Каретка крупнова Советский патент 1974 года по МПК B23B21/00 

1

Изобретение относится к станкостроению, а именно к вибрационным кареткам для токарных станков,и предназначено для обработки преимущественно фасонных поверхностей.

По авт. св. № 332923 известна вибрационная каретка для обработки фасонных поверхностей с самостоятельным приводом, устанавливаемая на суппорт .станка, в которой инструмент одновременно с рабочей подачей совершает вибрационное перемещение, например в продольном относительно оси центров направлении от установленного на ней приводного объемного кулачка, и снабженная гидроцилиндром, поршень которого закреплен на суппорте станка и гидравлически связан с механизмом установки дополнительного кулачка поперечных вибраций.

Целью изобретения является обеспечение одинаковой фазы вращения кулачков и снижение трудоемкости их изготовления.

Это достигается тем, что профили кулачков выполнены в виде идентичных цилиндров, продольные оси которых наклонены к осям их вращения под одним и тем же углом.

На фиг. 1 изображена предлагаемая каретка; на фиг. 2 -вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - резцедержатель с резцом в изометрии; на фиг. 4 - схема следящего гидравлического исполнительного механизма с дроссельным устройством, разрез; на фиг. 5 - схема

векторных соотношений подач и амплитуд вибраций при обработке поверхности детали с отрицательным углом; на фиг. 6 - то же, при обработке поверхности детали с положительным углом; на фиг. 7 - профилированный кулачок поперечных вибраций дополнительного устройства; на фиг. 8 - профилированный кулачок продольных вибраций дополнительного устройства; на фиг. 9 и 10 - кулачки поперечных и продольных вибраций известного устройства.

Каретка содержит плиту 1, на которой установлено основание 2 с салазка.ми 3 и резцедерл ателем 4, которые обеспечивают перемещение резца 5 как в продольном, так и в поперечном направлениях, а также в том и в другом одновременно.

В конструкции резцедержателя и салазок предусмотрены выступы 6 и 7 для соединения

со штоками 8 и 9 гидравлических усилителей 10 и 11 мощности. Штоки 12 и 13 золотников этих усилителей мощности находятся в постоянном контакте с поверхностями профилированных кулачков 14 и 15, задающих соответственно поперечные и продольные вибрации. Для обеспечения одинаковой фазы вращения кулачков последние должны быть установлены эксцентриситетом вверх. Профиль кулачка 14 в центральной части по длине представляет собой круг, а профили концевых частей выполнены в виде двух одинаковых эллипсов, оси которых повернуты одна относительно другой на 90°, причем радиус определяется по формуле, где R - радиус круга; а - малая ось эллипса; b - большая ось эллипса. Кулачок 15 представляет собой правую половину кулачка 14. К поперечным салазкам 16 суппорта 17 токарного станка крепится измерительный гидроцилиндр, состоящий из корпуса 18, поршня 19 и штока 20. Шток 20 при помощи кронштейна 21 крепится к суппорту 17. Полость корпуса 18 гидроцилиндра разделена поршнем 19 на две части, которые через трубопроводы 22 и 23 сообщаются с измерительным дроссельным устройством. Измерительное дроссельное устройство состоит из корпуса 24, поршня 25, штока 26, буртика 27, пружин 28 и 29, обеспечивающих при отсутствии гидродинамических усилий среднее положение поршня 25 и втулки 30, связанной при помощи рь1чага 31 со штоком 32 исполнительного поршня 33. На штоке 32 неподвижно закреплена вилка 34, конец которой находится в пазу вала 35, несущего профилированный кулачок 14. Поперечные вибрации от кулачка 14 передаются резцу 5 через усилитель 10 и замковое устройство (см. фиг. 2), корпус 36 которого с одной стороны жестко соединен со штоком 8 усилителя 10, а с другой стороны соединен призматическим выступом 7 с резцедержателем 4. Для обеспечения возможности перемещения резцедержателя 4 в продольном направлении предусмотрен зазор между выступом 7 и корпусом 36. Величина зазора регулируется болтом 37 и гайками 38, причем во избежание нежелательного люфта в замковом соединении, зазор устанавливается по возможности минимальным. Для получения одинакового числа оборотов кулачков 14 и 15 имеется привод (см. фиг. 1), состоящий из электродвигателя 39, редуктора 40, трех валов 35, 41, 42 и трех конических шестерен 43, 44, 45, причем передаточное отношение каждого зубчатого зацепления равно единице. К плите 1 с возможностью перемещения крепится вилка 46, с помощью которой устанавливают положение кулачка 15 вдоль оси вала 42, а следовательно, и необходимую амплитуду продольных колебаний (величина ее должна быть равна такому значению, когда двойная амплитуда продольных вибрационных колебаний резца несколько больше величины продольной подачи суппорта 17 станка, например, на 20%). В известном устройстве профилированный кулачок 14 поперечных вибраций (см. фиг. 7) представляет собой цилиндр, ось которого пересекает ось вращения вала 35, несущего кулачок, причем ось цилиндра пересекается с осью вращения вала 35 в центральном сечении кулачка 14. Угол Y пересечения оси наклонного цилиндра и оси вала 35 определяется по формуле arctg у, где А - максимальная амплитуда задаваемых вибраций; / - половина длины профилированного кулачка поперечных вибраций, а также длина профилированного кулачка продольных вибраций. Для того, чтобы существенно не искажалась фаза результирующих вибрационных перемещений резца, необходимо выполнять следующее соотнощение: , где Д - диаметр наклонного цилиндра профилированного кулачка. Профилированный кулачок 15 продольных вибраций (см. фиг. 8) представляет собой правую часть профилированного кулачка 14 поперечных вибраций и устанавливается на валу 42 под тем же углом j, что и кулачок 14 на валу 35. При работе предлагаемой каретки (см. фиг. 1) валы 35 и 42 синхронно вращаются вместе с установленными на них профилированными кулачками 14 и 15. Штоки 12 и 13 золотников усилителей 10 и И мощности постоянно опираются на поверхности профилированных кулачков. Когда щток 12 золотника усилителя 10 мощности поперечных вибраций опирается на среднюю часть профилированного кулачка 14, поперечные вибрации не возникают, так как среднее сечение наклонного цилиндра у кулачка 14 соосно с валом 35. При перемещении кулачка Г4 влево вдоль оси вращения вала 35 шток 12 золотника усилителя 10 мощности опирается уже на сечение наклонного цилиндра, не соосное с валом 35, и при вращении кулачка 14 щтоку 12 золотника передаются вибрации. Величина этих вибраций по амплитуде зависит от места контакта штока 12 золотника с кулачком 14. При максимальном перемещении кулачка 14 влево шток 12 золотника получает вибрации максимальной амплитуды. Имеется линейная зависимость амплитуды вибраций от перемещения кулачка 14. При перемещении кулачка 14 вправо вдоль оси вращения вала 35 также происходит плавное увеличение амплитуды поперечных колебаний - вибраций. В отличие от перемещения кулачка 14 влево в данном случае фаза поперечных вибраций отличается на 180°. При любых перемещениях профилированного кулачка 15 продольных вибраций вдоль оси вала 42 изменения фазы вибраций не происходит, а меняется лишь амплитуда. Путем ручной установки кулачка 15 вдоль оси вала 42 производится задание постоянной амплитуды продольных вибраций в зависимости от

выбранной продольной подачи. Двойная амплитуда продольных вибраций должна превышать величину продольной подачи, например, на 20%.

При вращении валов 35 и 42 резец 5 совершает результируюш;ее вибрационное перемещение. Угол, под которым перемещается резец 5 по отношению к оси обрабатываемой детали 47, так же, как и в известной вибрационной каретке, определяется положением профилированных кулачков 14 и 15 вдоль осей валов 35 и 42. Каждое сечение наклонного цилиндра у кулачков 14 и 15 задает определенную амплитуду вибраций, причем в цредложеином устройстве в эксцентрично расположенной окружности каждого сечения кулачка в пределах поворота каждого кулачка на 360° записан один период вибрационного перемещения. В известной же вибрационной каретке в пределах иоворота каждого кулачка на 360° зацисан один период вибрационных перемещений. Поэтому для сохранения прежней частоты вибраций резца 5 в предложенной вибрационной каретке число оборотов вала 41 увеличено вдвое. Увеличение числа оборотов цривода не снижает эксплуатационной надежности каретки, так как на практике используют низкочастотные вибрационные колебания с частотой не более 300 гц.

Предмет изобретения

Каретка по авт. св. № 332923, отличающееся тем, что, с целью обеспечения одинаковой фазы вращения кулачков и снижения трудоемкости их изготовления, профили кулачков выполнены в виде идентичных цилиндров, продольные оси которых наклонены к осям их вращения под одним и тем же углом.

77

ц/ WJOI

lot 2

38

57 36 -2

Фиг. 2

17

31

18 :б

10

JO лоЬ

fua.

0 детали

.д Ось детали

попер

f попер.

прод.

Sl(

А

попер. И4

42

Фиг. 8

W

h

75

Фиг. 9

ke; Т

fa г Ю