РОТОРНЫЙ ИНСТРУМЕНТ Российский патент 2010 года по МПК B23B27/12 

Изобретение относится к механической обработке материалов, преимущественно резанием или поверхностным пластическим деформированием.

Известен роторный инструмент, содержащий шпиндель с круглым рабочим элементом, установленный на подшипниковых опорах и снабженный устройством для регулировки осевых зазоров (а.с. №1154054, В23В 27/12, опубл. 1985.05.07 г.).

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является приведенная в монографии Ящерицына П.И., Борисенко А.В. и др. Ротационное резание материалов. - Мн.: Наука и техника, 1987. - с.180, рис.9.2, в. и выбранная в качестве прототипа конструкция роторного инструмента, содержащего державку и шпиндель с круглым рабочим элементом - чашечным резцом, установленный на подшипниковых опорах, имеющих обойму, и снабженный устройством для регулировки осевых зазоров в них с помощью грибковой пружины, упирающейся в торец регулировочной гайки, навинченной на резьбовой хвостовик шпинделя.

Основным недостатком известных конструкций является ненадежность регулировки осевых зазоров подшипников. Этот недостаток является принципиальным и обусловлен невозможностью обеспечения с достаточной точностью перпендикулярного расположения рабочего торца гайки по отношению к оси шпинделя при использовании в качестве базы резьбового соединения гайка-шпиндель. В результате из-за перекоса гайки зазор в заднем упорном подшипнике становится неравномерным по его рабочей поверхности, что приводит к ее повышенному износу и возможному "заеданию" подшипника из-за схватывания с недопустимой остановкой вращения шпинделя в процессе работы. При этом вследствие недостаточной жесткости закрепления шпиндельного узла существенно снижаются точность и качество обработки, а повышенный износ упорных подшипников обуславливает снижение параметров ее режима и производительности. Наличие грибковой пружины не устраняет указанного недостатка, но усложняет конструкцию резца. Кроме того, при достаточной жесткости пружины существенно увеличивается осевая нагрузка на упорные подшипники. Это дополнительно повышает интенсивность их изнашивания и создает возможность схватывания трущихся поверхностей, особенно в передней опоре, на которой упругое воздействие пружины и осевая рабочая нагрузка суммируется. При использовании пружины меньшей жесткости не обеспечивается надежность осевого закрепления шпинделя в опорах, что может приводить к "подрыву" рабочего элемента в процессе резания и созданию аварийной ситуации.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение точности, улучшение качества и увеличение производительности механической обработки роторными инструментами за счет повышения надежности и долговечности их подшипниковых узлов, а также упрощение конструкции и эксплуатации таких инструментов.

Указанный технический результат достигается тем, что в роторном инструменте, содержащем державку, шпиндель с круглым рабочим элементом, установленный на опорах, имеющих обойму в виде подшипников, и устройство для регулировки осевых зазоров в них, часть обоймы выполнена в виде втулки, базированной на цилиндрической поверхности шпинделя, установленной с возможностью перемещения и стопорения на нем и предназначенной для регулировки осевых зазоров. При этом подшипники выполнены упорными или упорно-радиальными.

На фиг.1 схематически изображен предлагаемый инструмент (вариант, когда часть обоймы упорного подшипника выполнена в виде втулки). На фиг.2 показан другой возможный вариант роторного инструмента (когда втулка является частью обоймы конического подшипника).

Инструмент состоит из корпуса или державки 1 и шпинделя 2 с круглым рабочим элементом 3 в форме чашечного резца или накатного ролика, установленного в корпусе 1 на подшипниковых опорах 4 и снабженного устройством для регулирования осевых зазоров в них, выполненного в виде втулки 5, базированной на цилиндрической поверхности шпинделя 2 и одновременно являющейся частью обоймы подшипника 4, например, упорного. Втулка установлена с возможностью перемещения и стопорения на цилиндрической поверхности шпинделя, например, винтом 6.

Предлагаемый инструмент работает следующим образом: обрабатываемую деталь устанавливают, например, в шпинделе токарного станка и сообщают ей вращение со скоростью V. В процессе работы вращение оси 2 с рабочим элементом 3 осуществляется преимущественно от обрабатываемой детали. При этом в зависимости от формы рабочего элемента 3 происходит обработка резанием или поверхностным пластическим деформированием с непрерывной сменой его активных рабочих участков. Предлагаемая конструкция инструмента, снабженного втулкой 5, базированной на цилиндрической поверхности шпинделя 2, позволяет в процессе эксплуатации наиболее просто регулировать и создавать оптимальные осевые зазоры в подшипниках 4 путем перемещения втулки 5, преимущественно вручную, до упора в обойму подшипника 4 и фиксации такого ее положения стопорным винтом 6. При этом за счет точного базирования втулки 5 по цилиндрической поверхности шпинделя обеспечивается отсутствие ее биения и равномерность осевых зазоров в подшипниках 4, что снижает интенсивность их изнашивания и исключает возможность "заедания" и затормаживания, повышает долговечность инструмента, а также точность, производительность и качество обработки. Возможность использования втулки 5 как части обоймы подшипника 4 дополнительно упрощает конструкцию инструмента.

Инструмент содержит державку, шпиндель с круглым рабочим элементом, установленный на опорах, имеющих обойму, в виде подшипников и устройство для регулировки осевых зазоров в них. Для повышения надежности, долговечности и упрощения конструкции часть обоймы выполнена в виде втулки, базированной на цилиндрической поверхности шпинделя, установленной с возможностью перемещения и стопорения на нем и предназначенной для регулировки осевых зазоров. Подшипники могут быть выполнены упорными или упорно-радиальными. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Роторный инструмент, содержащий державку, шпиндель с круглым рабочим элементом, установленный на опорах, имеющих обойму, в виде подшипников и устройство для регулировки осевых зазоров в них, отличающийся тем, что часть обоймы выполнена в виде втулки, базированной на цилиндрической поверхности шпинделя, установленной с возможностью перемещения и стопорения на нем и предназначенной для регулировки осевых зазоров.

2. Роторный инструмент по п.1, отличающийся тем, что подшипники выполнены упорными или упорно-радиальными.