УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКАРНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ ВАЛОВ Российский патент 2003 года по МПК B23B1/00 B23B5/08 B24B5/02 B23P23/04 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к комбинированным устройствам для совмещенной токарно-абразивной обработки наружных цилиндрических поверхностей деталей типа валов.

Известно устройство для токарно-абразивной обработки валов, которое содержит резцедержатель с закрепленными в нем резцами и абразивную часть, установленную с возможностью радиального перемещения посредством привода радиальной настройки [1].

Основным недостатком данного устройства является то, что в начальный момент и в течение определенного промежутка времени резцы производят обработку без захвата абразивной частью обрабатываемого вала, т.е. исключается функция неформирующей абразивной части как подвижной люнетной системы, что приводит к появлению дефектного участка на поверхности вала, а также к возможным вибрациям всей системы. При дальнейшей обработке, шлифуя дефектный участок, абразивная часть копируют имеющиеся погрешности, что приводят к появлению новых погрешностей от обработки резцом и т.д. Таким образом, суммарный дефектный участок может иметь размер длиною до четырех длин первоначального дефектного участка. Это увеличивает брак и снижает производительность.

Задача изобретения - получение деталей типа валов высокой точности и качества поверхности посредством уравновешивания сил токарного и абразивного резания, увеличения жесткости технологической системы станок - приспособление - инструмент - деталь, а также расширение технологических возможностей, повышение производительности и качества обработки, снижение волнистости и кривизны обрабатываемой поверхности за счет применения совмещенной обработки резанием лезвийным и самоцентрирующим абразивным инструментами.

Поставленная задача решается с помощь предлагаемого устройства для токарно-абразивной обработки валов, содержащее резцедержатель с закрепленными в нем резцами и абразивную часть, установленную с возможностью радиального перемещения посредством привода радиальной настройки, причем абразивная часть содержит абразивные бруски, выполненные с возможностью обеспечения в процессе токарной обработки функции подвижного люнета, при этом привод радиальной настройки выполнен в виде центрального спирального диска, находящегося в зацеплении с малой конической шестерней и реечными планками, на которых посредством соединения типа "ласточкин хвост" установлены абразивные бруски. Кроме того, устройство снабжено металлическими подушками и пружинами, отжимающими эти подушки от предусмотренного корпуса, при этом абразивные бруски размещены на подушках, а поверхность, образующая "ласточкин хвост", выполнена под острым углом к оси вращения обрабатываемой детали.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено описываемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - вид по стрелке Б на фиг.1.

Устройство устанавливается на суппорт токарно-винторезного станка и включает в себя обрабатывающую головку (корпус) 1, установленную в ней лезвийную режущую часть (блок) 2 с резцами, упругую абразивную часть 3 с радиально перемещаемыми абразивными брусками 4, выполняющими роль подвижного люнета и закрепленными подвижно с помощью "ласточкина хвоста" на реечных планках 5, которые входят в зацепление с центральным спиральным диском 6. При этом спиральный диск 6, в свою очередь, входит в зацепление с малой конической шестерней 7 радиального привода настройки брусков 4.

Для создания постоянного радиального усилия и возможности автоматической радиальной подачи брусков 4 в процессе обработки абразивные бруски 4 закреплены на металлических подушках 8, которые подвижно установлены на поверхности 9, образующей "ласточкин хвост", расположенной под острым углом относительно оси вращения детали 10 и принадлежащей планке 5, и отжимаются от корпуса 1 в осевом направлении упругими элементами - пружинами 11.

Деталь (вал) 10 устанавливается одним концом в шпинделе станка, а другим - в направляющей втулке 12. Диаметр втулки 12 не превышает диаметр обрабатываемой детали 10 после токарной обработки лезвийным инструментом.

Резцы в режущей части (блоке) 2 предварительно настраиваются на размер обработки с учетом последующей абразивной обработки с помощью винтов 13. Абразивные бруски 4 упругой абразивной части 3 также предварительно устанавливаются на заданный размер обработки.

Установка брусков 4 на размер обработки производится вручную путем вращения ключа (не показан), который вставляется в квадратное отверстие малой конической шестерни 7. При этом вращается центральный спиральный диск 6, входящий в зацепление с одной стороны с шестерней 7 и с другой - с реечными планками 5. Такая конструкция привода радиальной настройки позволяет осуществить самоцентрирование брусков и использовать их в качестве подвижной опоры - люнета, повышающего точность обработки.

До начала обработки резцы режущей части (блока) 2 охватывают деталь 10, а абразивные бруски - направляющую втулку 12. Упругие элементы (пружины) 11 сжаты.

Включается СОЖ, вращение детали и продольная подача устройства. Резцы режущей части (блока) 2 начинают обрабатывать деталь 10. Абразивные бруски 4 перемещаются по направляющей втулке 12. Функция абразивных брусков 4 в данный момент заключается в удержании детали 10 через втулку 12 от смещения вследствие действия сил резания токарной обработки, т.е. - роль подвижного люнета.

По прошествии определенного промежутка времени резцы режущей части (блока) 2 создают участок поверхности определенной длины с заданной точностью и за счет предварительно выставленного размера обработки продолжают процесс резания с заданной точностью. Упругая абразивная часть 3 с брусками 4, находящаяся в одной головке 1 с токарной частью 2, начинает абразивную обработку детали 10. При этом переход брусков 4 на деталь 10 происходит плавно, так как минимальный диаметр направляющей втулки 12 не превышает по величине диаметр детали 10 после токарной обработки.

По мере абразивной обработки бруски изнашиваются и за счет пружин 11 и конической поверхности 9, принадлежащей рейке 5, будет осуществляться автоматическая радиальная подача брусков 4. Ограничение осевого перемещения брусков 4 под действием пружин 11 производится крышкой 14.

Сочетание ручной радиальной подачи при предварительной самоцентрирующей установке абразивных брусков 4 с автоматической - позволяет создавать постоянное радиальное усилие прижима инструмента к детали и обеспечивать стабильную абразивную обработку.

По специальному отверстию, просверленному в головке между токарным блоком и абразивной частью, подается в достаточном количестве СОЖ, которая интенсивно перемешивается при попадании на деталь, обеспечивает лучшее удаление продуктов резания и снижает теплонапряженность процесса обработки.

Предлагаемое устройство для токарно-абразивной обработки позволяет расширить технологические возможности, повысить производительность и качество обработки, снизить волнистость и кривизну обрабатываемой поверхности за счет применения совмещенной обработки резанием лезвийным и абразивным инструментами, а также увеличить режимы обработки и повысить стойкость инструмента благодаря самоцентрированию абразивных брусков и работе их в качестве подвижного люнета и путем обеспечения лучшего охлаждения.

Источники информации
1. А. с. 631311 SU, МКИ B 23 B 1/0. Способ токарно-абразивной обработки цилиндрических поверхностей. 05.11.1978 - прототип.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при совмещенной токарно-абразивной обработке наружных цилиндрических поверхностей деталей типа валов. Устройство содержит резцедержатель с закрепленными в нем резцами и абразивную часть, установленную с возможностью радиального перемещения посредством привода радиальной настройки. Абразивная часть содержит абразивные бруски, выполненные с возможностью обеспечения в процессе токарной обработки функции подвижного люнета. При этом привод их радиальной настройки выполнен в виде центрального спирального диска, находящегося в зацеплении с малой конической шестерней и реечными планками, на которых посредством соединения типа "ласточкин хвост" установлены абразивные бруски. В результате повышаются производительность и качество обработки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для токарно-абразивной обработки валов, содержащее резцедержатель с закрепленными в нем резцами и абразивную часть, установленную с возможностью радиального перемещения посредством привода радиальной настройки, отличающееся тем, что абразивная часть содержит абразивные бруски, выполненные с возможностью обеспечения в процессе токарной обработки функции подвижного люнета, при этом привод радиальной настройки выполнен в виде центрального спирального диска, находящегося в зацеплении с малой конической шестерней и реечными планками, на которых посредством соединения типа "ласточкин хвост" установлены абразивные бруски. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено металлическими подушками и пружинами, отжимающими эти подушки от предусмотренного корпуса, при этом абразивные бруски размещены на подушках, а поверхность, образующая "ласточкин хвост", выполнена под острым углом к оси вращения обрабатываемой детали.