Устройство для направленной подачи вспомогательного вещества Советский патент 1982 года по МПК B23Q11/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ПОДАЧИ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА

Изобретение относится к устройству для направленной подачи вспомогательного вещества (вв), в частности к зоне резания инструмента или к зон врезания инст11умента в изделие, напри мер у станков Г. Известны станки, у которых сопла, из которых выходит ВВ, расположены вокруг шпинделя, несущего инструмент Сопла установлены подвижно и могут смещаться в отдельности Вручную, так что Выходящую струю можно направлять на смачиваемое место. Недостатком является то, что стру всех или отдельных сопел необходимо подрегулировывать вручную или для каждого сопла отдельно, обслуживающим станки, в соответствии с процессом обработки и его продолжения.Поэтому невозможен автоматический режи работы станка. Следовательно предложено (DE-OS2 437 739) передвижение подвиж .но установленйого подводящего трубопро;вода для дополнительного вещества двигателем, управляемым в зависимости от движения подачи рабочих сала.зок станка. При условии, что перед началом обработки подводящий трубопровод направляется таким образом, что выходящая струя охлаждающего средства может попасть на передний корпус сверлильного инструмента,имеется возможность подрегулировать подводящий трубопровод так, что в основном струя охлаждакицего средства направлена к зоне врезания инструмента в изделие. Однако предпосылкой для этого является учет длины сверлильного инструмента и ее применение для позиционирования подводящего трубопровода перед началом процесса сверления. Для этого в предлагаемом р ценни для станков с устройством для смены инструмента предусматривается щуп, который обмеряет длину инстр5плента, находящегося в магазине инструмента в состоянии готовности. Позиционирование щупа запоминается, а запоминающей устройство выключает регулировочный двигатель, если позиционирование подводящего трубопровода не соответствует позиционированию щупа. Таким образом, возможен автомаiтический режим работы станка. : Недостатком являются необходимые затраты для.щупающего устройства и для дальнейшей обработки таким обраэом полученной инфopмaци, Кроме того, достаточно точную информацию для регулировочного механизма можно полу чать только для сверл и им подобных инструментов. Например, у резцовых головок информация, полученная щупованием, не может использоваться для точного устанавливания подводящего .трубопровода к зоне резания инструмента. Очевидно, предложенное решени не предусмотрено для этого. Что касается степени использования оказывается, что не выгодно применить только один отдельный подводящий трубопровод, в частности при подаче ВВ под высоким давлением, так как очень много ВВ отскакивает от смачиваемого места без воздействия, а кроме того, при сверлении ВВ может входить в просверленное отверстие только в интервалах, что обусловлено формой сверла, а именно тогда, когда канавка сверла коротковременно освобождается на месте, на ко.торое попадает струя вспомогательного вещества. Возможность одновременной и в слу чае как ручной, так и автоматической перестановки нескольких сопел иллюст рирует решение, предлагаемое авторским свидетельством SU56580a. Здесь центральное кольцо имеет по одной направляющей кулисы, в которой находится цапфа, связанная с поворотно установленныг- соплом. Направляющая кулисы расположена под углом относительно .оси поворота сопла. При повороте кольца направляющая кулисы смещает цапфу тангенциально относительно опоры сопла, за счет чего оно вра щается вокруг своей оси поворота. С учетом допустимых размеров это решение позволяет пбворот сопел толь ко на относительно маленький угол поворота, вследствие чего струя ВВ может попасть только на относительно маленький участок площади. Однако на пример, на фрезерных станках применяются инструменты, размеры в направ лении оси которых различны, например сверла и дисковые фрезы. Направление струи ВВ к зоне резания как сверла, так и дисковой фрезы требует относительно большой угол поворота сопла. Далее поворот сопла приводит к различным углам попадания струи Вв на инструмент, за счет чего в зависимости от угла большее или меньшее количество ВВ отскакивает от инструмента без воздействия, а только част его воздействует на инструмент. Кроме того, с увеличением острого угла между осью сопла и осью инструмента перемещение сопла происходит на более маленький угол, если угол попадания струи ВВ на инструмент непрерывно .следует смещающей зоне резания и врезания. Таким образом, требуется механизм с очень точным регулированием. Недостатком этого решения является также то, что оно допускает только совместное перемещение всех сопел . Для случаев применения, в которых разные струи ВВ попадают на различные зоны, так, например, у инструмента или изделия, решение неприменимо . Недостатки известного решения вызваны применением общей для всех сопел управляющей части и тем, что изменение положения сопел происходит поворачиванием. Применение направляющей кулисы для поворота цапфы допускает только маленький угол поворота при допустимом выборе размеров. Цель изобретения - достижение оптимального использования вспомогательного вещества и при многолезвийных инструментах- с помощью его направленной подачи к зоне применения; осуществление распределения вспомогательного вещества также по большим поверхностям, например подача к зоне осевого сечения, а также к определенным зонам заготовки для их охлаждения, или через всю свободную длину более длинных инструментов; создание устройства, обслуживаемого вручную или автоматически, которое одну или несколько струй вспомогательного вещества направляет на точки, находящиеся на различном расстоянии относительно переднего конца шпинделя,причем струя ВВ попадает либо под различнЕз1М углом, либо ПОД постоянным углом, а при изменяющемся угле струя должна проходить относительно большой диапазон углов. Струи ВВ должны перестанавливаться либо совместно, либо отдельно. Вся конструкция устройства не должна допускать изменение соответствующей струи ВВ из-за возникающих при подаче ВВ под большим давлением усилий. Поставленная цель достигается тем, что по крайней мере одно из сопел является ведомым элементом кривошипношатунного или винтового механизма, ведущий элемент которого вручную или с помощью механического привода вращается или откидывается вокруг оси шпинделя изделия или вокруг оси, параллельной или расположенной в радиальном направлении под любым углом к этой оси. При этом сопло может перемещаться в зависимости от геометрических соотношений передачи в (.или на передней бабке в радиальном направлении относительно оси шпинделя, причем радиальная плоскость движения располагается на любом расстоянии к центру вращения шпинделя изделия, или она поворачивается вокруг оси, скрещивающейся с осью шпинделя изделия. Согласно изобретению с помощью кривошипно-шатунного механизма сопло щарнирно соединено с его шатуном. Кривошип выполнен как зубчатое колесо с укрепленной со стороны торца цапфой. Шарнирное соединение сопла с шатуном, как и его шарнирное соединение с цапфой кривошипа, происходит с помощью шарнира кривошипа.

Каждое сопло имеет такую передачу Ее привод происходит либо непосредртвенно от зубчатого колеса, так что каждое сопло имеет отдельный привод, либо центральным приводным колесом, расположенным преимущественно концентрично шпинделю изделия станка и приводящим зубчатое колесо так,что несколько сопел приводятся в действие совместно с одним центральным .приводом.

Если решение согласно изобретению выполнено с помощью винтового механизма, то сопло жестко соединено с его гайкой или через поворотный рычажный механизм. Указанная гайка снабжена зубчатым колесом.3 этом случае привод предусмотрен либо непосредственно для этого зубчатого колеса, как отдельный привод одного сопла, либо через центральное приводное колесо, как привод нескольких сопел.

Целесообразным является применение кривошйпно-шатунного и винтового механизмов, приводящих в движение по одному соплу, выполненных по различным параметрам (ход резьбы, размеры кривошипа), так, что исходное движение центрального приводного колеса приводит к различным большим перемещениям отдельных сопел.

Другое исполнение устройства получается за счет того, что отдельные или все сопла имеют различный друг от друга наклон оси их соплового канала относительно оси шпинделя изделия при исходном положении приводного колеса. Принцип действия устройства описывается следующими примерами исполнения;

На фиг. 1 показано поворотное сопло как ведомый элемент кривошицношатунного механизма; на фяг. 2 радиально перемещаемое сопло как ведомый элемент кривошйпно-шатунного механизма; на фиг. 3 - поворотное сопло как ведомый элемент винтового механизма; на фиг. 4 - радиально перемещаемое сопло как ведомый элемент винтового механизма.

Сопло 1 устанавливается поворс тно вокруг оси 2 (фиг. 1) и с помощью шарового шарнира 3 в шатуне 4 криво-, шипно-шатунного механизма, эксцентриковый диск которого выполнен в виде зубчатого колеса 5 и с торцовой стороны является носителем цапфы кривошипа б. Посредством другого шарового

шарнира 7- шатун. 4 шарнирно соединен с цапфой кривошипа 6. ПЬворачиваемое вокруг оси 8 зубчатое колесо зацепляется за другое зубчатое колесо, выполненное в виде конического колеса S, которое выполнено как центральное приводное колесо, расположенное кон центрично оси 10 шпинделя изделия.

Если коническое колесо 9 поворачивается на определенный угол вокруг

О оси 10, то зубчатое колесо 5 также поворачивается вокруг своей оси а, , причем цапфа кривошипа 6 приводится р движение по дуге окружности. Шарнирно соединенны с цапфой кривошипа

5 6 шатун 4 передает результирующее линейное движение через шаровойшарг НИР 3 на противоположный от отверстия сопла конец сопла 1, за сче-г- чего оно поворачивается вокруг оси 2.

0 Однако движение кривошйпно-шатунного механизма можно осуществлять и отдельно, без центрального приводного колеса,в данном случае конического колеса 9, путем соединения привода

5 и оси 8 зубчатого колеса 5. Сопло 11 (фиг. 2) изображено как ведомый элемент кривошйпно-шатунного механизма, перемещаемый вперед в направляющей 12, расположенной в торце передней

Q бабки 13. Сопло соединено с тягой 14, с которой шарнирно соединен шатун15 кривошипно-шарнирного механизма.

С другой стороны шатун 15 шарнирно соединен с цапфой кривошипа 16,,

которая связана с зубчатым колесом 17, выполненным как эксцентриковый диск.

Зубчатое колесо 17 зацепляется своими зубьями с зубьями другого зуб. чатого колеса 18, служащего в ка ест0 ве центрального приводного колеса, расположенного соосно оси 10 .шпинделя изделия.. ,

Движение центрального приводного 5 колеса,(зубчатого колеса 18), вокруг оси 10 приводит во вращение зубчатое колесо 17, за счет чего передвигается цапфа кривошипа 16 по дуге окружности. Таким образом, через шатун 15 0 на тягу 14 линейное движение передается соединенному с тягой 14 соплу 11, за счет чего оно передвигается в направляющей 12.

Сопло 19 как ведомый элемент винтового механизма поворотно расположеjHO.Ha оси 20 и противоположным от отверстия сопла концом подвижно соединено с т-ягой 21, которая с другой стороны соединена с гайкой 22 несущего винта

его оси 24 приводит гайку 22 в линейное движение, которое через рычажный механизм передается на конец сопла 19 и обусловливает его поворот вокруг оси 20. Сопло 25, (фиг. Ф) жес1ко соединяется с гайкой 26 несущего 27. ,Винт 27 вращается и опирается на опо ры 28 и 29 и несет зубчатое колесо, здесь конусное колесо ЗО, последнее входит в зацепление с другим эубчатым колесом 31, служащим центральным приводным колесом, расположенным с возможностью поворота вокруг оси 10 рабочего шпинделя. Сопло 25 установлено с возможйосТью перемещения в на правляющёй 32, расположенной на торце передней бабки 33. Для подключе-: ния подводящего трубопровода 34 сопло 25 имеет присоединительную часть 35, канал 36 которой входит в канал 37 сопла 25. Если необходимо переставить сопло 25, то центральное приводное коле со, (коническое колесо 31), поворачи вается вокруг оси 10, причем из-за вращения конусного колеса 30 также вращается винт 27, вследствие чего гайка 26 осуществляет л 1нейное движе ние, которое из-за жесткого соединения между гайкой 26 и соплом 25 пере дается непосредственно соплу 25 и ос щестеляет его перемещение в направляющей 32. У каждого из этих и других возмож ных вариантов исполнения изобретения возможно осуществление привода криво шипно-шатунного или винтового механизма, отнесенного к каждому соплу, как через центральное приводное коле ,со для совместного привода нескольки сопловых .механизмов, так и для каждо го соплового механизма отдельно с помощью привода, действующего на кривошип и винт непосредственно. Йа чертежах не изображено предпочтительное исполнение линейно пере двигаемых сопел 11 и 25, о т л и чающееся тем, что они выполнены с наклоном к оси 10 шпинделя из делия, в этом случае стРУЯ ВВ попада ет на изделие, принятое шпинделем изделия с углом постоянной величины. Если сопло 11 или 25 перемещается в направляющей 12 и 32, то струя ВВ попадает на инструмент или изделие ближе или дальше от торца передней бабки 13 или 33, но всегда с одинаковым углом. Этот угол выбирается с учетом оптимального использования вспомогательного вещества, таким образом, чтобы по возможности меньшее количество вспомогательного вещества отскакивало от инструмента или изделия без воздействия на них. ; Вследствие этого уменьшается загрязнение окружающей среды, нагрузка на корпус или устройство для кондиционирования воздуха закрытых машин. Кроме того, оптимальным снабжением ВВ лучше поддерживается процесс обра ботки резанием. При постоянно повторяющихся одинаковых производственных заданиях сопла могут получать различный нак- лон к оси рабочего шпинделя, за счет чего струя ВВ каждого сопла в зоне его попадания на инструмент или изделие используется оптимально. Это возможно как для линейно перемещаемых сопел, так и для поворачиваемых сопел. Кроме того, поворачиваемые сопла можно передвигать в большом диапазоне поворота, так что зона попадания струей ВВ может находиться как во всей длине инструмента, так и на определенном месте инструмента, которое необходимо интенсивно охлаждать . Вследствие возможного отдельного привода сопла его можно использовать также, например, для сма зывания поверхностей станка, например для устранения скоплений стружек, которые образуют тепловые зоны. Для этого необходимо поворотное сопло постоянно передвигать по всему диапазону поворота. За счет отдельного привода имеется возможность выбора определенного положения каждого сопла относительно инструмента или изделия, так что различным количеством сопел можно отвечать самым различным требованиям в части подачи вспомогательного вещества.При. этом имеется хороший выбор из комбинаций обоих сопловых приводов и возможностей их перемещения. Изобретение позволяет как ручное, так и автоматическое выравнивание отдельных или нескольких струй вспомогательного вещества как посредством центрального, так и посредством отдельного привода. Благодаря этому в зависимости от рабочей программы станка и соответствии с требованиями ;процёсса обработки, может происходить ручная ИЛИ автоматическая подача вспомогательного вещества в зоне резания инструмента в изделие и к другим местам на инструменте, изделии и станке. Таким образом, осуществляется оптимальное поддерживание процесса изготовления и использование вспомогательного вещества. Вследствие этого возможна работа станка с обслуживанием меньшим числом персонала или без него. Формула изобретения 1. Устройство для направленной подачи вспомогательного вещества к зоне резания инструмента или к зоне врезания инструмента в изделие с соплами, подвижно установленными в (или) на передней бабке станка вокруг оси шпинделя изделия, отличаюшеес я тем, что по,меньшей мере одно из сопел 1, 11, 19 и 25 является ведомым элементом кривошипно-шатунного или винтовогь механизма с приводным колесом 19, 18 и 31, вращающимся либ вручную, либо с помощью механическо.го привода вокруг оси 10 шпинделя из делия или вокруг оси 8, 24, расположенной параллельно к ней, или в ра-: диальном направлении под любым углом к оси 10, а сопло (сопла) 11, 25, 1 19, расположено в направляющей 12, 32, предусмотренной в (или) на перед ней бабке 13, с возможностью перемещения в радиальном направлении к оси 10 шпинделя изделия, или поворота вокруг оси 2, 20, скрещивающейся с осью 10 шпинделя изделия. 2.Устройство по п. 1, отли.чающееся тем, что сопло 1 шарнирно соединено с шатуном 4 криво щпно-шатунного механизма. 3.Устройство.по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что кривошип кривошипно-шатунного механизма состоит из зубчатого колеса 5 с цап,фой кривошипа б, закрепленной с его торцовой стороны.. 4. Устройство по пп. 1-3, о т л и ч ающее с я тем, что шарнир ное соединение сопла 1 с его шатуном 4, а также шарнирное соединение этого шатуна 4 с его цапфой кривошипа б соответственно выполняются в ви де шарового шарнира 7. 5.устройство, по п. 1, о т л и чающееся тем, что сопло 19, 25 связано с гайкой 22 и 26 винтового механизма. 6.Устройство по п. 5, отличаю щ е е с я тем, что сопло 19, поворачиваемое вокруг оси 20, скрещи вающейся с осью 10 шпинделя изделия, соединено с гайкой 22 через рычажный механизм 21. 7. Устройство по пп. 5 о т л и чающееся тем, что сопло 25 жестко соединено с гайкой 26, . 8. Устройство по одному из пп.5-7, отличающееся тем, что винт 23, 27 несет зубчатое колесо 30, которое входит в зацепление с зубчатым колесом 31. 9. Устройство по одному из пп.1-8, О|Тличающееся тем, что каждый из кривошипно-шатунного или винтового м ханиамов, приводящего сопло 1, 11, 19, 25 в движение, связан с центральным приводным колесом. 1U. Устройство по одному из пп. 1-В, отличающееся тем, что несколько кривошипно-шатунных или винтовых механизмов-; приводящих соответственно одно сопло 1, 11, 19 и 25 в движение, связаны с центральным приводным колесом 9, 18, 31, расположенным соосно шпинделю изделия. 11.Устройство по одному из пп. 1-10, отличающееся тем, что отдельные кривошипно-шатунные или винтовые механизмы, приводящие соответственно одно сопло l,il, 1У, 25 в движение, обладают отличающимися друг от друга параметрс№та. 12.Устройство по одному из пп. 1-11, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что.ось соплового канала в исходном положении приводного колеса либо у всех сопел имеет одинаковый наклон к оси 10 шпинделя изделия, либо отдельные сопла имеют особый наклон. Признано изобретением по резуль татак экспертизы, осуществленной ведомством по изобретательству Германской Демократической республики.

2

1e

W

/

Avr2

t f2

/

2J