СТАНОК ДЛЯ ИГЛОФРЕЗЕРОВАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B23C3/12 B23F19/10 

Изобретение относится к механической обработке, например, зачистке, снятию заусенцев, скруглению острых кромок и т.п. на деталях типа профильных дисков, преимущественно зубчатых колес.

Известно устройство для снятия заусенцев с цилиндрических деталей, содержащее установленные на основании узел подачи деталей и механизм снятия заусенцев, оснащенный инструментом, закрепленным в державке, причем механизм снятия заусенцев выполнен в виде поворотного сектора с опорными роликами для приема деталей, который установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения приводного ролика и в одной плоскости с ним, а державка с инструментом выполнена поворотной (1).

В процессе работы деталь подается между роликами, фиксируется ими и приводится во вращение приводным роликом, после чего подводится инструмент и снимает заусенцы с детали.

После снятия заусенцев сектор отводится от ведущего ролика настолько, чтобы в образовавшийся между ними зазор обрабатываемая деталь провалилась в приемный лоток.

В результате анализа данной конструкции необходимо отметить, что данное устройство обладает низкими технологическими возможностями, так как не позволяет осуществлять обработку торцев заготовки, имеет ограниченные возможности переналадки на обработку деталей различных размеров и конструктивно сложно.

Известен станок для обработки вращающимися щетками, содержащий станину с установленными на ней стойками со смонтированными на них направляющими, предназначенными для установки инструментальных головок со щетками, причем инструментальные шпиндели расположены перпендикулярно друг другу. Одна из щеток предназначена для обработки наружной образующей заготовки, а другая для обработки торца заготовки. Каждая из щеток снабжена индивидуальным приводом вращения. Инструментальные головки имеют также привод осевого перемещения. Заготовка устанавливается на столе, имеющем привод вращения (2).

Для осуществления обработки деталь закрепляется на столе и приводится во вращение. В процессе обработки один инструмент перемещается относительно периферийной поверхности детали, а другой совершает возвратно-поступательное движение относительно верхней торцовой поверхности детали. После обработки одного торца и периферийной поверхности детали последнюю переворачивают, после чего цикл обработки повторяется для обработки второго торца детали.

Анализируя данную конструкцию, необходимо отметить, что, во-первых, станок по конструкции очень сложен, так как требуются:
привод для каждого зачистного инструмента;
механизм перемещения инструмента относительно периферийной поверхности и возвратно-поступательный механизм для придания сложного движения щетке, зачищающей торцовую поверхность зубчатого колеса;
механизмы прижатия зачистных инструментов к обрабатываемой поверхности;
надежное закрепление детали, так как усилия, действующие на деталь при обработке двумя щетками, расположенными несимметрично относительно ее опоры, приводят к возникновению момента, опрокидывающего деталь;
привод для вращения детали;
во-вторых, он обладает сравнительно невысокими технологическими возможностями, так как:
требует для зачистки с двух сторон детали дополнительного переворота и дополнительного времени зачистки, а для зачистки с одной стороны - ориентирования детали при ее установке;
требует абразивной пасты или суспензии (в некоторых случаях абразив для обработки деталей не допускается из-за внедрения его частиц в поверхности материала детали);
установка и снятие детали может производиться только вручную, так как из-за наличия вблизи детали, находящейся в исходном состоянии, зачистных механизмов, т.е. вследствие стесненных условий, обслуживание устройства манипуляторами затруднено;
Целью изобретения является упрощение конструкции станка, повышение надежности снятия заусенцев, расширение технологических возможностей обработки и повышение производительности.

Задача решается тем, что в станке для иглофрезерования, содержащем основание с установленными на нем стойками, предназначенными для размещения инструментальных блоков со шпинделями с зачистными инструментами, а также приводов вращения шпинделей, станок снабжен механизмами осевой и радиальной регулировки шпинделей и механизмом подачи детали в зону обработки, выполненным в виде рычага, установленного на основании и имеющего возможность поворота от пневмо(гидро)привода; один конец каждого из шпинделей размещен в серьге, а второй выполнен шлицевым и установлен с возможностью осевого перемещения в шлицевой муфте, размещенной в опорах, смонтированных на корпусе инструментального блока, и кинематически связанной с приводом вращения шпинделя, причем механизм осевой регулировки шпинделей выполнен в виде винта, ввинченного в резьбовое отверстие, выполненное в торце шпинделя, и имеющего возможность взаимодействия с торцом резьбовой муфты, а механизм радиальной регулировки шпинделей выполнен в виде винта, расположенного на кронштейне, закрепленном на стойке, и ввинченного в корпус инструментального блока, установленного на стойке с возможностью перемещения, при этом на стакане и на шпинделе зачистного блока выполнены резьбовые поверхности, на которые навинчена резьбовая муфта. На наружных поверхностях шпинделя и стакана приводного инструментального блока выполнены проточки с размещенными на них упругими элементами, причем на шпинделе имеется дополнительная резьбовая поверхность, на которую навинчена гайка, взаимодействующая со стаканом.

На фиг. 1 показан станок, вид сбоку; на фиг. 2 то же, вид спереди; на фиг. 3 приводной инструментальный блок со смонтированными на нем инструментами; на фиг. 4 зачистной инструментальный блок со смонтированными на нем инструментами; на фиг. 5 схема обработки зубчатой детали; на фиг. 6 - схема подвода (и отвода) зубчатой детали в (из) зону (зоны) обработки; на фиг. 7 место А по фиг. 6; на фиг. 8 фрагмент соединения шпинделя с подшипниковыми узлами.

Станок для иглофрезерования, содержит основание 1 с установленными на нем стойками 2 (количество стоек определяется количеством одновременно обрабатываемых деталей). На стойке 2 имеется направляющая 3, на которую устанавливаются два корпуса 4 с инструментальными блоками, приводным 5 и зачистным 6, отдельно показанными соответственно на фиг. 3 и 4. Корпуса 4 крепятся к стойке 2 винтами 7 и 8. Винты 7 и 8 опираются головками на плоскость стойки 2, проходят через горизонтальные пазы в ней (не показаны) и ввинчены в корпуса 4. В подшипниковые узлы 9, 10 корпуса 4 установлена шлицевая муфта 11 с червячным зубчатым венцом 12. В шлицевом отверстии муфты находится верхний конец шпинделя 13 со шлицами. Другой конец шпинделя опирается на подшипник (не показан), установленный в серьге 14, соединенной через "ласточкин хвост" (не показан) с корпусом 4. В резьбовое отверстие 15 шпинделя 13 ввинчен винт 16, головка которого контактирует с шайбой 17, опирающейся на торец шлицевой муфты 11. Червячный венец 12 имеет возможность взаимодействовать с червяком 18, кинематически связанным цепной передачей 19 с двигателем 20, закрепленным на корпусе 4.

На фланце 21 шпинделя 13 приводного инструментального блока 5, показанного на фиг. 3, закреплена винтами 22 торцовая иглофреза 23, а на установленном на шпинделе 13 стакане 24, имеющем возможность осевого перемещения, закреплена винтами 25 другая торцовая иглофреза 26. Стакан перемещается вдоль оси шпинделя благодаря шпонке 27.

Между торцовыми иглофрезами 23 и 26 установлена цилиндрическая иглофреза 28, соединенная со шпинделем 13 так же, как стакан 24 через шпонку 27. На рабочей поверхности цилиндрической иглофрезы 28, показанной на фиг. 6,7, выполнены чередующие выступы 29 и впадины 30, имитирующие зубчатую поверхность. С двух сторон относительно цилиндрической иглофрезы 24 установлены упругие элементы 31, поддерживающие заданное расстояние между торцовыми иглофрезами 23 и 26.

Для обеспечения регулировки расстояния между торцовыми иглофрезами на резьбовую часть 32 шпинделя 13 навинчена гайка 33, имеющая возможность взаимодействия с торцoм стакана 24. Такова конструкция первого инструментального блока (приводного).

Второй инструментальный блок (зачистной), показанный на фиг. 4 и смонтированный в другом корпусе, отличается от первого тем, что на стакане 24 и на шпинделе 13 выполнены резьбовые поверхности соответственно 34 и 35, на которые навинчена муфта 36, сдвигающая и раздвигающая торцовые иглофрезы 23 и 26.

С двух сторон (левой и правой) стойки 2 прикреплены кронштейны 37, через отверстия которых пропущены винты 38, ввинченные в корпуса 4 соответственно с приводным и зачистным инструментальными блоками. Вращение винтов 38 при отпущенных винтах 7 и 8 дает возможность горизонтально перемещать корпуса 4 с инструментальными блоками по направляющей 3, при этом зачистные инструменты перемещаются радиально относительно центра обрабатываемой детали, после чего винты 7 и 8 должны быть затянуты.

На основании 1 установлен вал 39, на котором закреплен рычаг 40 с пальцем 41 для размещения на нем детали. Вал кинематически соединен с пневмо(или гидро)приводом поворота (не показан).

Станок для иглофрезерования работает следующим образом. Первоначально осуществляется настройка инструментальных блоков на размер обрабатываемых деталей. На шпиндели 13 устанавливают иглофрезы, причем на один шпиндель (приводного инструментального блока) монтируют три иглофрезы 23, 26, 29 две торцовые и одна цилиндрическую, а на другой шпиндель (зачистного инструментального блока) устанавливают две торцовые иглофрезы 23, 26. Расстояние между торцами иглофрез регулируется на одном блоке посредством гайки 33, а на другом резьбовой муфтой 36. Расстояние между торцовыми иглофрезами равно высоте обрабатываемой детали за вычетом величин двух натягов одного из параметров режима обработки детали иглофрезами.

В осевом направлении шпиндель с инструментальными блоками перемещают посредством ввинчивания винта 16 (или вывинчивания), а также перемещения и закрепления серьги 14, являющейся опорой шпинделя 13. Целью перемещения инструментального блока в осевом направлении является соблюдение симметричного расположения рабочих поверхностей торцовых иглофрез относительно обрабатываемых поверхностей детали, которая находится на пальце 41 рычага 40.

Таким образом, регулировка расстояния между рабочими поверхностями иглофрез и осевая регулировка расположения зазора между рабочими поверхностями относительно обрабатываемых поверхностей детали.

Затем осуществляется регулировка расстояния между шпинделями инструментальных блоков. Для этого осуществляют вращение винтов 38, которые перемещают корпуса 4, а следовательно, и инструменты на требуемое расстояние. Расстояние между инструментальными блоками зависит от диаметра обрабатываемой детали и заданного натяга.

Возможность изменения зазора между торцовыми иглофрезами инструментальных блоков и перемещения их в горизонтальном направлении позволяют осуществлять зачистку деталей с различными размерами как по ширине, так и по диаметру, а также регулировать один из параметров режима натяг при износе рабочих поверхностей иглофрез.

После проведения необходимых регулировок осуществляют обработку деталей.

На палец 41 рычага 40 устанавливают манипулятором или вручную обрабатываемую зубчатую деталь, включают двигатели 20, которые через цепную передачу 19, червяк 18 и червячный зубчатый венец 12 приводят инструментальные блоки 5 и 6 во вращение, а затем, с целью подачи детали в зону обработки, включают привод поворота рычага 40, подающего деталь в зазор между торцовыми иглофрезами приводного и зачистного инструментальных блоков. Несмотря на то что зазор между рабочими поверхностями торцовых иглофрез меньше высоты детали (на величину двух натягов), выбранное направление вращения блоков при подводе детали в зону обработки таково, что при контакте детали с зачистными инструментами возникает дополнительное усилие, позволяющее плавно втягивать детали в зону обработки и прижимать ее к упору (не показан), определяющему оптимальное расположение детали между зачистными инструментами во время ее обработки. Кроме того, при попадании детали в зазор между торцовыми иглофрезами приводного инструментального блока и сцепления зубчатой поверхности цилиндрической иглофрезы с зубчатым венцом детали последней передается вращение.

Основной задачей приводного инструментального блока является передача вращения детали, одновременно с этим его инструментами при попутной подаче производится зачистка как торцoв, так и периферийной поверхности зубчатой детали.

Назначением зачистного инструментального блока является зачистка детали от заусенцев. Вращение блока таково, что при введении детали в зазор между торцовыми иглофрезами этого блока добавляется усилие, позволяющее плавно втягивать деталь в зону обработки, и зачистка заусенцев иглофрезами производится при встречной подаче детали.

Таким образом, зубчатый венец детали зачищается цилиндрической иглофрезой со стороны периферийной поверхности, а с каждого торца детали зачистка производится в двух направлениях: торцовыми иглофрезами приводного инструментальным блока при попутной подаче и торцовыми иглофрезами зачистного блока при встречной подаче, что обеспечивает надежность снятия заусенцев и скругления острых кромок вокруг каждого зуба.

Скорость вращения приводного инструментального блока, передающего свое вращение детали, является скоростью подачи детали во время ее обработки; она меньше, чем скорость вращения зачистного инструментального блока, являющаяся скоростью обработки детали. Соблюдение такого правила повышает эффективность обработки профиля зубьев и торцов зубчатых деталей.

После окончания заданного времени зачистки приводы вращения блоков останавливаются и реверсируются, одновременно включается поворот рычага 40 в обратную сторону, и обработанная деталь начинает перемещение из зоны обработки в исходное положение. Наличие реверсирования инструментальных блоков после окончания обработки обеспечивает надежность и плавность вывода детали из рабочего в исходное положение.

В исходном положении (манипулятором или вручную) осуществляют съем обработанной детали и загрузку очередной, подлежащей обработке, детали. Далее цикл повторяется.

Конструкция станка позволяет исключить механизм закрепления детали и привод ее вращения, не требует дополнительных элементов для ориентации детали (верх, низ) при ее установке и в процессе обработки. Доступ манипулятора для автоматической установки детали свободный, так как место установки детали выводится из зоны обработки.

Все эти достоинства упрощают конструкцию станка, делают его удобным в эксплуатации и эффективным при встраивании его в автоматическую линию по изготовлению зубчатых деталей.

Использование: изобретение относится к механической обработке, например, зачистке, снятию заусенцев, скруглению острых кромок и т.п. на деталях типа профильных дисков, преимущественно зубчатых колес. Сущность: станок содержит основание 1 с установленными на нем стойками 2. На каждой стойке размещены с возможностью перемещения корпуса 4 с инструментальными блоками приводным 5 и зачистным 6, радиальная регулировка инструментальных блоков осуществляется вращением винта 38, зафиксированного на закрепленном на стойке кронштейне 37. Осевая регулировка инструментальных блоков осуществляется посредством винтов 16, ввинченных в торцовые отверстия шпинделей инструментальных блоков. Каждый инструментальный блок имеет самостоятельный привод вращения шпинделя с обрабатывающими инструментами. На основании 1 станка установлен рычаг 40 с пальцем 41 для подачи детали в зону обработки ее инструментами и отвода из зоны действия инструментов после ее обработки. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Станок для иглофрезерования, содержащий основание с установленными на нем стойками для размещения корпусов двух инструментальных блоков, каждый из которых несет шпиндель с зачистными инструментами, связанный с приводом вращения, отличающийся тем, что шпиндели инструментальных блоков установлены параллельно друг другу, причем станок снабжен механизмами регулировки осевого и радиального положения шпинделей и механизмом подачи деталей в зону обработки, выполненным в виде установленного на основании с возможностью поворота рычага с пальцем, расположенными в опорах корпусов блоков шлицевыми муфтами и серьгами, установленными в корпусах блоков, при этом каждый шпиндель размещен одним концом в серьге, а другим, на котором выполнена шлицевая поверхность, в упомянутой муфте, кинематически связанной с приводом вращения шпинделя. 2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что механизм регулировки осевого положения шпинделей выполнен в виде винта, установленного в резьбовом отверстии, которое выполнено в торце шпинделя, с возможностью взаимодействия с торцом шлицевой муфты. 3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что механизм регулировки радиального положения шпинделей выполнен в виде винта, расположенного на введенном в станок кронштейне и размещенного в резьбовом отверстии, выполненном в корпусе инструментального блока, который установлен с возможностью перемещения по стойке, при этом кронштейн закреплен на стойке. 4. Станок по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен стаканами с резьбовой наружной поверхностью, каждый из которых установлен с возможностью осевого перемещения на шпинделе, и резьбовой муфтой, расположенной на одном из шпинделей. 5. Станок по п. 1, отличающийся тем, что в него введены упругие элементы, установленные в канавках, которые выполнены на втором шпинделе и связанном с ним стакане, и гайка, расположенная на упомянутом шпинделе с возможностью взаимодействия со стаканом.