УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОРПУСА РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С КРИВОЛИНЕЙНЫМ ДНОМ Российский патент 2020 года по МПК B23B31/40 B23Q3/12 

Изобретение относится к области технологических оснасток на станках токарной группы и может быть использовано для токарной обработки ракетного двигателя с закреплением его на токарном станке.

Известны конструкции токарных патронов, состоящих из корпуса и широких кулачков (см. B.C. Корсаков, «Основы конструирования приспособлений», учебник для ВУЗов, М., «Машиностроение», 1983, стр. 37, рис. 17б) - прототип.

Недостатком данных конструкций патронов является невозможность применения кулачков для закрепления и для базировки корпусов ракетных двигателей, в которых технологические базы указаны во внутренней полости на криволинейном дне со сквозным отверстием или прилагающих поверхностях.

Кроме этого, не обеспечивается требуемая точность обработки, так как кулачки патрона имеют недостаточный вылет для закрепления длинномерных тонкостенных заготовок. При этом не обеспечивается требуемая точность обработки, так как кулачки патрона имеют недостаточную величину угла охвата тонкостенных заготовок, что приводит к концентрированию зажимной силы по периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки корпуса ракетного двигателя в местах контакта с кулачками. При этом возникают деформации, приводящие к образованию погрешности формы в поперечном сечении заготовки корпуса ракетного двигателя. Величина погрешности формы в поперечном сечении увеличивается после раскрепления детали из трехкулачкового патрона после токарной операции за счет упругого восстановления. Такой дефект влияет на все диаметральные размеры и, особенно на профильные канавки и резьбу. В результате этого, наблюдаются локальные выходы требуемых диаметральных размеров за пределы поля допуска. При этом процент брака после обработки заготовок корпусов ракетных двигателей может составлять значительные величины.

Корпуса ракетных двигателей имеют ряд конструктивных особенностей, под которые необходимо доработать патрон для обеспечения его правильной установки и закрепления. Исходя из особенности размерных цепочек, линейные размеры заданы от дна вогнутой формы на определенном диаметре его сужения или расширения, а также на прилегающих поверхностях, в том числе конусных. Следовательно, данные плоскости являются технологическими базами для механической обработки и заготовку корпуса ракетного двигателя необходимо базировать по теоретически изготовленному шаблону. В технологии машиностроения встречаются ряд деталей сложной конфигурации, имеющие криволинейные поверхности в своем составе на которые в определенных точках необходимо базироваться.

Технической задачей, является закрепление заготовки корпуса ракетного двигателя на токарном станке для механической обработки при обеспечении требуемой точности механической обработки получаемой продукции за счет точного базирования и минимизации величины погрешности формы поперечного сечения, путем равномерного распределения прилагаемой силы по всей периферии базовой цилиндрической поверхности тонкостенной заготовки корпуса ракетного двигателя.

Варианты решения технической задачи:

1. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, упомянутое устройство снабжено оправкой, состоящей из основания и трубы, и зафиксированным в отверстии трубы одним торцом ступенчатый валом, со стороны другого торца которого установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса, при этом упомянутое основание выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка.

2. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, упомянутое устройство снабжено оправкой с конусным основанием, которое выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка, и валом, одним торцом зафиксированным в отверстии, выполненном в центре оправки, при этом на другом торце вала выполнено отверстие, в котором установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса..

3. Решение поставленной технической задачи достигается тем, что устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, упомянутое устройство снабжено оправкой, имеющей конусное основание и выполненной заодно с валом, на торце которого расположен цилиндрический выступ с упором в виде диска, выполненным с возможностью упирания во внутреннюю поверхность дна упомянутого корпуса, при этом упомянутое конусное основание выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка.

Также упомянутое устройство по любому из вариантов снабжено центром, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью с возможностью закрепления в задней бабке упомянутого станка и фиксации упомянутого корпуса через отверстие в его дне.

На Фиг. 1 изображены корпуса ракетных двигателей.

Фигуры варианта по независимому пункту 1 формулы изобретения:

На Фиг. 2 изображен в изометрии токарный патрон с упором без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 3 изображен в изометрии токарный патрон с упором без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 4 изображен в изометрии токарный патрон с упором без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 5 изображен в изометрии токарный патрон с упором без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 6 изображен в изометрии токарный патрон с закрепленной заготовкой корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 7 изображен в изометрии токарный патрон с закрепленной заготовкой корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 8 изображен в изометрии токарный патрон с закрепленной заготовкой корпуса ракетного двигателя, зафиксированной центром в задней бабке.

На Фиг. 9 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя, установленная и закрепленная в токарном патроне и в центре задней бабки.

На Фиг. 10 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя с базировкой на упоре.

Фигуры варианта по независимому пункту 2 формулы изобретения:

На Фиг. 11 изображен в изометрии токарный патрон с упором без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 12 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя, установленная и закрепленная в токарном патроне.

Фигуры варианта по независимому пункту 3 формулы изобретения:

На Фиг. 13 изображен в изометрии токарный патрон с диском без заготовки корпуса ракетного двигателя.

На Фиг. 14 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя, установленная и закрепленная в токарном патроне.

На Фиг. 15 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя, установленная и закрепленная в токарном патроне зафиксированная центром задней бабки.

На Фиг. 16 изображена в разрезе заготовка корпуса ракетного двигателя с базировкой на дисковом упоре.

Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре содержит оправку, установленную в центральный канал 4 патрона 1, которая состоит из основания 5 и трубы 6, в торец которой устанавливается ступенчатый вал 7 со ступенью и резьбой, со стороны другого торца устанавливается упор 8, зафиксированный гайкой, закрученной на резьбовой конец вала 7, кольцевой торец упора, упирающимся в криволинейное дно корпуса ракетного двигателя 9, и также кулачки 2, установленные стандартным способом в патроне 1, с которыми жестко связаны сектора 10, кроме того передняя часть корпуса ракетного двигателя зафиксирована, закрепленным в задней бабке 3 центром 12.

Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре работает следующим образом: сектора 10 жестко соединены в сборочном состоянии и закреплены на кулачках 2, которые в свою очередь устанавливаются стандартным способом в патроне 1. Для начала работы заготовку корпуса ракетного двигателя 9 внутренней полостью направляют к упору 8 закрепленного на валу 7 и трубе 6 через основание оправки 5. Сектора 10 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость заготовки корпуса ракетного двигателя 9 до контакта кольцевого торца упора 8 с вогнутой поверхностью на дне заготовки. Упор 8 размещает внутри кольцевой выступ по кромкам отверстия 11. При этом должен обеспечится свободное состояние между торцом заготовки корпуса ракетного двигателя 9 и секторами 10. Затем заготовку окончательно закрепляют в патроне 1, разжимая сектора 10. После этого осуществляют механическую обработку заготовки.

Также корпус ракетного двигателя 9 через отверстие 11 зафиксирован центром 12, закрепленным в задней бабке 3, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью.

Упор в виде заостренного кольцевого выступа решает задачу базирования. Технологическая база располагается на криволинейной поверхности дна корпуса ракетного двигателя. Вследствие своей криволинейности, эта база задана через диаметр по линии окружности. Для базирования необходимо создать плоскость, которая создается через лини окружности. Положение заготовки при таком базировании на упоре будет устойчивое. Упор с заострениями максимально повторяет контур технологической базы. Чем точнее будет совпадение, тем точнее будет изготовлен корпус ракетного двигателя.

Также в результате выполненного увеличенного обхвата кулачками 2 за счет прикрепленных к ним секторов 10, при контакте с базовым диаметром заготовки корпуса ракетного двигателя 9 сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.

Вариант. Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре включающего, конусную оправку 13, установленную в центральный канал 4 патрона 1, в центре которой выполнено отверстие, в котором зафиксирован вал 14, с другого торца вала выполнено отверстие с установленным в нем упором 15 с заостренным кольцевым выступом, упирающимся в вогнутый профиль внутренней поверхности дна корпуса ракетного двигателя 16, кроме того к кулачкам 2 жестко прикреплены сектора 17, выполненные в форме части кольца с внешней цилиндрической поверхностью, кроме того передняя часть корпуса ракетного двигателя зафиксирована, закрепленным в задней бабке 3 центром 12.

Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре работает следующим образом: сектора 17 жестко соединены в сборочном состоянии и закрепляются на кулачки 2, которые в свою очередь устанавливаются стандартным способом в патроне 1. Для начала работы заготовку корпуса ракетного двигателя 16 внутренней полостью направляют к упору 15, закрепленного на валу 14 в оправке 13 с конусным основанием. Сектора 17 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость заготовки корпуса ракетного двигателя 18 до контакта кольцевых выступов упора 15 с вогнутой поверхностью на дне заготовки. Упор 15 размещает внутри неровности на кромках отверстия 18. Также должен обеспечится свободное состояние между торцом заготовки корпуса ракетного двигателя 16 секторов 17. Затем заготовку окончательно закрепляют в токарном патроне 1, разжимая сектора 17. После этого осуществляют механическую обработку заготовки.

Также корпус ракетного двигателя 9 через отверстие 11 зафиксирован центром 12, закрепленным в задней бабке 3, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью.

В результате выполненного увеличенного обхвата кулачками 2 за счет прикрепленных к ним секторов 17, при контакте с базовым диаметром заготовки корпуса ракетного двигателя сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.

Упор в виде заостренного кольцевого выступа решает задачу базирования. Технологическая база располагается на криволинейной поверхности дна корпуса ракетного двигателя. Вследствие своей криволинейности, эта база задана через диаметр по линии окружности. Для базирования необходимо создать плоскость, которая создается через линию окружности. Положение заготовки при таком базировании на упоре будет устойчивое. Упор с заострениями максимально повторяет контур технологической базы. Чем точнее будет совпадение, тем точнее будет изготовлен корпус ракетного двигателя.

Вариант. Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре включающего, конусную оправку 19, установленную в центральный канал 4 патрона 1 и выполненную заодно с валом, с торца которого выполнен цилиндрический выступ, на котором зафиксирован упор в виде диска 20, упирающийся своим профилем во внутреннею поверхность, прилегающей ко дну корпуса ракетного двигателя 16, кроме того к кулачкам 2 жестко прикреплены сектора 21, выполненные в форме части кольца с внешней цилиндрической поверхностью, также передняя часть корпуса ракетного двигателя зафиксирована, закрепленным в задней бабке 3 центром 12.

Устройство фиксации на токарном станке корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном с отверстием в центре работает следующим образом: сектора 21 жестко соединены в сборочном состоянии и закрепляются на кулачки 2, которые в свою очередь устанавливаются стандартным способом в патроне 1. Для начала работы заготовку корпуса ракетного двигателя 16 внутренней полостью направляют к дисковому упору 20 закрепленного на валу переходящего в оправку 19. Сектора 21 в этот момент находятся в сведенном состоянии и входят свободно во внутреннюю полость заготовки корпуса ракетного двигателя 16 до контакта дискового упора 20 с прилегающими поверхностями криволинейного дна заготовки корпуса ракетного двигателя 16. При этом должен обеспечится свободное состояние между торцом заготовки корпуса ракетного двигателя 16 секторов 21. Затем заготовку окончательно закрепляют в токарном патроне 1, разжимая сектора 21. После этого осуществляют механическую обработку заготовки.

Также корпус ракетного двигателя 16 через отверстие 18 зафиксирован центром 12, закрепленным в задней бабке 3, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью.

Технологическая база построена через линию окружности вдоль прилегающей поверхности ко дну корпуса ракетного двигателя. Кромки диска способны обеспечить соприкосновение упора с технологической базой, что значительно уменьшает погрешности базирования. Диск соединяется с валом через центральное отверстие. При этом вал выполнен заодно с основанием конусной оправки, ввиду упрощенной конструкции. Данная конструкция позволит выполнять функцию упора, при этом она технологичная с достаточной точностью изготовления.

В результате выполненного увеличенного обхвата кулачками 2 за счет прикрепленных к ним секторов 21, при контакте с базовым диаметром заготовки корпуса ракетного двигателя сила закрепления равномерно распределяется по всей периферии базовой цилиндрической поверхности заготовки.

Изобретение позволяет закрепить заготовку корпуса ракетного двигателя на токарном станке для механической обработки при обеспечении требуемой точности обработки получаемой продукции, которая имеет конструктивные особенности в виде размещения конструкторских и технологических баз на криволинейном дне с отверстием или прилегающих к ней поверхностях внутренней полости заготовки, также учитывая ее длинномерность и наличие установочных элементов на корпусе, а также обеспечение точности обрабатываемой продукции на основе минимизирования упругих деформаций при токарной обработке.

Изобретение относится к области токарной обработки и может быть использовано в качестве технологической оснастки для закрепления заготовки корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при ее обработке. Устройство содержит кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью обрабатываемого корпуса при разжимании кулачков, при этом оно снабжено оправкой, состоящей из основания и трубы, и зафиксированным в отверстии трубы одним торцом ступенчатым валом, со стороны другого торца которого установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса, при этом упомянутое основание выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка. Возможны различные варианты выполнения оправки и упора. Использование изобретения позволяет повысить точность базирования при закреплении заготовки корпуса на станке и соответственно повысить точность ее обработки. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 16 ил.

1. Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, отличающееся тем, что оно снабжено оправкой, состоящей из основания и трубы, и зафиксированным в отверстии трубы одним торцом ступенчатым валом, со стороны другого торца которого установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса, при этом упомянутое основание выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка.

2. Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, отличающееся тем, что оно снабжено оправкой с конусным основанием, которое выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка, и валом, одним торцом зафиксированным в отверстии, выполненном в центре оправки, при этом на другом торце вала выполнено отверстие, в котором установлен упор с заостренным кольцевым выступом, выполненным с возможностью упирания в вогнутый профиль внутренней поверхности дна упомянутого корпуса.

3. Устройство для закрепления корпуса ракетного двигателя с криволинейным дном, имеющим отверстие в центре, на токарном станке при механической обработке, содержащее кольцевые секторы, выполненные с возможностью жесткого прикрепления к кулачкам зажимного патрона упомянутого станка и контактирования с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого корпуса при разжимании кулачков, отличающееся тем, что оно снабжено оправкой, имеющей конусное основание и выполненной заодно с валом, на торце которого расположен цилиндрический выступ с упором в виде диска, выполненным с возможностью упирания во внутреннюю поверхность дна упомянутого корпуса, при этом упомянутое конусное основание выполнено с возможностью установки в центральном канале зажимного патрона станка.

4. Устройство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что оно снабжено центром, выполненным в виде тела вращения с конусной поверхностью с возможностью закрепления в задней бабке упомянутого станка и фиксации упомянутого корпуса через отверстие в его дне.