устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля
Классы МПК: | B24B19/02 для шлифования канавок, например на валах, в обоймах, в трубах, монокинетических соединительных элементах |
Автор(ы): | Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И., Егоров Б.А., Бородин В.В. |
Патентообладатель(и): | Орловский государственный технический университет |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-06-04 публикация патента:
20.04.2003 |
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к обработке кольцевых канавок переменного профиля дисковым инструментом, например дисковой фрезой, шлифовальным кругом и т.п. Устройство содержит приводной вал с инструментом для обработки закрепленной в патроне вращающейся заготовки, индивидуальный электропривод для вращения приводного вала и кронштейн с осью, установленный с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси вращения заготовки, и предназначенный для установки приводного вала. Привод согласованного вращения заготовки и кронштейна с инструментом выполнен в виде маховичка, червячной передачи, состоящей из закрепленного на патроне заготовки червячного колеса и червяка, на валу которого закреплено коническое колесо, которое входит в зацепление с другим коническим колесом, связанным с образованием блока с одним из зубчатых шкивов зубчатой ременной передачи. Второй зубчатый шкив последней закреплен на оси упомянутого кронштейна. Использование такой конструкции позволяет уменьшить затраты на технологическую подготовку производства. 3 з.п.ф-лы, 5 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Формула изобретения
1. Устройство для обработки кольцевых канавок переменного профиля, содержащее приводной вал с инструментом для обработки закрепленной в патроне вращающейся заготовки и индивидуальный электропривод для вращения приводного вала, отличающееся тем, что оно снабжено кронштейном с осью, установленным с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси вращения заготовки, и предназначенным для установки приводного вала, и приводом согласованного вращения заготовки и кронштейна с инструментом, при этом последний выполнен в виде маховичка, червячной передачи, состоящей из закрепленного на патроне заготовки червячного колеса и червяка, на валу которого закреплено коническое колесо, входящее в зацепление с другим коническим колесом, связанным с образованием блока с одним из зубчатых шкивов зубчатой ременной передачи, второй зубчатый шкив которой закреплен на оси упомянутого кронштейна. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве инструмента использован дисковый инструмент. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве дискового инструмента при черновой обработке кольцевой канавки использована дисковая профильная фреза. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в качестве дискового инструмента при чистовой обработке кольцевой канавки использован шлифовальный или полировальный круг.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к технологии машиностроения, в частности к способам обработки кольцевых канавок переменного профиля дисковым инструментом, например дисковой фрезой, шлифовальным кругом и т.п. Известен привод шлифовального круга для обработки кольцевых канавок переменного профиля [1]. Привод содержит установленную с возможностью осцилляции на шейке приводного вала планшайбу с расположенным на ней шлифовальным кругом. Планшайба взаимодействует с механизмом ее осцилляции с изменением угла наклона шлифовального круга к плоскости вращения. Механизм включает установленные с возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения в неподвижном диске плунжеры, имеющие ролики, контактирующие с одним торцом планшайбы, и шарики, катящиеся по поверхности профильного кулачка. Последний расположен на торце приводного шкива, получающего вращение от обрабатываемой заготовки через зубчатую ременную передачу. Диск и приводной шкив расположены на неподвижном валу, который смонтирован на стойке соосно приводному валу планшайбы, взаимодействующей с внутренней сферической поверхностью шайбы приводного вала. Зубчатая ременная передача привода торцового кулачка имеет быстро-съемный шкив, который устанавливается на обрабатываемой заготовке, с числом зубьев и наружным диаметром в два раза меньшим, чем приводной шкив. Недостатком является сложность конструкции и изготовления привода круга, особенно сферических шайбы, шейки, профильного торцового кулачка и плунжеров, а также большой износ многих сопрягаемых деталей из-за больших инерционных сил, так как для достижения нормальной скорости резания при шлифовании кругу необходимо сообщать высокую частоту вращения. Например, для круга диаметром 100 мм необходима частота n = 6690 мин-1Известно специальное устройство крепления инструмента для реализации способа фрезерования канавок фасонного профилях [2], при котором производят врезание фрезы на необходимую глубину канавки, после чего сообщают вращение заготовке, причем движения вращения заготовки и качания фрезы в плоскости, проходящей через оси вращения заготовки и инструмента, согласованы, при этом наибольший угол качания фрезы за пол-оборота заготовки определяют по приведенной формуле. Недостатком указанного устройства являются сложность изготовления и реализации способа, требующая больших трудовых и денежных затрат. Заявляемое изобретение решает задачу черновой и чистовой обработки кольцевых канавок переменного профиля и уменьшения затрат на технологическую подготовку производства. Это достигается предлагаемым устройством для обработки кольцевых канавок переменного профиля, содержащее приводной вал с инструментом для обработки закрепленной в патроне вращающейся заготовки и индивидуальный электропривод для вращения приводного вала, причем оно снабжено кронштейном с осью, установленным с возможностью поворота относительно оси, перпендикулярной оси вращения заготовки, и предназначенным для установки приводного вала, и приводом согласованного вращения заготовки и кронштейна с инструментом, при этом последний выполнен в виде маховичка, червячной передачи, состоящей из закрепленного на патроне заготовки червячного колеса и червяка, на валу которого закреплено коническое колесо, входящее в зацепление с другим коническим колесом, связанным с образованием блока с одним из зубчатых шкивов зубчатой ременной передачи, второй зубчатый шкив которой закреплен на оси упомянутого кронштейна. Кроме того, в качестве инструмента использован дисковый инструмент, причем при черновой обработке кольцевой канавки использована дисковая фреза, а при чистовой обработке кольцевой канавки использован шлифовальный или полировальный круг. На фиг. 1 показана установка инструмента (шлифовального круга) в момент начала работы и кинематическая схема привода, реализующего способ; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - положение инструмента (шлифовального круга) при повороте заготовки на пол-оборота от первоначального установа на фиг.1; на фиг.4 - расчетная схема наибольшего угла поворота круга; на фиг.5 - вид Б на фиг.4. Работа устройства осуществляется следующим образом. Обработку ведут при вращении инструмента со скоростью резания. До начала вращения заготовки 1 производят врезание дискового инструмента (шлифовального круга) 2 на необходимую глубину (фиг.1). При этом высота инструмента берется равной минимальной ширине Bmin обрабатываемой канавки, а радиус закругления периферии инструмента Rmin - радиусу закругления в сечении канавки минимальной ширины min. Необходимая скорость вращения Vкр инструмента (шлифовального круга) обеспечивается индивидуальным электродвигателем 3, который установлен на кронштейне 4. Ось заготовки 1 и ось 5 инструмента 2 параллельны. Затем придают согласованные движения заготовке 1 и инструменту 2. За половину оборота заготовки 1 инструмент 2 вместе с осью 5 и электродвигателем 3 совершает поворот в плоскости, параллельной оси заготовки относительно оси 6, перпендикулярной оси вращения заготовки, со скоростью S





где Вmах - максимальная ширина канавки;
Dk - наружный диаметр дискового инструмента (например, шлифовального круга);







где Вmах=47 мм; dk=125 мм;







Обработку осуществляли на токарно-винторезном станке 16К20 с использованием универсально-сборного приспособления и применением некоторых специально изготовленных узлов для реализации предлагаемого способа, которые устанавливали на суппорте. Предлагаемый способ позволяет интенсифицировать процесс как черновой, так и чистовой обработки и получить кольцевую канавку переменного профиля с одного установа. Благодаря развороту дискового инструмента (например, шлифовального круга) с угловой подачей S

1. Патент РФ 2121423, МКИ В 24 В 47/00, 19/02. Привод шлифовального круга / Степанов Ю.С., Афанасьев Б.И., Гончаров И.И. Заявка 97122188/02, заявл. 30.12.97, опубл. 10.11.98. Бюл. 31 - прототип. 2. Патент РФ 2089352, МКИ В 23 С 3/00. Способ фрезерования / Степанов Ю. С. , Афанасьев Б. И. , Бурнашов М.А. Заявка 95109001/02, заявл. 30.05.95, опубл. 10.09.97. Бюл. 25.
Класс B24B19/02 для шлифования канавок, например на валах, в обоймах, в трубах, монокинетических соединительных элементах