ПОВОРОТНЫЙ СТОЛ Российский патент 2007 года по МПК B23Q16/02 

Изобретение относится к области машиностроения, в частности металлообработки, и может быть использовано в качестве технологической оснастки на металлорежущих станках для установки и закрепления на ней обрабатываемой заготовки.

Известны поворотные столы, содержащие основание с расположенной на опорах качения планшайбой, выполненной с кольцеобразными выступами, предназначенными для жесткой фиксации ее углового положения во время мехобработки заготовки (см., например, авторское свидетельство №1426741 СССР, опубликованное 30.09.88 г. в бюл. №36).

К недостаткам таких устройств относится невозможность достижения необходимого усилия прижима кольцеобразных выступов планшайбы к основанию стола при обработке нежесткой заготовки, особенно при больших силах резания касательного по отношению к ней направления - ввиду значительной ее деформации.

Наиболее близким аналогом заявленного технического решения является поворотный стол СУ 30-1101 ЗАО «СТАН-САМАРА», содержащий основание с установленной на нем на опорах качения планшайбой, внутренней поверхностью кольцеобразного выступа, расположенного на нерабочей стороне, взаимодействующей с цангой механизма жесткой фиксации ее углового положения (см., например, Руководство по эксплуатации СУ 30-1101.00.00.000 РЭ, лист 17, 2002 г. - прототип).

Обеспечивая надежный зажим и соответствующую фиксацию углового положения нежестких заготовок, независимо от возникающих при обработке сил резания, данный поворотный стол не может использоваться при изготовлении прецизионных деталей, особенно при мехобработке их торцевых поверхностей, т.к. крутящий момент, возникающий от силы действия цанги механизма жесткой фиксации углового положения планшайбы на ее кольцеобразный выступ отклоняет ее периферийную часть, а также и заготовки, кверху.

Технической задачей данного изобретения является исключение влияния механизма жесткой фиксации углового положения планшайбы на форму ее рабочей плоскости и, соответственно, на точность обработки заготовки.

Поставленная задача решается за счет того, что в поворотном столе, содержащем основание с расположенной на опорах качения планшайбой, выполненной с возможностью взаимодействия внутренней поверхности ее кольцеобразного выступа, расположенного на нерабочей плоскости, с механизмом жесткой фиксации углового положения планшайбы, внутренняя поверхность кольцеобразного выступа выполнена в виде усеченного конуса с вершиной, направленной к рабочей плоскости планшайбы, и углом образующей не более половины угла конуса трения, который имеют материалы взаимодействующих поверхностей кольцеобразного выступа и механизма жесткой фиксации углового положения.

Кроме того, внутренняя коническая поверхность кольцеобразного выступа образована трубчатым элементом фланцевого соединения с планшайбой.

При этом для упрощения изготовления фланцевого соединения с планшайбой трубчатый элемент выполнен в виде цанги.

Конструкция данного поворотного стола поясняется на чертежах, где:

на фиг.1 изображен продольный разрез стола в зафиксированном угловом положении планшайбы, Б-Б на фиг.2;

на фиг.2 - поперечный разрез стола, А-А на фиг.1;

на фиг.3 - фрагмент взаимодействующих, при жесткой фиксации углового положения планшайбы, конструктивных элементов стола, вид III на фиг.1;

на фиг.4 - векторная схема действующей на кольцеобразный выступ планшайбы силы во время жесткой фиксации ее углового положения;

на фиг.5 - продольный разрез стола в зафиксированном угловом положении планшайбы для случая образования конической поверхности кольцеобразного выступа трубчатым элементом фланцевого соединения с планшайбой, Б-Б на фиг.2;

на фиг.6 - поперечное сечение стола для случая выполнения трубчатого элемента фланцевого соединения с планшайбой в виде цанги, В-В на фиг.5.

Поворотный стол состоит из основания 1 (фиг.1) с установленной на нем планшайбой 2, расположенной на опорных шариках 3 и подшипнике 4. На основании 1 закреплена цанга 5 механизма 6 жесткой фиксации углового положения планшайбы 2. При этом механизм 6 жесткой фиксации углового положения планшайбы 2 выполнен в виде разрезного кольца 7 с Г-образными концами, в одном из которых установлен силовой винт 8, упирающийся во второй его конец. Планшайба 2 на нерабочей плоскости 9 имеет кольцеобразный выступ 10 с внутренней конической поверхностью 11 (фиг.3). Причем вершина конической поверхности 11 направлена к рабочей плоскости 12 планшайбы 2, а угол α наклона образующей конической поверхности 11 не превышает половины величины угла конуса трения, который имеют взаимодействующие материалы планшайбы 2 и цанги 5 механизма 6 жесткой фиксации ее углового положения. Рабочая плоскость 12 предназначена для размещения на ней обрабатываемой заготовки. Коническая поверхность 11 может быть образована также с помощью трубчатого элемента 14 фланцевого соединения 13 с планшайбой (фиг.5), а сам трубчатый элемент 14 - выполнен в виде цанги 15 (фиг.6).

Поворотный стол работает следующим образом.

После размещения и зажима заготовки (не показана) на рабочей плоскости 12 планшайбы 2 последнюю поворачивают на необходимый угол и фиксируют. Для этого винтом 8, установленным в резьбовом отверстии одного Г-образного конца разрезного кольца 7 и упирающимся во второй, путем его ввинчивания, разводят эти концы и соответственно лепестки цанги 5, причем до момента их контакта с конической поверхностью 11 и последующим воздействием на нее с силой F - до достижения надежной фиксации углового положения планшайбы 2. При этом, в отличие от воздействия цанги 5 на цилиндрическую поверхность кольцеобразного выступа 10 (в прототипе), результирующий вектор силы F уже имеет два составляющих вектора: сил F₁ и F₂ (фиг.4). Выбрав угол α образующей конической поверхности 11 в пределах половины величины угла конуса трения для контактирующих материалов, сила F₂ становится противодействующей силе F₁. Таким образом, планшайба 2 находится под действием не одного момента F×l, а двух, противоположного направления - F₁×l₁ и F₂×L. Принимая во внимание, что коэффициент трения (f_тр) при вышеупомянутом условии равен F₂/F₁, и задав равенство этих моментов, ненагруженной изгибающим моментом планшайбе 2 соответствует ее конструкция, при которой f_тр=l₁/L.

Выполнение кольцеобразного выступа 10 с внутренней конической поверхностью 11, ввиду ее износа в процессе эксплуатации и, соответственно, снижения срока службы планшайбы 2 (при ее трудо- и металлоемкости, а также из-за невозможности выбора материала конической поверхности 11, отличного от материала планшайбы 2, с необходимым для данной конструкции коэффициентом трения (f_тр=l₁/L), не является оптимальным конструктивным решением. Образование же конической поверхности 11 трубчатым элементом 14 фланцевого соединения 13 с планшайбой 2 (фиг.5) устраняет эти недостатки.

Кроме того, сам трубчатый элемент 14 с целью упрощения технологии изготовления фланцевого соединения 13 (вместо сварного узла) может быть выполнен в виде цанги 15 (фиг.6). Такая конструкция позволяет трубчатое фланцевое соединение 13 производить из одной заготовки за одну операцию на вырубно-гибочном штампе.

Таким образом, выполнение внутренней поверхности кольцеобразного выступа, расположенного на нерабочей плоскости планшайбы, в виде усеченного конуса с вершиной, направленной к ее рабочей плоскости и углом, не более угла конуса трения, который имеют материалы взаимодействующих поверхностей кольцеобразного выступа и цанги механизма жесткой фиксации углового положения планшайбы, позволяет разгрузить ее от изгибающего момента, возникающего при воздействии упомянутой цанги на ее кольцеобразный выступ и, следовательно, исключить деформацию рабочей плоскости планшайбы и, как следствие,- торцевой поверхности обрабатываемой заготовки.

Кроме того, образование внутренней конической поверхности кольцеобразного выступа трубчатым элементом фланцевого соединения с планшайбой обеспечивает возможность подбора его материала - из условия полного отсутствия изгибающего планшайбу момента для данной ее конструкции - f_тр=l₁/L.

Выполнение же трубчатого элемента фланцевого соединения в виде цанги позволяет значительно упростить его изготовление, так как вместо, например, сварного фланцевого соединения возможно его получение в виде моноблока из одной листовой заготовки и за одну вырубно-гибочную операцию.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности металлообработки, и может быть использовано в качестве технологической оснастки на металлорежущих станках для установки и закрепления на ней обрабатываемой заготовки. Поворотный стол содержит основание с расположенной на нем на опорах качения планшайбой. На нерабочей поверхности планшайбы выполнен кольцеобразный выступ. Внутренняя поверхность выступа взаимодействует с механизмом жесткой фиксации углового положения планшайбы. Внутренняя поверхность кольцеобразного выступа выполнена в виде усеченного конуса с вершиной, направленной к рабочей плоскости планшайбы, и углом, не более угла конуса трения, который имеют материалы взаимодействующих поверхностей. Кроме того, внутренняя поверхность кольцеобразного выступа образована трубчатым элементом фланцевого соединения, с помощью винтов закрепляемого на планшайбе. При этом для упрощения изготовления трубчатого фланцевого соединения сам трубчатый элемент выполнен в виде цанги. Решаемой технической задачей является исключение влияния механизма жесткой фиксации углового положения планшайбы на форму ее рабочей поверхности и, соответственно, на точность обработки заготовки. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Поворотный стол, содержащий основание с установленной на опорах качения планшайбой, выполненной с возможностью взаимодействия внутренней поверхности ее кольцеобразного выступа, расположенного на нерабочей плоскости, с механизмом жесткой фиксации углового положения планшайбы, отличающийся тем, что внутренняя поверхность кольцеобразного выступа выполнена в виде усеченного конуса с вершиной, направленной к рабочей плоскости планшайбы, и углом, не более угла конуса трения, который имеют материалы взаимодействующих поверхностей кольцеобразного выступа и механизма жесткой фиксации углового положения планшайбы.2. Стол по п.1, отличающийся тем, что внутренняя коническая поверхность кольцеобразного выступа образована трубчатым элементом фланцевого соединения с планшайбой.3. Стол по п.2, отличающийся тем, что трубчатый элемент фланцевого соединения с планшайбой выполнен в виде цанги.