копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания

Формула изобретения

Копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания, содержащее пространственный копир, установленный с возможностью вращения шпинделем станка одновременно с заготовкой поршня, копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола и с закрепленными на нем копирным щупом и расположенным между щупом и осью поворота резцом, пружину для прижима щупа к поверхности копира, размещенную между копирным рычагом и рабочим столом, перемещаемым суппортом и кареткой станка, отличающееся тем, что оно снабжено закрепленной в шпинделе станка оправкой с зажимом для соосного консольного крепления изнутри обрабатываемой заготовки за отверстие под поршневой палец, при этом копир выполнен в виде неподвижно закрепленной на оправке втулки, копир и заготовка расположены рядом друг с другом по оси шпинделя и установлены в определенном угловом положении посредством соответствующей ориентации креплений втулки и зажима на оправке, а рабочие концы копирного щупа и резца направлены в одну сторону по направлению к оси шпинделя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам токарной обработки изделий сложной геометрии наружного профиля, в том числе несимметричной, с переменной степенью овальности и криволинейности, в частности, копировального некругового обтачивания юбок поршней двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известно по а. с. СССР N 1819190, опубл. 30.05.93 [1] копировальное устройство для обработки поршней, содержащее пространственный копир с возможностью вращения одновременно с закрепленной заготовкой поршня шпинделем станка, причем продольные оси указанных копира и заготовки параллельны оси указанного шпинделя; копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола, перемещаемого суппортом и кареткой станка, с закрепленными на указанном рычаге копирным щупом и резцом в промежутке между щупом и осью поворота, а также пружиной между указанными копирным рычагом и рабочим столом для прижима щупа к поверхности копира.

Недостатками данного устройства являются сложность и неудобство дополнительных кинематических схем передач, их некомпактность, нежесткость и нерациональное распределение усилий между копирным щупом и резцом, направленных в разные стороны от копирного рычага.

Техническая задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, заключается в существенном упрощении конструкции, ускорении и удешевлении ее установки, подготовки и/или переналадки для некругового обтачивания на токарном станке юбок поршней ДВС, в повышении качества обработки.

Технический результат достигается тем, что копировальное устройство токарного станка для обработки внешних поверхностей заготовок поршней двигателей внутреннего сгорания содержит пространственный копир, установленный с возможностью вращения шпинделем станка одновременно с заготовкой поршня, копирный рычаг с осью поворота относительно рабочего стола и с закрепленными на нем копирным щупом и расположенным между щупом и осью поворота резцом, пружину для прижима щупа к поверхности копира, размещенную между копирным рычагом и рабочим столом, перемещаемым суппортом и кареткой станка, отличие состоит в том, что оно снабжено закрепленной в шпинделе станка оправкой с зажимом для соосного консольного крепления изнутри обрабатываемой заготовки за отверстие под поршневой палец, при этом копир выполнен в виде неподвижно закрепленной на оправке втулки, копир и заготовка расположены рядом друг с другом по оси шпинделя и установлены в определенном угловом положении посредством соответствующей ориентации креплений втулки и зажима на оправке, а рабочие концы копирного щупа и резца направлены в одну сторону по направлению к оси шпинделя.

Перечень фигур чертежей.

Фиг. 1 - общий вид копировального устройства.

Фиг. 2 - продольный осевой разрез оправки.

На чертежах в сквозной нумерации обозначены позиции следующих элементов: 1 - заготовка поршня, 2 - шпиндель станка, 3 - планшайба, 4 - оправка, 5 - втулка пространственного копира, 6 - рабочий стол, 7 - копирный рычаг, 8 - ось поворота копирного рычага, 9 - копирный щуп, 10 - резец, 11 - прижимная пружина, 12 - кулачки консольного зажима на оправке, 13 - шток пневмоцилиндра для консольного зажима поршня на первой оправке, 14 - конус с ограничителем хода кулачков зажима, 15 - направляющие штифты для кулачков, 16 - возвратные пружины, 17 - кольцевая посадочная втулка для пружин.

Копировальное устройство разработано для установки на токарный станок общего назначения с ЧПУ или даже без него, оправку 4 закрепляют типовым средством (планшайбой 3) в шпиндель 2, рабочий стол 6 устанавливают вместо типового резцедержателя по его месту крепления на суппорте станка.

Готовую втулку копира 5 одевают и неподвижно и жестко закрепляют на оправке 4, например, с помощью неподвижного шпоночного или шлицевого соединения.

Разность величин плеч щупа 9 и резца 10 относительно оси 8 поворота копирного рычага 7 приводит к появлению масштаба копирования, который должен быть учтен заранее при создании втулки копира 5 на основании конкретных размеров плеч рычага 7 и размеров юбки поршня 1.

Кроме того, для качества и точности некругового обтачивания требуется согласование скорости продольного перемещения рабочего стола 6 вдоль оси шпинделя 2, общей частоты его вращения с копиром 5 и заготовкой поршня 1, а также допустимого снимаемого за один проход слоя металла с заготовки 1.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом некругового обтачивания заготовку поршня 1 соосно консольно закрепляют на оправке 4 с помощью внутреннего зажима, например, типа "ласточкин хвост". По фиг. 2 при движении штока 13 зажима на втягивание сквозь отверстие шпинделя 2 станка в пневмоцилиндр (на фиг. 2 не показан) конус 14 разжимает и смещает кулачки 12 вдоль направляющих штифтов 15. При этом кулачки 12 входят в две части отверстия под поршневой палец и поджимают заготовку 1 к фланцу оправки 4. После обработки при отключении пневмоцилиндра и обратном движении штока 13 возвратные пружины 16 устанавливают кулачки 12 в исходное положение, тем самым высвобождая заготовку 1 для снятия с оправки 4.

При движении рабочего стола 6 с кареткой станка вдоль оси шпинделя 2 при непрерывном касании щупа 9 поверхности втулки копира 5 резец 10 профилирует обрабатываемую поверхность юбки заготовки поршня 1, получая перемещение от качающегося копирного рычага 7.

При этом распределение векторов усилий между щупом 9 и резцом 10 является наиболее рациональным, и давление на резец 10 является оптимальным для предотвращения чрезмерных деформаций обрабатываемой поверхности и преждевременного износа резца 10, который обычно выбирают алмазным.

Использование предлагаемого изобретения позволит снизить трудоемкость изготовления поршней и повысить точность их обработки. Устройство предназначено для токарных станков общего назначения и просто в изготовлении с разными копирными втулками для разных поршней. Это позволит использовать его как в серийном, так и штучном производстве, например, на ремонтных предприятиях.

Предлагаемое копировальное устройство уже ряд лет эффективно применяется в производстве на предприятии фирмы "Самара Трейдинг Компани".

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А. с. СССР N 1819190, B 23 B 5/24, опубл. 30.05.93, бюл. N 20.