Способ и устройство для изготовления на токарных станках изделий с фасонными продольными и поперечным сечениями
СССР
Класс 49а, 13„ № 63564 йзо hpÉTЙййй
Й АвтОРОЙОФУ сВЙДетельОтйУ
° ., jt
Зарегиатрфовай о i biopo йзобреаиним ТоЬмнйа урн СВК g D
В. Я: ЧернЬгйч.
Способ и устрбйвтво для изготовлении: на токарных- станках издший с: фааекйыми продвльними- и поперечными
ЮФ нийми
ЗЙФлеп6 -12эиюА4 1У4 Гг;"в Наркомхимпром за М 62 — 42 (313294) ОсфбАИШМЙЬ 30 апреая"1944 года
Известен способ обработки" деталей; ограниченных винтовыми поверхностями, а также изделий, ограниченных в продольных сечениях сложными кривыми, а в поперечных сечениях — окружностями, путем простого огибания (или обкатки) их режущей кромкой" фасонного чашечного резца. Огибание осуществляется относительным качением круговой центроиды, жестко связанной с контуром резца, и центроиды прямолинейной, связанной с изделием.
Для обработки деталей с фасонными продольными и поперечными сечениями на простое огибание по профилю изделия в продольном сечении последнего накладывается вторичное огибание IIQ контуру изделия в поперечном сечении его.
Вторичное огибание производится отрезком прямой, лежащей на задней грани чашечного резца, причем точкой касания служит его вершина.
Тогда в относительном движении траекторией вершины режущей кромки резца будет являться контур обрабатываемого изделия, а траекторией центра резца — кривая, эквидистатная заданному контуру.
Благодаря тому, что в станках токарного типа изделие непрерывно вращается, абсолютное движение резца складывается из возвратнопоступательного движения вершины режущей кромки резца по прямой, перпендикулярной оси изделия, и движения центра резца по некоторой замкнутой кривой, являющейся функцией заданного контура изделия в поперечном сечении его и оптимального заднего угла.
Эти движения осуществляются путем сообщения чашечному резцу одновременно возвратно-поступательного движения перпендикулярно оси изделия и предлагаемого настоящим изобретением качательного движения вокруг оси, проходящей через вершину режущей кромки резца параллельно оси изделия. Благодаря этому сохраняется постоянный наклон задней грани резца к изделию в любой точке его контура, в результате чего достигается, независимо от угла между радиусом кривизны и радиусом-вектором контура издеЛ% 63564 лия, постоянство углов резания и постоянство профиля иэделия в сечениях, нормальных к его контуру.
На чертеже фиг. 1 изображает кинематическую схему приспособления для осуществления указанного способа обработки на токарных станках деталей с фасонными продольными и поперечными сечениями, фиг. 2 — построение контура
1ашечного резца для обработки, например, закаточных роликов, ниг. 3 — установку фасонного чап1ечного резца при обработке серии роликов, фиг. 4 — вид в плане приспособления, причем большинство деталей на нем условно изображено в разрезе по
I,âîèì основным осям, фиг. 5 — вид приспособления спереди, фиг. 6 и
7 — — боковые разрезы приспособленияя.
На шпиндель 1 токар о-винтоюзного станка насажено зубчатое колесо 2, выполненное как одно целое с патроном, связа1п1ым с обрабатываемым изделием 23.
От ведущего колеса 2 вращение передается через параэитные зубчатые колеса 3 и 4 ведомому колесу
5, на одной оси с которым сидит вращающийся кулачок 24. Последний сообщает возвратно-поступательное движение ролику 6, связапE ому с ползуном 25, который вместе с поперечным винтом супорта служит для установки глубины резания. На ось ползуна одной своей проушиной надета тяга 7, которая другой проушиной надета а ось 46 ролика 26, катящегося по неподвижному кулачку 31, причем пружина постоянно прижимает ролик к профилю неподвижного кулачка 31 с помощью сухаря
8, скользящего в прорези кулисы 9.
Ось ролика 26 жестко связана с центром чашечного резца 10 и заставляет его перемещаться по заданной кривой, являющейся функцией контура поперечного сечения изделия и выбранного заднего угла.
На той же оси ролика 26 одним своим концом сидит серьга-тяга 27, размер которой соответствует расчетному радиусу чашечного резца 10. Другим концом серьгатяга 27 надета на ось ползуна 11, соответствующую по своему расположению вершине чашечного резца.
Ползун::11 совместно с вершиной режущей кромки резца совершает прямолинейное возвратно-поступательное движение в плоскости, перпендикулярной оси изделия. Таким образом совершается вторичное огибание изделия фасонным чашечным резцом в плоскости поперечного сечения заготовки, причем сохраняется постоянный угол резания, а следовательно, и неизменный профиль изделия в любой точке его контура, независимо от переменного угла между радиусом кривизны и радиусомвектором контура изделия.
Первичное же огибание изделия фасониым режушим инструменто." I в плоскости продольного сечения заготовок осуществляется от реечной шестерни 12, которая сообщает чашечному резцу 10 как поступательное движение вдоль оси изделия, посредством супорта 22 и жестко связанных с ним деталей, так и вращение вокруг оси самого резца посредством зубчатых колес
28, 13, 14, шлицевого валика 15, телескопического валика 18 с втулкой 19, с шарнирами Гука
29 и 30 по концам, и ведомого шлицевого валика 20.
Валик 15 монтируется в нижнем ползуне 16, который с помощью тяги 17 соединен с нижней обоймой
32 чашечного резца 10.
На фиг. 2 изображено профилирование фасонного чашечного резца
10 для обработки закаточных роликов 23, причем контур режушей кромки резца представлен кривой Q Q по отношению к профилю изделия, изображаемому кривой Щ. Подвижной центроидой служит окружность резца с расчетным диаметром D„„., а неподвижной центро идой служит прямая, параллельная оси изделия, При одновременной обработке чашечным резцом 10 на оправке 34 (фиг. 3) серии деталей 23 последние
М 63564 представля1от собой в продольном сечками некоторую фасонную зубчатувэ pekiiy, а Контур режущей кромки чашечиого резца служит койтуром своеобразного зубчатого колеса с шагои зацепления t.
ДАя того чтобы на окружности расчетного диаметра Dp> ., уложилось целое число «зубьев» или обрабатываемых деталей; необходййо иметь набор прокладываемых между деталями 23 компенсирующих колец 35, отличающихся по гущине от заданного размера на велйчину
О «(Ь б (И, где М вЂ” допуск иа неточность по толщине изделия. Набор колец должен обеспечить для Любой заготовки B03M02KHoc Tb подбора парного кольца с целью сохранения размера
Ь+ 1=- Const = t, где Ь толщина кольца, 1 — толщина изделия и t — шаг «зацепления» инструмента.
Стрелками показано а„„. — направление угловой скорости вращающихся изделий, S — направление подачи супорта с резцом и
S >рез— p . — направленйе угловой скорости вращающегося резца.
На фиг. 4, 5, 6, 7 показано конструКтивное выполнение приспособления к токарному станку.
На шпиндель 1 (фиг. 4)- токарного станка навинчивается патрон, выполненный как одно целое с ведущим зубчатым колесом 2. Это колесо передает вращение через паразитные зубчатые колеса 3 и 4, сидящие свободно на пальцах 36, ведомому колесу 5, закрепленному на вращающемся кулачковом валике 24. Обе оси 36 и кула:ковый валик 24 укреплены в стойке 37, монтированйой на неподвижной плите 38, прикренленной к нйиней плите 39.
К Кулачку 24 ПриЖиМается ролик
6, насйкенйЫЙ на ось 40. На ту же ось- надета- задняя половийа Фулзуна
25, кбтбраМ при" помой и Пейулировочнй о" вййЖ 41 сййзahh с п6редней половиной ползуна 25. Винт и передняя половина ползуна вместе с поперечным винтом супорта служат для регулирования глубинь, резания. Передняя и задняя половины ползуна скользят в круглых направляющих стойки 42 ползуна.
Пружина 43, прикрепленная одним концом к передней половине ползуна 25, а другим концом — к стойке 44 кулисы 9, постоянно прижимает ролик 6 к вращающемуся кулачковому валику 24.
Через отверстие передней половины ползуна 25 проходит ось 45.
На нее одной проушиной надета тяга 7, которая другим концом надета на ось 46 ролика 26, катящегося по неподвижному направляющему кулачку 31.
На оси 46 сидит сухарь 8, скользящий в прорези кулисы 9, поворачивающейся в отверстии своей стойки 44.
Пружина 47 кулисы, поджимаемая резьбовой крышкой 48, давит на сухарь и посредством оси 46 передает усилие на ролик 26; прижимая его к контуру неподвижного направляющего кулачка 31.
На той же оси 46 одной своей проушиной надета серьга-тяга 27, размер которой соответствует расчетному радиусу чашечного резца 10.
Другим концом серьга-тяга 27 надета на ось бокового ползуна
11, скользящего в направляющих стойки 51, перпендикулярных оси изделия.
Стойка 42 ползуна 25, стойка 51 бокового ползуна 11, стойка 44 кулисы 9 и стойка неподвижного направляющего кулачка 31 монтируются впереди обрабатываемого изделия на подвижной плите 52, которая может скользить по направляющим нижней плиты 39, прикрепляемой с помощью планок и болтов к направляющим станины.
На той же плите 52 позади обрабатываемого изделия укреплена стойка 53 оорштанги 54, связывающей ее с плитой 55, установленной вместо средней и верхней части супорта;
Для большей устойчивости всеи
% 63564 системы на плите 55 монтируются стойки 31, 44, 51, и 53, аналогичные соответствующим стойкам на подвижной плите 52.
Правая часть оси 46 ролика 26 выполняется в виде шлицевого валика, по которому скользит внутренняя втулка 49, в свою очередь служащая направляющей для наружной втулки 50, скрепленной с верхней обоймой 21 чашечного резца 10, причем юложение его
;.витра соответствует положению центра ролика 26.
К верхней части обоймы 21 с
::омощью втулки 57 (фиг. 5), шарикового подпятника 58, шайбы 59 и резьбового кольца 60 укрепляется фасонный чашечный резец 10. В верхней части обоймы 21 запрессованы две направляющие втулки 61, в которых скользят направляющие пальцы 62, запрессованные, в свою очередь, в нижней обойме 32 чашечного резца.
В корпусе 64 коробки передач помещена ведущая шестерня 28 (фиг. 4 и 5), сидящая на одной оси с реечной шестерней 12, промежуточные зубчатые колеса 65 и 13, а также ведомое колесо 14. Последнее сидит на ведуш,ем шлицевом валике 15, который с помощью шарнира Гука 29 соединяется с телескопическим валиком 18 и втулкой 19, соединяющейся посредством второго шарнира Гука 30 с ведомым шлицевым валиком 20, скользящим во втулке 57 чашечного резца 10.
Валик 15 монтируется в нижнем ползуне 16, который с помощью тяги 17 соединен с нижней обоймой
32 чашечного резца 10.
Обрабатываемые изделия устанавливаются и закрепляются обычнымии известными для токарных станков приемами.
В приводимом примере весьма удобно производить установку и обработку одновременно целой серии заготовок 23, для чего последние надеваются, чередуясь с компенсирующими кольцами 35, на оправку 34, устанавливаемую в центрах станка. Изображенный на чертеже штифт 67 служит для центрирования изделий. На квадратный хвостовик оправки надевается хомутик 66 (фиг. 6), который своими выступами входит в прорези патрона, выполненного как одно целое с ведущим зубчатым колесом
2 и навинчиваемого па шпиндель 1 токарного станка.
Приспособление работает следующим образом.
Вращение обрабатываемых изделии 23 осуществляется от колеса >, надетого на шпиндель 1. Поступательное перемещение чашечного резца вдоль оси заготовок производится от реечной шестерни 12. катящейся по зубчатой рейке и укрепленной в супорте 22.
Вращение режущего инструмента
10 вокруг своей оси осуществляется от реечной шестерни 12 через зубчатые колеса 28, 13, 65 и 14, ведущий шлицевой валик 15, телескопический валик 18 со втулкой 19 и ведомый шлицевой валик
20, скользящий во втулке 57 чашечного резца 10 в нижней обойме
32, которая с помощью тяги 17 соединяется с нижним ползуном 16, служащим опорой валика 15.
Возвратно-поступательное движение резца перпендикулярно оси обрабатываемого изделия обеспечивается кулачком 24, который получает движение от ведущего зубчатого колеса 2, паразитных колес 3 и 4 и ведомого зубчатого колеса 5.
Качательное движение резца вокруг оси, проходящей через вершину режущей кромки и параллельной оси обрабатываемого изделия, осуществляется благодаря наличию неподвижного направляющего кулачка 31.
Ролик 6 с ползуном 25, получая возвратно-поступательное движение от вращающегося кулачка 24, тащит за собою тягу 7, на ось которой надет ролик 26, катящийся по неподвижному кулачку 31 и постоянно прижимаемый к нему пружиной 47 и сухарем 8, скользящим в прорези кулисы 9. Так как ось ролика жестко связана с центром чашечного резца 10, то она заставляет его перемещаться по заданной кривой, характер которой
¹ 63564 зависит от поперечного контура обрабатываемого изделия и выбранного заднего угла.
Ролик 26 посредством серьгитяги 27 сообщает возвратно-поступательное движение боковому ползуну 11 в плоскости, перпендикулярной оси изделия.
Ввиду того что размер серьгитяги 27 соответствует расчетному радиусу чашечного резца 10 и положение оси бокового ползуна 11 соответствует вершине режущей кромки инструмента, находящейся в данный момент в работе, то движение звеньев механизма обеспечивает резцу, при его возвратног».îñòóïàòåëüHîì движении, сохранение постоянства заднего угла и вытекающее отсюда постоянство профиля изделия.
Предлагаемый способ обработки деталей, ограниченных кривыми в продольном и поперечном сечениях, может быть использован также для обработки деталей с фасонным продольным и круглым поперечными сечениями, как-то: всевозможных рукояток, круглых реек червяков, винтов и т. д.; при этом наклон оси фасонного чашечного резца к оси обрабатываемого изделия сохраняется постоянным и соответствует оптимальному углу резания.
Способ может быть использован также для обработки деталей с прямолинейной образующей, параллельной своей оси, и фасонными поперечными сечениями, как-то: для трехгранных, четырехгранных, многогранных и эллиптических валов, кулачковых распределительных валиков, фасонных вырубных штампов и т. д., при этом следует применять круглый чашечный резец с гладкой режущей кромкой.
Предмет изобретения
1. Способ изготовления на токарных станках изделий с фасонными продольными и поперечными сечениями при помощи фасонного чашечно го резца, вращающегося вокр г своей оси, совершающего поступательное движение вдоль оси заготовки и возвратно-поступательное движение перпендикулярно ее оси, отличающийся тем, что для сохранения постоянства угла резания резцу сообщают качательное движение вокруг оси, проходящей через вершину режущей кромки и параллельной оси обрабатываемой заготовки.
2. Приспособление к токарному станку для осуществления способа по п. 1, отличающееся применением неподвижного кулачка 31, служащего для направления принудительно перемещаемого держателя оси чашечного резца 10, заклиненного на одном конце серьги-тяги
27, размер которой соответствует радиусу резца, и другим концом скользящей в неподвижной горизонтальной направляющей, лежащей в плоскости оси шпинделя станка.
¹ 63564
:. u53
7 w-
% 4 с —, с — ) i (4-)
1
Г ч, jJ( - !
- -- -, --= =- — — - =--,==----- ==: и
l1 = ( Ч ) " ч
f
А б
e.r. З
11! ! !
М („"
ГБ
Ъ.
1, 1 . ,I !
1
11(1
1 ! с
, .Рр!
1 !
М- 63564 — з
1I ! !
1!-==. з !
11
Гт!
,. !„!, у у,†. ф@4: ц — —
Фиг. 4!! ! ! !
), =6 3 »
5D — 1Ь.:
Отв. редактор Д. А. Михайлов
Техн. редактор М. В. Сыольякева.
Л131598. Подписано к печати 26"X 1945 г. Тираж 500 экз. Цена 65 к. Зак. 162
Типография Госпланнздата, и к Воронского, Калуга
