Многорезцовое устройство для токарных станков Российский патент 2024 года по МПК B23B29/00 

Предлагаемое изобретение относится к области металлообработки, в частности к обработке наружных поверхностей осесимметричных деталей на токарных станках. Известно устройство для одновременной черновой и чистовой обработки поверхностей тел вращения, содержащее два резца. Чистовой резец повернут относительно чернового резца и закреплен на оправке с возможностью угловой регулировки [1].

Недостатком данного устройства является невозможность плавного регулирования углового положения чистового резца в процессе резания в функции режимов точения. Регулирование углового положения резцов с помощью прокладок не позволяет осуществить непрерывную и плавную регулировку.

Известно устройство для обработки наружных поверхностей осесимметричных деталей на токарных станках, выбранного в качестве прототипа, когда черновой и чистовой резцы установлены на один диаметральный размер и смещены в осевом направлении на постоянную величину. Оба резца оснащены встроенными упругими элементами и между ними в осевом направлении установлена балка с упругим элементом, передающая колебания от чернового резца чистовому. Параллельно балке установлен гидравлический демпфер, обеспечивающий сдвиг колебаний по фазе чистового резца относительно чернового. Чистовой резец установлен из условия снятия припуска, равного величине выступов шероховатости от обработки черновым резцом. [2].

Недостатком данного устройства является снижение уровня вибраций при передаче энергии от чернового резца чистовому за счет ее потери в упругом элементе и демпфере. Следовательно, амплитуда колебаний чистового резца уменьшается и качество обработанной поверхности падает.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности обработки и производительности с достижением следующих технических результатов: повышение точности и качества обработки путем снижения шероховатости и уменьшение энергоемкости процесса чистого точения за счет использования энергии гидроусилителя.

Эта задача решается тем, что в устройстве для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали, содержащее резцедержатель с установленными последовательно в осевом направлении черновой и чистовой резцы. Между резцами установлен гидравлический усилитель амплитуды колебаний чистового резца, корпус которого жестко закреплен на резцедержателе. В корпус встроены два гидроцилиндра включенных последовательно. Шток-поршень первого большего диаметра жестко закреплен на державке чернового резца, а шток-поршень второго, меньшего диаметра гидроцилиндра, жестко закреплен на державке чистового резца. Выход первого гидроцилиндра включен на вход второго, причем передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэффициентом усиления больше единицы, равным отношению большего диаметра гидроцилиндра к меньшему диаметру.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, представленным на фиг. 1.

Многорезцовое устройство для токарной обработки осесимметричных деталей содержит резец 1 для черновой и резец 2 для получистовой и чистовой обработки. Между ними установлен гидроусилитель перемещений 3 и все они жестко закреплены в резцедержателе 4. К черновому резцу 1 жестко закреплен шток-поршнь 5 большого гидроцилиндра 6, а к корпусу резца 2 жестко закреплен шток поршень 7 малого гидроцилиндра 8. В корпусе резца 2 закреплены резцовые пластины 9 для получистового точения и 10 для чистового точения. Пластина 9 жестко закреплена в корпус резца 2 винтом 11,а пластина 10 базируется на цилиндрических направляющих 12 и 13 жестко закрепленных в корпусе резца 2. Положение пластины 10 фиксируется в корпусе резца 2 упругими элементами 14. Шток поршень 7 гидроцилиндра 8 соединен с осью 15, которая жестко соединена с пластиной 10. Настройка резцов проводится относительно детали 16.

Двухрезцовое устройство работает следующим образом. Предварительно рассчитывают режимы резания, величины припусков и геометрии резцов для каждого вида точения (черного, получистового и чистового). Резцы 1 и 2 настраивают по эталону образцу на расчетные диаметры детали 16, закрепляют вместе с гидроулсилителем в резцедержателе станка и подводят к обрабатываемой детали. Первым включается в процесс резания черновой резец 1, а далее начинает работать резец 2 с получистовой и чистовой пластинами резания. Резцы соединены гидроусилителем 3, на вход которого подаются колебания державки чернового резца 1 c амплитудой Н₁ и через шток-поршень 5 гидроцилиндра 6 вытесненный объем которого V₁ передается на вход малого цилиндра 8 и перемещает шток поршень 7 на величину Н₂ .За счет жесткого соединения шток поршня 7 с осью 15 соединенный с чистовой пластиной 10 резца 2 в зоне упругого элемента 14 колеблется с амплитудой колебания державки резца 1 умноженного на коэффициент усиления колебаний гидроусилителя 3.

Расчет амплитуды колебаний чистового резца производится по формуле

Н₂ =(d₁H₁)/d₂

Здесь H₁ и Н₂ - амплитуды колебаний чернового и чистового резцов; d₁ и d₂ - диаметры цилиндров гидроусилитея колебаний. Спектр частот колебаний чистового и чернового резца одинаков. Все резцы ведут обработку с одинаковой подачей. Использование конструкции многорезцового устройства с гидроусилителем колебаний чистового резца позволяет повысить производительность обработки, качество поверхности и точность обработанной и увеличить надежность работы инструмента и обеспечить стабильность форм и размеров в эксплуатационный период работы детали.

Источники информации

1. А.С. СССР 319391 МПК B23b 29.03.1972.

2. Пат. 2765554 Российской федерации МПК B23B 29/00.

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для токарной обработки наружных поверхностей осесимметричных деталей. Устройство для токарной обработки наружной поверхности осесимметричной детали содержит резцедержатель с установленными в осевом направлении черновым, получистовым и чистовым резцами и гидроусилитель амплитуды колебаний чистового резца, установленный между державками резцов. Корпус усилителя жестко закреплен на резцедержателе, и в нем встроены два гидроцилиндра, включенных последовательно. Передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэффициентом усиления больше единицы. В корпусе чистового резца встроена режущая пластина для получистовой обработки, которая жестко закреплена в нем. Режущая пластина для чистовой обработки установлена на две цилиндрические направляющие и зафиксирована относительно корпуса резца упругими элементами, установленными на цилиндрических направляющих. Обеспечивается повышение точности и качества обработки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство для многорезцовой обработки наружных поверхностей осесимметричных деталей на токарных станках, содержащее резцедержатель с установленными в осевом направлении черновым и чистовым резцами, установленными последовательно со смещением в осевом направлении на постоянную величину, отличающееся тем, что между резцами установлен гидравлический усилитель амплитуды колебаний чистового резца, корпус которого жестко закреплен на резцедержателе, и в нем встроены два гидроцилиндра, включенных последовательно, шток-поршень первого большего диаметра жестко закреплен на державке чернового резца, а шток-поршень второго, меньшего диаметра гидроцилиндра, жестко закреплен на пластине чистового резца, выход первого гидроцилиндра включен на вход второго, причем передача колебаний от чернового резца к чистовому обеспечивается с коэффициентом усиления больше единицы, равным отношению большего диаметра гидроцилиндра к меньшему диаметру.

2.Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе чистового резца встроена режущая пластина для получистовой обработки, жестко закрепленная в его корпусе, а режущая пластина для чистовой обработки установлена на две цилиндрические направляющие с возможностью осевого перемещения и зафиксирована относительно корпуса резца упругими элементами, установленными на цилиндрических направляющих.