим

20 вручную, если это универсальный токарновинторезный станок, или автоматически с помощью механизма поперечного перемещения резца на токарно-резьбовом полуавтомате (например. типа 1Б922Г).

Радиальное поперечное перемещение резца 9 совместно с основным реэцедержателем 8 и поперечными салазками 7 должно быть увеличено с учетом того, что часть припуска будет срезана дополнительным рез30 цом 10. Распределение припуска на обработку впадины резьбы между резцами

9 и 10 зависит от выбранной схемы нарезания резьбы; профильной, комбинированной или маятниковой.

Так при профильной схеме нарезания резьбы резцы 9 и 10 имеют только поперечные перемещения перпендикулярно оси детали 3. При этом профили резцов 9 и 10 могут быть разными. Дополнительный ре40 зец 10 может иметь профиль для предварительной обработки резьбы, т.е. больший радиус при вершине, передний угол, отличный от нуля, Резец 9 должен иметь профиль для получения окончательной формы резь45 бы. Соответственно и нагпузка на резцы 9 и

10 может быть распределена неравномерно. Так как резец 9 обеспечивает получение окончательной точности резьбы и от его состояния зависит допустимая скорость реза50 ния, целесообразно назначать резцу 9 глубину резания на каждом проходе меньше, чем для резца 10.

С помощью микропроцессорной приставки 40 шагоаый двигатель 28 перемещает клиновой копир 26 по направляющим 27 таким образом, что клиновой копир 26 передвинется вправо, что вызовет перемещение суппорта 4 по направляющим 5 совместно с резцедержателем 1 и резцом 10 на глубину резания для первого прохода. Величина ра1834758

40

55 диального перемещения резца 10 на первом проходе определяется по формуле

Уз = Hi+ эзь где Н вЂ” величина радиального перемещения основного резца 9 на первом проходе.

a3l — глубина врезания резца 10 в деталь на первом проходе, Тогда глубина врезания в деталь 3 резца

9 на первом проходе равна

an = Н - ази

В конце первого прохода левый упор

31, установленный на салазках 7, набегает на левый пневмораспределитель 33 и переключает его. В результате переключения воздух от цеховой сети подается в управляющую полость пневмораспределителя 37, который переключается так, что воздух от цеховой сети подается в штоковую полость пневмоцилиидра 24, а надпоршневые полости пневмоцилиндров 13 и 24 соединяются с атмосферой. При этом суппорт 4 и резец

10 быстро отодвинутся от детали 3. Одновременно упор 25 отойдет от клинового копира 26. Пружина 14, расположенная в надпоршневой полости пневмоцилиндра

13. прижимает упор 15 к клиновому копиру 17, в результате чего резцедержатель 1 не двигается по направляющим 2 параллельно оси детали 3. По окончании первого прохода поперечные салазки 7, основной резцедержатель 8 с резцом 9 отводятся от детали 3 так, чтобы резец 9 вышел, из впадины нарезаемой резьбы. так как отвод резца 9 во много раз меньше отхода суппорта 4 по направляющим 5, резец 10 находится на достаточном удалении от детали 3. Во время продольного хода поперечных салазок 7 вдоль оси детали 3 в исходное положение шаговый двигатель 28 по команде от блока управления 40 с помощью винта 29 и гайки

30 передвинет клиновой копир 26 таким образом, чтобы обеспечить величину радиального перемещения дополнительного резца

10 для второго прохода. Учитывая, что нагрузкой шагового двигателя 28 является только сила трения в направляющих 27 клинового копира 26, шаговый двигатель 28 способен выполнить эту задачу без усили.тельных устройств, Величина радиального перемещения резца 10 на втором проходе определяется по формуле

Узи = Ни = ази, где Ни — величина радиального перемещения основного резца 9 на втором проходе, эз) — глубина врезания резца 10 в деталь нэ втором проходе.

Глубина врезания в деталь 3 резца 9 нэ втором проходе равна апи = Ни - ази.

В крайнем правом положении при холостом ходе поперечных салазок станка 7 правый упор 32 нажимает на правый пневмораспределитель 34. При этом пневморэспределитель 34 займет положение, кэк показано нэ фиг,2, Воздух из цеховой сети по магистрали 36 подается в управляющую полость пневмораспределителя 37 и передвинет его в положение. как показано на фиг,2. При таком включении воздух из цеховой сети подается по магистрали 38 в надпоршневые полости пневмоцилиндров 13 и

24.

Поршень 23 цилиндра 24 передвинет суппорт 4 с резцедержателем 1 и резцом 10 к детали 3. Перемещение суппорта 4 ограничено упором 25, который прижимается к клиновому копиру 26. Так как клиновой копир 26 был предварительно смещен с помощью шагового двигателя 28, винта 29 и гайки 30, суппорт 4, резцедержатель 1 и резец 10 передвинутся к детали на величину

Узи. Радиальное перемещение основного резцедержателя 8 с резцом 9 осуществляется обычным способом, либо вручную на универсальном станке, либо автоматически на станке-полуавтомате, на величину Ни. В дальнейшем цикл работы станка повторяется до момента нарезания полного профиля резьбы, Маятниковый способ нарезания резьбы на устройстве для двустороннего нарезания резьбы может быть осуществлен за счет последовательного врезэния резца 9 и резца 10 в радиальном направлении, но при этом резцедержатель 1 и резец 10 во время . холостого хода поперечных салазок станка

7 передвигаются по направляющим 2 с помощью клинового копира 17, винта 20 и гайки 21 шаговым двигателем 19 по команде от микропроцессорной приставки 40, При этом способе нарезания резьбы резец 9 имеет последозательные радиальные перемещения перпендикулярно оси детали 3 по оси симметрии впадины нарезаемой резьбы, а резцедержатель 1 с резцом 10 смещается вдоль оси детали 5 попеременно по одну или другую сторону относительно оси симметрии впадины нарезаемой резьбы, после чего резец 10 имеет радиальное перемещение на следующий проход, Сочетание таких последовательных проходов резцов 9 и 10 относительно. детали 3 создает условие. когда режущие кромки резца 9 работают не одновременно, а попеременно (кроме последнего прохода), что увеличивает стойкость резца 9,от состояния которого зависит точность нарезаемой резьбы и производительность обработки.

1834758

Блок управления 40 управляет скоростью и коммутацией фаз шаговых двигателей 19 и 28 последовательно по двум координатам, что обеспечивает позиционирование режущего инструмента 10 в зависимости от выбранной схемы нареэания резьбы. Использование программируемого блока управления 40 позволяет осуществить коррекционное перемещение резца 10 с целью компенсации погрешности нарезаемой резьбы по шагу и среднему диаметру из-за погрешностей изготовления винтовой пары в кинематическай цепи станка или упругих деформаций технологической системы под действием сил резания, приводящих к искажению формы образуемой поверхности.

Одновременное исполbàoâàние двух резцов различной формы обеспечивает рациональное распределение нагрузки между резцами с целью повышения стойкости резца 9, обеспечивающего точность профиля и диаметральных размеров нарезаемой резьбы. общее число проходов при нарезании резьбы сокращается, что обеспечивает повышение производительности резьбонареэания.

Применение микропроцессорного управления перемещениями дополнительного резцедержателя 1 позволяет задавать любой закон движения резца 10 независимо от перемещения резца 9, учитывает отвод резца 9 после каждого прохода от . детали. Это создает возможность уменьшить нагрузку на основной резец 9. особенно на последних проходах, что увеличивает стойкость резца. Увеличение стойкости резца снижает себестоимость операции реэьботочения.

Формула изобретения

1. Устройство для двустороннего нарезания резьбы на токарно-винторезном станке, содержащее станину, закрепленные на поперечных салазках станка основной реэцедержатель и основание с направляющими. на которых установлен суппорт с дополнительным резцедержателем и механизмом его радиального перемещения, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью расши10

15 ленными на поперечных салазках и предназначенными для попеременного

25

45

35 рения технологических возможностей путем использования различных схем реэьбонарезания и повышения качества резьбы, устройство снабжено установленным на основании с возможностью продольного перемещения клиновым копиром радиального перемещения суппорта с приводом, а также установленным на суппорте с возможностью радиального перемещения клиновым копиром продольного перемещения дополнительного резцадержателя с приводом, блоком управления, электрически связанным с приводами обоих клиновых копиров, двумя регулируемыми упорами, установвзаимодействия с введенными в устройство и закрепленными на станине пневматическими переключателями, продольными направляющими, установленными на суппорте и предназначенными для перемещения по ним дополнительного резцедержателя, механизмом продольного перемещения дополнительного резцедержателя, выполненным в виде пневмоцилиндра, корпус которого жестко закреплен на суппорте, а на жестко связанном с дополнительным резцедержателем штоке установлен введенный в устройство упор, предназначенный для взаимодействия с клиновым копиром продольного перемещения дополнительного резцедержателя, при этом механизм радиального перемещения суппорта выполнен в виде пневмоцилиндра. корпус которого жестко закреплен на основании, а на жестко связанном с суппортом штоке установлен введенный в устройство упор, предназначенный для взаимодействия с клиновым копиром поперечного перемещения суппорта, причем оба пневмоцилиндра посредством введенных в устройство трубопроводов связаны с пневматическими переключателями.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в надпоршневую полость пневмоцилиндра механизма продольного перемещения дополнительного реэцедержателя введена пружина сжатия, 1834758

1834758

Составитель И.Маслеников

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2698 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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