приспособление для обработки остряка стрелочного перевода

Формула изобретения

1. Приспособление для обработки остряка стрелочного перевода, содержащее механизмы базирования и зажима пера, отличающееся тем, что для обработки на продольно-фрезерном станке оно снабжено механизмами зажима подошвы и головки корня, подводимыми опорами подошвы корня и устройствами для их перемещения, размещенными в корпусе, подводимыми боковыми опорами корня, при этом механизмы зажима подошвы и головки корня и подводимые боковые опоры корня размещены на каретках, выполненных с возможностью их продольного перемещения.

2. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что каретки, на каждой из которых размещены механизм зажима подошвы и механизм зажима головки корня и подводимая боковая опора головки корня, установлены на направляющих типа "ласточкин хвост", выполненных на боковых сторонах корпуса, в котором размещены подводимые опоры подошвы корня.

3. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что устройство для перемещения каждой подводимой опоры подошвы корня выполнено в виде клина, снабженного пазом, в котором установлен палец, жестко связанный с подводимой опорой, а клин жестко связан с силовым элементом, например штоком гидроцилиндра двухстороннего действия.

4. Приспособление по п.1, отличающееся тем, что механизм зажима головки корня выполнен в виде зажимного рычага, ось поворота которого закреплена в коромысле, несущем подводимую боковую опору головки корня, причем привод зажимного рычага и коромысла выполнен в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, связанного через шток с вилкой, несущей ось, контактирующую с пазом, выполненным в зажимном рычаге, а коромысло, несущее подводимую боковую опору головки корня, выполнено с возможностью контакта с клиновой поверхностью подпружиненного кулачка, смонтированного на вилке.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое устройство относится к области машиностроения и может быть использовано в механических и механосборочных цехах стрелочных заводов.

Конструкция приспособления тесно увязано с конструкцией станка, на котором производят обработку, и его технологическими возможностями. Обработку деталей стрелочного перевода, таких как остряк, производят на строгальных, портальных фрезерных станках с подвижным столом и фрезерных станках типа Gantry с подвижным порталом (например, фирмы Waldrich Coburg).

При комплексной обработке остряков предпочтение отдается фрезерным станкам, на которых можно производить сверлильные и расточные работы.

На Новосибирском стрелочном заводе обработку остряка производят на механизированной линии, в которой задействовано много оборудования, включая продольно-строгальные и продольно-фрезерные станки. Остряк в процессе обработки проходит много переустановок и ручных перезакреплений в различных приспособлениях.

В качестве прототипа предложено приспособление для обработки остряка на продольно-фрезерном станке фирмы Waldrich Coburg, установленном на Днепропетровском стрелочном заводе (Чертежи MFO-125-20-00, MFO-125-21-00, MFO-125-22-00, MFO-125-23-00, MFO-125-24-00).

Приспособление содержит механизмы базирования и зажима пера, механизмы зажима подошвы и головки корня, подводимые опоры подошвы корня и устройства для их перемещения, размещенные в корпусе, подводимые боковые опоры корня. Все привода зажимов ручные. Базирование пера остряка происходит по подошве и боковой поверхности подошвы, зажимные элементы прямого действия и рычажные. Механизм зажима подошвы корня содержит действующие от одного ручного привода зажимной рычаг и подводимую к шейке корня боковую опору.

С торца корня установлен механизм зажима головки корня. Подводимые опоры подошвы корня также имеют устройства для перемещения вручную и снабжены съемными проставками.

Недостатками рассмотренного приспособления является то, что все операции зажима и отжима остряка и перемещения опор производятся вручную, что приводит к большим затратам времени и труда и, следовательно, к низкой производительности. И, кроме того, расположение подводимой боковой опоры у шейки корня остряка не обеспечивает достаточной жесткости при обработке подошвы корня.

Задачей предлагаемого изобретения является создание с достаточно жесткой конструкцией гидрофицированного приспособления для обработки остряка стрелочного перевода на продольно-фрезерном станке с управлением от ЧПУ.

Поставленная задача решается предложенным приспособлением, содержащим механизмы базирования и зажима пера, механизмы зажима подошвы и головки корня, подводимые опоры подошвы корня и устройства для их перемещения, размещенные в корпусе, подводимые боковые опоры корня. Приспособление позволяет обрабатывать рабочую грань, понижение, уклон 1:3, головку корня, подошву корня и пазухи корня остряка без его переустановки.

Новым в приспособлении является то, что механизмы зажима подошвы и головки корня и подводимые боковые опоры корня размещены на каретках, выполненных с возможностью их продольного перемещения. Каретки, на каждой из которых размещены механизм зажима подошвы и механизм зажима головки корня и подводимая боковая опора корня, установлены на направляющих типа "ласточкин хвост", выполненных на боковых сторонах корпуса, в котором размещены подводимые опоры подошвы корня.

Устройство для перемещения каждой подводимой опоры подошвы корня выполнено в виде клина, снабженного пазом, в котором установлен палец, жестко связанный с подводимой опорой, а клин жестко связан с силовым элементом, например, штоком гидроцилиндра двухстороннего действия.

Механизм зажима головки корня выполнен в виде зажимного рычага, ось поворота которого закреплена в коромысле, несущем подводимую боковую опору головки корня. Привод зажимного рычага и коромысла выполнен в виде гидроцилиндра двухстороннего действия, связанного через шток с вилкой, несущей ось, контактирующую с пазом, выполненном в зажимном рычаге. Коромысло, несущее подводимую боковую опору головки корня, выполнено с возможностью контакта с клиновой поверхностью подпружиненного кулачка, смонтированного на вилке.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 дан общий вид приспособления.

На фиг.2 - вид приспособления в плане.

На фиг.3 - вид сбоку на механизм базирования и зажима пера остряка.

На фиг.4 - общий вид механизмов зажима подошвы и головки корня.

На фиг.5 - вид в плане механизмов зажима подошвы и головки корня.

На фиг.6 - разрез А-А на фиг.5.

На фиг.7 - разрез В-В на фиг.6.

На фиг.8 - разрез Г-Г на фиг.6.

На фиг.9 - вид М на фиг.6.

На фиг.10 - разрез Е-Е на фиг.6.

На фиг.11 - разрез Ж-Ж на фиг.6.

На фиг.12 - разрез Б-Б на фиг.5.

На фиг.13 - вид по стрелке К на фиг.12.

Предлагаемое приспособление по проекту, разработанному инженерным коммандитным товариществом "Комплекс-Центр - УЗТС, Калужский и компания" изготовлено на ОАО "Ульяновский завод тяжелых и уникальных станков".

Приспособление состоит из двух расположенных симметрично относительно стола станка половин 1 и 2, в которых устанавливают соответственно левый и правый остряки (фиг.1 и 2). Каждая половина содержит механизмы базирования и зажима пера 3 (фиг.3), установленные на плитах 4, механизмы зажима подошвы корня 5 и механизмы зажима головки корня 6, установленные на плитах 7.

Количество механизмов базирования и зажима пера одного остряка зависит от максимальной длины устанавливаемого в данное приспособление остряка. Так при длине остряка 8300 мм необходимо 16 механизмов.

На плитах 4 смонтированы переналаживаемые упоры 8, гидрофицированные упоры 9 и склизы 10.

Рядом с приспособлением расположены электрошкаф (не показан), станция гидравлики 11. Управление осуществляется от пульта, установленного на станке (не показано).

Механизм базирования и зажима пера содержит корпус 12, несущий базовую плоскость 13 для установки пера остряка. На корпусе 12 закреплен упор 14. Зажимной рычаг 15 имеет ось поворота 16, закрепленную в корпусе 12, и кинематически связан со штоком гидроцилиндра двухстороннего действия 17 (на конструкцию зажимного рычага оформляется отдельная заявка).

На плите 7 закреплен корпус 18, на боковых сторонах которого выполнены направляющие типа "ласточкин хвост". На направляющих установлены правая и левая каретки 19 и 20, на каждой из которых смонтированы механизм зажима подошвы корня 5 и механизм зажима головки корня 6 (фиг.4, 5).

Для перемещения кареток 19 и 20 на боковых сторонах корпуса 18 закреплены гидроцилиндры двухстороннего действия 21, штоки 22 которых связаны с каретками 19 и 20.

Механизм зажима подошвы корня содержит зажимной рычаг 23, ось поворота которого 24 закреплена в корпусе каретки 19 (20), в котором встроен гидроцилиндр одностороннего действия 25 со штоком 26, имеющим возможность взаимодействия с плечом рычага 23, поджатого пружиной 27 (фиг.6).

Механизм зажима головки корня содержит зажимной рычаг 28 с осью поворота 29, закрепленной в коромысле 30. Коромысло 30 имеет ось поворота 31, закрепленную в корпусе каретки 19 (20). Плечо коромысла 30, в котором ввернут болт 32, является подводимой боковой опорой головки корня.

Через паз, выполненный в приводном плече рычага 28, проходит ось 33, которая с помощью вилки 34 соединена со штоком 35, несущим поршень 36 гидроцилиндра двухстороннего действия 37.

На торце штока 35 установлено кольцо 38 (фиг.9), входящее в расточку кулачка 39 вместе с пружиной 40. Кулачок 39 смонтирован на вилке 34 и опирается на планки 41.

На кулачке 39 выполнена клиновая поверхность для взаимодействия с коромыслом 30. Угол клина близок к углу самоторможения.

В корпусе 18 встроены две подводимые опоры подошвы корня 42, каждая из которых снабжена пальцем 43, входящим в паз 44, выполненный на боковой поверхности клина 45 или 46. Паз 44 проходит параллельно клиновой поверхности (фиг.12).

Каждый клин 45 и 46 с помощью винтов 47 и планки 48 соединен со штоком 49 одного из двух гидроцилиндров двухстороннего действия 50, смонтированных в корпусе 18.

Работает предлагаемое приспособление с управлением от ЧПУ следующим образом.

Перед началом обработки выставляют торцевые упоры в зависимости от длины остряка. Для обработки остряков длиной менее 8300 мм выставляют переналаживаемый торцевой упор 8, если длина остряка 8300 мм и более, то переналаживаемый торцевой упор 8 снимают и выдвигается гидрофицированный торцевой упор 9.

Загрузка остряков в приспособление осуществляется краном.

Для удобства установки остряка в приспособлении служат склизы 10.

Обработка остряков может происходить одновременно или последовательно в зависимости от конструкции станка, на котором установлено приспособление.

Рассмотрим работу механизмов приспособления при обработке одного остряка.

Исходное положение механизмов приспособления:

Зажимные рычаги 15 механизмов базирования и зажима пера 3 находятся в отведенном состоянии;

Каретки 19 и 20, несущие механизмы зажима подошвы корня 5 и механизмы зажима головки корня 6 отведены;

Подводимые опоры подошвы корня 42 утоплены;

Подводимые боковые опоры головки корня 32 и зажимные рычаги 28 механизма зажима головки корня 6 отведены;

Зажимные рычаги 23 механизма зажима подошвы корня 5 отведены.

На чертежах все рычаги в отведенном положении показаны пунктирной линией.

После установки необходимого переналаживаемого торцевого упора 8 или выдвижения гидрофицированного торцевого упора 9 и загрузки остряка в приспособление одновременно подают давление в поршневые полости всех гидроцилиндров двухстороннего действия 17 механизмов базирования и зажима пера 3. Зажимной рычаг 15, кинематически связанный со штоком гидроцилиндра двухстороннего действия 17, поворачивается вокруг оси поворота 16.

Перо остряка, установленное на базовую плоскость 13, под действием зажимного рычага 15 сдвигается до упора 14, базируясь в горизонтальной плоскости, и зажимается. Затем сбрасывают давление в поршневых полостях всех гидроцилиндров двухстороннего действия 17 и перемещают каретки 19 и 20 в рабочее положение. Для перемещения кареток 19 и 20 подают давление в штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 21 и штоками 22 перемещают их.

После этого снова подается давление в поршневые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 17 и происходит окончательный зажим пера остряка.

Далее подают давление в штоковые полости гидроцилиндров двухстороннего действия 50 и через штоки 49, планки 48 и винты 47 перемещают клинья 45 и 46 (на фиг.12 влево). Подводимые опоры подошвы корня 42 перемещаются до упора в подошву. Обе подводимые опоры подошвы корня 42 выдвигаются одновременно.

Подают давление в поршневые полости гидроцилиндров одностороннего действия 25 механизмов зажима подошвы корня 5, установленных на каретках 19 и 20.

В каждом механизме зажима подошвы корня шток 26, перемещаясь вверх, давит на плечо зажимного рычага 23, поворачивает его вокруг оси поворота 24 и зажимает вторым плечом зажимного рычага 23 подошву корня на подводимые опоры 42. Происходит одновременно зажим подошвы корня справа и слева.

После обработки справа и слева пера и головки корня подводят подводимую боковую опору головки корня 32 и зажимают головку корня с правой стороны. Для этого подают давление в поршневую полость гидроцилиндра двухстороннего действия 37 механизма зажима головки корня 6, установленного на каретке 19. Поршень 36 вместе со штоком 35 перемещается вверх и торцом штока 35 нажимает на кольцо 38, которое передает давление на пружину 40.

За счет предварительного натяга пружины 40 происходит перемещение вверх вместе с вилкой 34 кулачка 39, который, перемещаясь, своей боковой клиновой поверхностью взаимодействует с коромыслом 30, поворачивая его вокруг оси поворота 31. Подводимая боковая опора головки корня 32 упрется в боковую поверхность головки корня. В это время происходит заклинивание контактирующих поверхностей кулачка 39 и коромысла 30. При дальнейшем перемещении вилки 34 происходит сжатие пружины 40 и через ось 33 движение передается приводному плечу зажимного рычага 28, который, поворачиваясь вокруг оси поворота 29, зажимает головку корня с правой стороны.

Затем отжимают подошву корня с левой стороны. Для этого сбрасывают давление в полости гидроцилиндра одностороннего действия 25. Шток 26 уходит вниз, освобождая приводное плечо зажимного рычага 23. Под действием пружины 27 приводное плечо зажимного рычага 23 опускается вниз, поворачиваясь вокруг оси поворота 24, и освобождает подошву корня с левой стороны.

Далее необходимо убрать подводимую опору корня с левой стороны. Подают давление в поршневую полость гидроцилиндра двухстороннего действия 50. Шток 49, перемещаясь, толкает клин 45. Пальцы 43, не имея возможности горизонтального перемещения по пазам 44, перемещаются вместе с подводимыми опорами подошвы корня 42 в вертикальной плоскости вниз.

Отводят левую каретку 20 за зону обработки, для чего подают давление в штоковую полость гидроцилиндра 21.

Обрабатывают левую половину подошвы корня.

Для обеспечения обработки подошвы корня с правой стороны поступают аналогичным образом в следующей последовательности уже рассмотренными действиями:

Подводят в зону обработки левую каретку 20;

Подводят подводимую опору корня 42 с левой стороны;

Зажимают головку и подошву корня с левой стороны зажимными рычагами 28 и 23;

Разжимают головку и подошву корня с правой стороны зажимными рычагами 28 и 23;

Отводят подводимую опору корня 42 с правой стороны;

Отводят правую каретку 19.

Обрабатывают правую половину подошвы корня.

Для обеспечения обработки правой пазухи корня подводят подводимую опору корня 42 с правой стороны.

После обработки правой пазухи корня подводят правую каретку 19, зажимают подошву и головку корня зажимными рычагами 23 и 28 с правой стороны, отжимают подошву и головку с левой стороны, отводят левую каретку 20 и обрабатывают левую пазуху корня.

Затем отжимают головку и подошву с правой стороны, отводят обе подводимые опоры подошвы корня 42, отводят правую каретку 19. Подают давление в штоковые полости всех гидроцилиндров 17 механизмов базирования и зажима пера 3 на разжим пера.

Выгружают остряк из приспособления.

Источники информации

1. Описания изобретений и полезных моделей к патентам и авторским свидетельствам по МПК B 23 Q 3/00, Е 01 В 7/00, 31/00 по фонду Ульяновской областной библиотеки.

2. Комплект документов на типовой технологический процесс механической обработки остряков. Новосибирский стрелочный завод 2002 г.

3. Реферат ф. Waldrich Coburg "Специальные строгальные и фрезерные станки для обработки деталей стрелочного перевода".

4. Прототип-чертежи зажимного приспособления для остряка: MFO-125-20-00, MFO-125-21-00, MFO-125-22-00, MFO-125-23-00, MFO-125-24-00.