Станок для обработки поршней

 

Союз Советских

Социалистических

Ресяубпик

Оп ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН И

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ к ii;

656744

Ф- !

/ ,,ф (61} Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 28.07.7б (21) 2392!75/25 — <8 с присоединением заявки— (23) Приоритет—

Опчбликовано 15.04.79. Бюллетень № 14 (51) М. Кл.

В 23 В 5/24

Госуде рстеенньФ коинтет

СССР по делаи нзобретеннй н отнрытнй (53) УДК621.941..2 (088.8) Дата опубликования описания 17бФ >

Я. И. Менделевский, С. П. Прокушенко, В. И. Яценко, И. H. Федоренко и В. Я. Эглити, {72) Авторы изобретения

Вильшосский станкостроит льный завод «Комунарас» и Московский автомеханический институт (7!) Заявители (54) СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕЙ

Изобретение относится к области станкостроения, а точнее к металлорежущим станкам для обработки поршней двигателей внутреннего сгорания нли других подобных деталей.

Известен станок для обработки пор@ней овально-бочкообразной формы, содержащий вращающиеся с соотношением скоростей 1:2 и установленные с возможностью перемещения в осевом направлении друг относительно друга шпиндель изделия и шпиндель ин. струмента с резцедержателями ..предварительного и чистого резцов, копир продольного профиля, размещенный внутри шпинделя инструмента, привод осевого перемещения копира относительно резцедержавок и устройство взаимного относительного разворбта шпинделей (11.

С целью повышения точности обработки и упрощения конструкции копир продольного профиля выполнен с одной профилирующей поверхностью и снабжен механизмом его поворота вокруг продольной оси.

Механизм поворота копира выполнен в виде зубчатой передачи с передаточным отношением 1:2; причем шестерня с меньшим числом зубьев размещена на шпинделе инструмента и связана с копиром посредством шлицевого соединения, а другая — на валу устройства взаи много относительного разворота шпинделей.

Между профилирующей поверхностью копира продольного профиля и разцедержавками размещен ползун, связывающий между собой резцедержавки предварительного и чистового резцов и снабженный двумя гцупами, взаимодействующими поочередно с профилирующей поверхностью копира про>в дольного профиля.

На фиг. 1 показан станок для обработки поршней, вид сбоку в продольном разрезе; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — узел (на фиг. 1; на фиг. 4 — раз15 рез А — А на фиг. 3; на фиг. 5 — узел 11 на фиг. 1; на фиг. 6 — разрез Б — Б иа фиг. 5.

На направляющих станины l установлен с возможностью перемещения в направлении Oi — О. стол 2. Бабка 3 изделия уста о новлена на мостике 4, жестко закрепленном на станине 1, и состоит из корпуса 5, установленного н нем на подшйпниках шпинделя

6 изделия, на котором насажен патрон 7 для закрепления поршня (изделия) 8.

656744

11ри за к!и fl,"tении попп ня 8 в пат1 он(7 ось порп ни совпадает с осью шпинделя 6. и в дальнейшем ось О --0 будет именоваться как ось вращеftHH поршня (см. фиг. 2).

11а ншинлсль 6 бабки 3 иэделия насажено и:гакрсплено зубчатое колесо 9. которое находится в зацеплении с зубчатым колеfoM l0, жестко закрепле1шым на приводном валу 11. Передаточное отношение зубчатых колес 10 и 9 равно 1:1. Вращение приводного вала 11 осупц ствлнстся через клиноременную передачу (на фигурах не показана) и шкив 12.

Корпус 5 бабки 3 изделия установлен с возможностью изменения углового положения оси поршня 0.--0 в горизонтальной плоскости относительно направления подачи стола О --0 на угол . (см. фиг. 2). Это осуществляется разворотом корпуса 5 вокруг пальца 13, закрепленного на приспособлении 14 в виде синусного стола, с по-: мощью которого обеспечивается смещение оси поршня О> — 0 в горизонтальной и вер- тикальной плоскостях, а также наклон оси

0 — 0 в вертикальной плоскости относительно направления подачи стола 0 — 0 .

Инструментальная бабка 15 (см. фиг. 1 и 2) состоит из корпуса@,в котором на подшипниках установлен полый шпиндель инструмента 17 с осью вращения Оз — Оз, несущий инструментальную головку 18 с резцедержавками 19 и 20, в которых закреплены резцы 21 и 22 для предварительной и окончательной обработок соответственно. 36

Резцедержавки 19 н 20 установлены на опорах 23 и связаны ползуном 24 (см. фиг. 3 и 4), в котором жестко укреплены два 1цу.па 25 и 26, а также установлен с возможностью осевого перемещения плунжер 2?, поджимаемый плоской пружиной 28. Кроме того, на ползуне 24 выполнены конусные по- верхности 29 и 30.

Внутри шпинделя инструмента 17 установлен копир 31 продольного профиля, имеющий одну профилирующую поверхность 32, е контактирующую попеременно со щупами 25 или 26 ползуна 24. На копире 31 продольного профиля выполнены два продольных уступа ЗЗ и 34, входящих при повороте копира 31 в зацепление с плунжером 27 и обес45 печивающих перемещение ползуна 24 до контакта соответствующим щупом 25 или 26 с профилирующей поверхностью 32. Постоянство контакта соотвегствующего щупа 25 или 26 с профилирующей поверхностью 32 осуществляется с помощью шариковых фик- уу саторов 35 или 36, входящих в конусньче поверхности 29 или 30 ползуна 24.

Копир 31 продольного профиля с уступами 33 или 34, ползун 24 со щупами 25 и 26, плунжером 27, плоской пружиной 28, а также шариковые фиксаторы 35 и 36 образуют

И механизм установления резцедержавок .19 и 20 с резцами 21 и 22 для предварительной и окончательной обработок. На фиг. 1, 3 и 4 показано рабочее положение резце дсржавки 19 с резцом 21 длн предварительной обработки. Реэцедержавка 20 с резцом 22 лля окончательной обработки находится в отведенном нерабочем положении.

На шпинлель инструмента 17 насажено и закреплено зубчатое колесо 37 (см. фиг. 1, 5), которое находится в зацеплении с зубчатым колесом 38, жестко закрепленным на корпусе 39 лопастного цилинлра 40. Передаточное отношение зубчатых колес 37 и .38 равно 1:2. Корпус 39 лопастного цилиндра;40 установлен на валу 41 с возможностью поворота. Лопатки 42 (см. фиг. 6) жестко закреплены на валу 41 с диаметрально противоположных сторон, центрированы по внутренней цилиндрической поверхнбсти корпуса 39 и закрыты крышкой 43. По внутренней цилиндрической поверхности корпуса 39 лопастного цилинлра установлены и закреплены сегментные упоры 44, образующие с лопатками 42 рабочие полости 45 и 46.

Подвод рабочей среды (сжатого воздуха или жидкости) в соответствующие рабочие полости осуществляется по каналам 47 и 48 в валу 41 с помощью распределителя 49, надетого на вал 41 и крепящегося к корпусу 16 инструментальной бабки 15.

В распределителе выполнены два подводящих канала 50 и 51, обеспечивающих подвол рабочей среды в соответствующие полости 45 и 46 лопастного цилиндра 40 при вращении вала 41.

При подводе рабочей среды по каналу 51 распределителя 49, каналу 48 в валу 41 в полости 46 лопастного цилиндра происходит относительный поворот лопаток 42 вместе с валом 41 и корпуса 39 лопастного цилиндра 40 на угол, ограниченный сегментными упорами 44. В данном конструктивном варианте станка этот угол относительня.о поворота вала 41 с лопатками 42 и корпуса 39 лопастного цилиндра 40 с закрепленной на нем шестерни 38 равен 90 .

При подводе рабочей среды в полости 45 приводной вал 41 с лопатками 42 возвращается в первоначальное положение относительно сегментных упоров 44, как показано иа фиг. 6.

С валом 4! жестко связана карданная передача 52, шлицевой вал 53, который соединен со шлицевым отверстием вала 11 (см. фиг. 1), Вращение шпинделя 6 бабки изделия осуществляется от приводного вала 11 через шестерни 10 и 9 с передаточным отношением 1:1, а через карданную передачу.52, вал

41, шестерни 38 и 37 вращение передается шпинделю инструмента 17. Поскольку передаточное отношение шестерен 38 и 37 равно 2:1, шпиндель инструмента 17 вращается с угловой скоростью 2(o t синхронно со шпинделем 6 бабки изделия, угловая скорость которого а t.

656744

Лопс>с. ной 1силиндр 40 совместно с валом 41 и распределителем 49 образуют устройство для взаимного относительного поворота снпиндел$г 6 бабки изделия и шпинделя инструмента 17 нри переключении механизма установления резцедержавок !9 и 20 с резцами 21 и 22 для предварительной и окончательной обработок, осуществляемых последовательно, что связано с возможностью образования поперечного профиля поршней.

На консольной части вала 41 (см. фиг. 1, 5) жестко закреплена шестерня 54, находящаяся в зацеплении с шестерней 55, установленной соосно со шпинделем инструмента 17 в опорах 56. Шестерня 55 посредством шлицевого соединения связана с копиром 31 продолы:ого профиля. Передаточ- . ное отношение шестерен 54 и 55 равно 2: I.

Корпус !6 инструментальной бабки 15 жестко закреплен на плите 57 (см. фиг. l, 2), которая, в свою очередь, расположена на столе 2 и имеет возможность изменять положение оси вращения шпинделя 01 — 01 на угол 9 путем поворота вокруг пальца 53. установленного»а столе 2.

Синхронизация поступательного движения стола 2 с инструментальной бабкой !5, несущей шпиндель инструмента 17, и осевого перемещения копира 31 продольного профиля внутри шпинделя инструмента 17 осуществляется с помощью шарнирно-рычажного устройства, состоя1цего из штока 59 с закрепленным на нем поршнем 60, уста- зц новленном в гидроцилиндре 61, которь>й смонтирован" на плите 57. Шток 59 шарнирно связан с рычагом 62, установленным на оси 63 и с помощью шаровой опоры 64 передаюсцим осевое движение вращающемуся

$$ совместно со шпинделем инструмента l? копиру 31 продольного профиля.

Упором 65, расположенным на корпусе приспособления 14, обеспечивается постоянство положения профнлирующей поверхности 32 копира 31 продольного профиля отно- 4о сительно обрабатываемой детали. Гидроцилиндром 61 осуществляется постоянный контакт штока 59 с упором 65 в процессе предварительной и окончательной обработок.

Различные поперечные профили поршней

4$ (постоянные или переменные по длине) получаются при определенных настройках станка. В зависимости от требуемого поперечного 1!рофиля юбки поршня (эллипс, кривые, охватываемые эллипсом, кривые, охватывающие эллипс и др.), постоянного по длине, -$o осуществляется настройка угловвго положения оси Π— О вращения изделия относительно направления 01 Ol подачи стола 2, равной 0 (i. = 0 ) как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях, настройка величины смещения оси О. — O относитель$$ но оси 0> — 01 шпинделя инструмента 7

1,ри помощи приспособления 14, а также настройка положения оси Ol — О> вращения,;инделя инструмента относитечьно направления О, -- Oi подачи стола 2 на соотнетствуl<>Ill>Ill угол Р путем рази<>рота инструмснта, >bнoй бабки 15 вокр г и 1 11 с Чля обработки порпlí<.é с поперечными пРофи.чяч II, 11 1>(>IcHíblìiI ИО длин<. издс. III>I, осуществляется настройка полс>ження оси

O — -O вращения изделия отн<>сительно направления Ol — — Ol подачи стола 2 на угол

i. 4 0 с помощьк> приспособления 14 в вертикальной плоскости или разворота II<>fII:1<>IIT;I,"IIНОй I! 1OCKOCT>I.

Для придания требуемой формы юбки порнгня 8 последний зажимается в патроне 7.

При пуске станка стол 2 с инструментальной бабкой 15, несунсей шпиндель инструмента 17 с резцедержавками 9 и 20 для предва рнтел ьной и окончател ьной обработок, ускоренно подводится к бабке 3 изделия, после чего происходит переме>ценне стола с рабочей подачей в направлении 01 --01.

Одновременно с включением рабочей подачи стола 2 от электродвигателя через клиноременную передачу н шкиз 12 передается вращение приводному валу 11 бабки 3 изделия, через шестерни 10 н 9 шпиндел>о б изделия, а через карданную передачу 52, вал 41, шестерни 38 н 37 передается вра1цение шпинделю инструмента 17. 1-1о поскольку передаточное отношение шсстерен

38 и 37 равно 2: l, то шпиндель инструмента 17 вращается с угловой скоростью 2> t синхоонно со шпинделем 6 бабки 3 изделия, угловая скорость которого <,> t. Копир 31 продольного профиля от вала 41, шестерни 54 и 55, передаточное отношение. которых 2:1, получает вращение с угловой скоростью 2<> t, в результате чего он вращается совместно со шпинделем инструмента 17 с угловой скоростью 2,> t. Синхронное осевое перемещение копира 3! продольного профиля внутри шпинделя инструмента 17 происходит с момента контакта штока 59 с упором 65 и осуществляется рычагом 62, установленным на оси 63, воздействующим через шаровуlo опору 64 на вра>цающнйся совместно со шпинделем инструмента 17 копнр 31 продольного профиля.

Копир 31 продольного профиля имеет одну профилирующую поверхность 32, причем в положении, показанном на фнг. 1 и 3, с поверхностью 32 кочтактирует щун 25 ползуна 24, что соответствует рабочему положению резцедер>кавкн 19 с резцом 21 для предварительной обработки. В стат>>ческом состои«ни контакт щупа 25 с пове;>х;<остью

32 кс>п>сра 3! продольного профиля обеспечивает ша1иковый фиксатор 35, «оз.сействук>щий на конуснуо поверхность 29 пс;лзуна 24. В этот момент второй щу;1 26 ползуна 24 находится в отведенном нерабочем положении, что соответствует нерабочему положению резцедержавкн 20 с резцом 2" для окончательной обработки. Поскольку в этом

656744 поло,к(пии центр масс ползуна 24 смещен относительно оси 01--. 01 в)эа!цени я шпинделя инструмента 17, то щуп 25 прижимается еще при вращении шпинделя )7 к поверхности 32 копира 3! центробежной силой. При осев.;м перемещении копира 31 продольного профиля резец 21 резцедержавки !9, находящейся в рабочем положенИи, ! перемещается по закону, заданному профилирующей поверхностью 32. обеспечивая предварительную обработку поршня 8.

В конце хода стола 2 к бабке 3 изделия, т.е. после предварительной вбточки поршня 8 резцом 21, установленным в резцедержавке 19, происходит смена положений резцедержавок 19 и 20 с предварительной на окончательную обточку одновременно с относительным поворотом шпинделя 6 бабки 3 изделия и шпинделя инструмента 17.

При обработке поршня 8 в два прохода, предварительно и окончательно, необходимо учитывать, что резец 22 при переключении резцедержавок 19 и 20 занимает положение, 2о диаметрально противоположное резцу 21, и производит резание по поперечному профилю, развернутому на 90 по отношению к профилю, обработанному резцом 21. Поэтому прн последовательной обработке двумя

25 резцами требуется при переключении резцов еще и поворот поршня 8 на 90 относительно резца 22 для окончательной обработки, т.е. необходим относительный поворот иа 90 шпинделя 6 бабки 3 изделия с поршнем 8 и цгпинделя инструмента 17 инстру- зр .ментальной бабки 15.

Относительный поворот шпинделя 6 бабки 3 изделия и шпинделя инструмента 7 происходит при подаче рабочей среды в полости 46 лопастного цилиндра 40 по каналам 51 и 48. При этом происходит поворот, з вала 41 с лопатками 42 относительно сегментных упоров 44 лопастного цилиндра 40.

Поскольку шестерня 38 закреплена на корпусе 39 лопастного цилиндра и находится в зацеплении с шестерней 37, закрепленной на шпинделе инструмента, а вал 41 соединен со шпинделем 6 бабки 3 изделия посредством шестеренчато-карданной передачи, то

° обеспечивается необходимый относительный .поворот шпинделя 6 бабки 3 изделия на 90 относительно шпинделя инструмента .17.

Поворот вала 41 с лопатками 42 на 90 обеспечивает поворот копира 31 продольного профиля внутри шпинделя„инструмента 17 на 180 поскольку передаточное отношение шестерни 54, связанной с валом 41, и шестерни 55, связанной с помощью шлицевого соединения с копиром 31 продольного профиля, равно 2:1.

Поворотом копира 31 продольного профиля,на 180 относительно шпинделя инструмента 7 обеспечивается переключение положения резцедержавок 19 и 20 с предварительной на окончательную обработку. При этом щуп 25 ползуна 24 отводится от про.

<рилирующей поверхности 32, продольный уступ 34 копнра 31 входит в зацепление с плун жером 21, перемещая ползун 24 до контак та щупа 26 с профилируюьцей поверхностью

32, а фиксатор 36 входит в конусную поверхность 30, обеспечивая постоянство контакта щупа 26. В этом положении резцедержавка 19 с резцом 21 отводится от обрабатываемой поверхности поршня 8, а резцедержавка 20 с резцом 22 для окончательной обработки занимает рабочее положение.

Далее при движении стола 2 от бабки 3 изделия резец 22 производит окончательную обработку поршня 8, причем постоянство контакта штока 59 с упором 65 осуществляется гидроцилиндром 61, в котором расположен поршень 60, закрепленный на штоке 59.

После окончательной обработки юбки поршня 8 с резцом 22 отключается вращение шпинделей 6 и 17 с последующим-торможением, происходит смена положений резцедержавок 19 и 20 и относительный поворот в исходное положение шпинделей 6 и 1? при подаче рабочей среды в полости 45 по каналам 50 и 47, и стол 2 ускоренно отводится в исходное положение. После замены обрабатываемого поршня 8 цикл повторяется.

Таким образом, станок обеспечивает предварительную и окончательную обработку поршней с различными поперечными и продольными профилями.

Так как в предлагаемом станке копир 31 продольного профиля выполнен с одной профилирующей поверхностью 32, зубча1ой передачей 54, 55 связан с устройством для взаимного относительного поворота шпинделя 6 бабки 3 изделия и шпинделя инструмента 17, обеспечивающим,.одновременно и поворот копира 31. продольного профиля до контакта профилирующей поверхности Ж с соответствующим щупом ползуна механизма установления резцедержавок 19 и 20 с резцами 21 или 22 для предварительной и окончательной обработок, станок обеспечивает повышение точности обработки продольного профиля изделия при одновременном упрощении конструкции и сокращении осевых габаритов по сравнению с известным станком.

Формула изобретения

1. Станок для обработки поршней овально-оочкообразной формы,. содержащий вращающиеся с соотношением скоростей I:2 и установленные с возможностью перемЕщения в осевом направлении друг относительно друга шпиндель изделия и шпиндель инструмента с резцедержателями предварительного и чистового резцов, копир продольного профиля, размещенный внутри шпинделя инструмента, привод осевого перемещения копира относитсзьно резцедержавок и устройство взаимного относительного разворота шпинделей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки и упрощения конструкции, копир продольного профиля вы полнен с однои профилирующей поверхнос5 тыо и снабжен механизмом его поворота вокруг продольной оси.

2. Станок по и. l, отличающийся тем, что механизм поворота копира выполнен в виде зубчатой передачи с передаточным отношением 1.2, причем шестерня с меньшим 16 числом зубьев размещена на шпинделе инструмента и связана с копиром посредством шлицевого соединения, а другая — на валу

1О устройства взаимного относительного разворота шпинделей.

3. Станок .по пп. н 2, t>T,ãè÷àþùèéñÿ тем, что между профилнрукнней гговерхггостыо копира ггродо;гын>го профиля и резцедержавками размещен нолзун, связываю. щий между собой резцедержавки предварительного и чистового резцов и снабженный двумя щупа ми, вза и модействугбщи ми поочередно с профилируюгцей поверхностью копира продольного профиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США № 3732759, кл. 82--20, 1973. г5

656744 гю

27

Редактор Н. Аристова

Заказ l 680ll I

29

Риг,5

Составитель Л. Оболенская

Техред О.Луговая Корректор А. Гриценко

Тираж 221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытия

i l3035, Москва, Ж.35, Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4