устройство для нарезания резьбы

Формула изобретения

1. Устройство для нарезания резьбы, содержащее узел закрепления обрабатываемой детали, привод вращения этой детали, резьбовой копирный барабан, размещенный с возможностью взаимодействия с резьбовой копирной гребенкой, кинематически связанной с установленным с возможностью осевого и радиального перемещения суппортом, несущим резец, отличающееся тем, что в резьбовом копирном барабане выполнены несквозные прорези в осевом направлении, он выполнен съемным и предназначен для установки на обрабатываемой детали, например на шейке оси колесной пары, с возможностью его неподвижного закрепления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для неподвижного закрепления резьбового копирного барабана выполнено в виде цанги с размещенным на ней хомутом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к вспомогательным устройствам, позволяющим использовать для нарезания резьбы станки, не предназначенные для этой цели.

Изобретение может быть использовано в любом вагонном депо.

Любая колесная пара вагона состоит из оси и посаженных на ней неподвижно при помощи прессовой посадки колес. На концах осей, именуемых шейками, устанавливаются подшипники трения или качения. Для закрепления роликового подшипника ось колесной пары отличается конструкцией шейки. На конце шейки имеется резьба М110х4 для гайки, удерживающей роликовый подшипник на шейке оси.

На вагоностроительных заводах ось вагона (без колес) обрабатывается на специализированных станках. В частности накатывание резьбы М110х4 производится на резьбонакатном автомате (см. Т.К. Батюшкин, Д.В. Быховский и В.С. Лукашук. "Технология вагоностроения, ремонт и надежность вагонов". М. Машиностроение, 1990, стр. 82, на стр. 85 маршрутное описание технологического процесса механической обработки оси под роликовые подшипники).

В кн. "Технология вагоностроения и ремонта вагонов" под ред. проф. В.С. Герасимова ( М. "Транспорт", 1988 г, стр. 135) сказано: "Накатывание резьбы М110х4 на резьбонакатном автомате (одновременно на двух сторонах оси)", а в примечании 2 на той же странице сказано "Нарезка резьбы М110х4 вместо накатывания резьбы, может производиться на токарно-винторезных станках типов 1М63 и 1А64".

В этой же книге на стр. 151 сказано, что на вагоноремонтных предприятиях колесные пары обтачивают на колесно-токарных станках "Рафамет" ПНР, а обработку шеек колесных пар осуществляют на шеечно-накатных станках "Рафамет" ТВЦ, ХАС112 и ХАД112.

Станок "Рафамет" предназначен для проточки и упрочняющей накатки шейки оси, но не предназначен для нарезания резьбы на конце шейки оси.На этом станке ведется обработка колесной пары в сборе.

В процессе эксплуатации вагонов возникают повреждения роликового буксового узла, в частности деформация и износ резьбы М110х4. В кн. Т.И. Некрасова "Техническое обслуживание буксового узла вагонов" на стр. 12 сказано: "Перед монтажом необходимо внимательно проверять состояние резьбы шеек оси и гаек. Запрещается производить монтаж буксовых узлов колесных пар, у которых диаметр резьбы менее 108,7 мм или резьба деформирована.

Колесные пары с деформированной резьбой выбраковываются и направляются на вагоноремонтные заводы и вагоноколесные мастерские. Для восстановления резьбы на шейке оси колеса с оси снимают, производят проточку, наплавку под резьбовую часть, проточку ее после наплавки и накатку или нарезку резьбы на вышеупомянутом специализированном оборудовании. Для производства этих работ нужно специализированное оборудование, позволяющее производить распрессовку (снятие колес) колесной пары, а также оборудование для накатывания или нарезания резьбы. Обычные винторезные или резьбонарезные станки не могут быть использованы из-за большого веса и габарита колесной пары.

В вагонных депо, где производят замену колесных пар и ремонт без их распрессовки, имеются только шеечно-накатные станки "Рафамет", не предназначенные для нарезания резьбы на концах шеек осей. Поэтому для восстановления резьбы М110х4 на шейках осей колесные пары отправляют на вагоноремонтные заводы или в вагоноколесные мастерские, что сопряжено с большими затратами на перевозки и затратой времени на ремонт.

При проведении патентного поиска по классу В 23 G 3/00 3/08 была цель выявить вспомогательные устройства, позволяющие нарезать резьбу на станках, не предназначенных для этих целей.

По авт. св. N 679345, кл. В 23 G 3/08 известно устройство для нарезания резьбы на токарно-револьверных станках (принятое за прототип). Это устройство содержит устройство для закрепления и вращения детали, суппорт, резьбовой копирный барабан, установленный на валу, и резьбовую копирную гребенку, укрепленную на люнете, установленном на трубе, несущей продольный суппорт с режущим инструменте. Резьбовая копирная гребенка укреплена с помощью сферического шарнира и гайки со сферической поверхностью. Копирный барабан закреплен на валу при помощи шпоночного соединения.

Данное устройство предназначено для установки на токарно-револьверном станке. Однако на этом станке невозможно нарезать резьбу М110х4 на шейке оси колесной пары из-за ее больших габаритов. Нарезание такой резьбы на токарно-винторезных станках возможно в том случае, если проведена распрессовка колесной пары, т.е. сняты колеса с оси.

Для устранения дефектов резьбы колесных пар в вагоноремонтных депо распрессовки колесных пар необходимо иметь специальные станки, которые имеются только на вагоноремонтных заводах.

Целью настоящего изобретения является создание возможности нарезания резьбы на концах осей колесных пар на шеечно-накатном станке. Для этого предлагается вспомогательное устройство, позволяющее использовать для нарезания резьбы станок, не предназначенный для этой цели, т.е. расширить технологические возможности станка, при этом сокращается кинематическая цепь по сравнению с прототипом.

Поставленная цель достигается тем, что на шейке обрабатываемой колесной пары (в сборе) неподвижно закрепляется съемный резьбовой копирный барабан. Закрепление производится, например, при помощи цанги и хомута. Наружная резьба на барабане по шагу соответствует резьбе нарезаемой на шейке оси обрабатываемой колесной пары. На верхней каретке суппорта, несущей резьбонарезной резец, закреплена подвижно в перпендикулярном направлении по отношению к оси обрабатываемой детали резьбовая копирная гребенка с теми же параметрами резьбы. Сама обрабатываемая деталь (колесная пара) с закрепленным на ее шейке резьбовым копирным барабаном и копирная гребенка во время контакта образуют винтовую пару, перемещающую верхнюю каретку суппорта в продольном направлении, параллельно обрабатываемой поверхности.

В процессе проведения патентного поиска и изучения технической литературы не выявлены устройства, позволяющие использовать шеечно-накатные станки для нарезания резьбы на концах оси колесной пары (в сборе). Накатка и нарезание резьбы во всех известных случаях производится на спецстанках на осях со снятыми колесами. Поэтому можно сделать вывод о наличии новизны.

Существенным отличием данного технического решения является то, что предложено устройство, выполненное в виде съемного копирного резьбового барабана, неподвижно закрепленного непосредственно на обрабатываемой детали, т. е. на шейке оси колесной пары, а не на валу, как в прототипе. Выполнение барабана съемным необходимо, так как он устанавливается на шейку оси только на время нарезания резьбы на конце оси. Закрепляется он неподвижно, чтобы служить в качестве ходового винта, вращаясь совместно с обрабатываемой деталью. Закрепление его на детали при помощи цанги и хомута позволяет его быстро снимать и устанавливать. Другой вид закрепления, например при помощи шпонки (как в прототипе), невозможен, так как к поверхности шейки оси предъявляются особые требования, и она не может быть ослаблена или деформирована. Обрабатываемая деталь (колесная пара) устанавливается в пинолях шеечно-накатного станка и получает от него вращение. Резьбовая копирная гребенка закреплена на верхней каретке суппорта (а не на люнете как в прототипе) и имеет возможность перемещаться в перпендикулярном направлении по отношению к оси обрабатываемой детали, а значит и к резьбовому барабану, соосно установленному на шейке оси. Это необходимо для введения ее в контакт с копирным резьбовым барабаном для образования винтовой пары на момент нарезания резьбы. Получается кратчайшая кинематическая цепь: обрабатываемая деталь с закрепленным на ней барабаном, вращаясь, задает через посредство копирной резьбовой пары поступательное перемещение верхней каретке суппорта, на котором закреплен резец, нарезающий резьбу на конце шейки этой же обрабатываемой детали.

Предлагаемое устройство позволило расширить технологические возможности шеечно-накатного станка, т.е. появилась возможность нарезать резьбу на шейках оси колесной пары при кратчайшей кинематической цепи. На основании вышеизложенного можно сделать вывод о наличии существенных отличий и изобретательского уровня.

На фиг. 1 показан общий вид сверху на установку обрабатываемой детали на шеечно-накатном станке. На левой шейке оси установлен резьбовой копирный барабан. В зоне правой шейки оси колесной пары показано размещение установки для наплавки шейки оси и устройство для медленного вращения колесной пары при наплавке (не являющиеся предметом защиты в данной заявке).

На фиг. 2 показана копирно-резьбовая пара в момент нарезания резьбы.

На фиг. 3 изображен резьбовой копирный барабан с закрепленным на нем хомутом.

На фиг. 4 разрез А А на фиг.3.

Резьбовой копирный барабан 1 имеет прорези, образующие цангу 2, и резьбовую часть 3. Резьбовая копирная гребенка 4 установлена на верхней каретке суппорта 5, несущего резьбонарезной резец 6.

Для нарезания резьбы на конце шейки 7 оси колесной пары 8 в сборе с колесами 9 резьбовой копирный барабан 1 надевают на левую шейку 7. При помощи хомута 10, надеваемого на цангу 2, и стягивания его винтом 11 неподвижно закрепляют резьбовой копирный барабан 1 на шейке 7. Затем колесная пара 8 в сборе устанавливается в пиноли 12 и 13 шеечно-накатного станка и включается привод вращения колесной пары (на чертеже не показан).

Резьбовая копирная гребенка 4 подвижно закреплена на верхней каретке суппорта 5. При помощи рычажной системы (на чертеже не показана) копирная гребенка 4 вводится в контакт с резьбовой частью 3 копирного барабана 1. Перемещение гребенки 4 производится в перпендикулярном направлении по отношению к оси обрабатываемой детали (колесной пары). При помощи той же рычажной системы гребенка 4 фиксируется в положении контакта с резьбовым копирным барабаном Рычажная система приводится в движение рукояткой 14.

Вращающаяся колесная пара 8 с жестко закрепленным на ней резьбовым копирным барабаном 1 и резьбовая копирная гребенка 4, контактирующая с резьбовой частью 3 резьбового копирного барабана 1, работают как винтовая пара (ходовой винт), перемещающая верхнюю каретку суппорта 5 с резьбонарезным резцом 6. Резец 6 нарезает резьбу М110х4 на конце шейки 7 оси колесной пары 8.

После окончания нарезания резьбы резьбовая копирная гребенка 4 выводится из контакта с резьбовым копирным барабаном 1 путем отвода ее при помощи рукоятки 14 в обратном направлении. Привод вращения колесной пары отключается, и резьбовой копирный барабан снимается о шейки оси колесной пары.

Осуществить нарезание резьбы М110х4 на шейке оси колесной пары в сборе на шеечно-накатном станке мы смогли при кратчайшей кинематической цепи. При минимальных затратах на изготовление предлагаемого устройства, вагонное депо ст. Курган Курганского отделения Юж.Ур.ж.д. получило возможность в своем депо производить восстановление резьбы на шейках осей колесных пар.