устройство к токарно-винторезному станку для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом

Формула изобретения

Устройство к токарно-винторезному станку для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом, содержащее ходовой винт, кинематически связанный через червячный редуктор с кулачком, взаимодействующим с упором, закрепленным на неподвижной части устройства, при этом корпус червячного редуктора установлен с возможностью осевого перемещения по направляющим, кулачок размещен на оси червячного колеса, а силовое замыкание кулачка и упора осуществлено гидроцилиндром, отличающееся тем, что оно снабжено промежуточным валом, установленным в корпусе червячного редуктора, один конец промежуточного вала жестко связан через муфту с ходовым винтом, а на другом его конце вне корпуса червячного редуктора размещена зубчатая передача, взаимодействующая с червяком.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом на валках для станов поперечно-винтовой прокатки штучных изделий: шаров, цилиндров, колец и втулок.

Известно устройство (авт.св. № 268850, кл. В23В 3/00, 1968 г.) к токарно-винторезному станку для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом, содержащее ходовой винт, установленный с возможностью осевого перемещения и кинематически связанный с механизмом перемещения в виде кулачка с приводом силового замыкания. При этом кинематическая связь ходового винта с кулачком осуществляется подвижным шлицевым соединением и неподвижной трехступенчатой коническо-цилиндрической зубчатой передачей, на выходном валу которой находится кулачок.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции, невысокая точность нарезки из-за длинной кинематической цепи ходовой винт - кулачок, а также ограниченные технологические возможности при нарезке валков разных диаметров и с разными шагами.

Из известных устройств для нарезки винтовых поверхностей валков наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в авт.св. № 837643, кл. В23G 3/10, 1981 г., содержащее ходовой винт станка, установленный с возможностью осевого перемещения и кинематически связанный с механизмом перемещения в виде кулачка с приводом силового замыкания. При этом ходовой винт связан с кулачком червячной передачей с регулируемым зазором в зацеплении, корпус которой установлен с возможностью перемещения вдоль оси винта, вал червяка жестко связан с ходовым винтом, а кулачок смонтирован на валу червячного колеса с возможностью взаимодействия с введенным в устройство упором, закрепленным на неподвижной части станка.

Основным недостатком данного устройства являются ограниченные технологические возможности в части нарезания валков с широким диапазоном диаметров и шагов винтовых поверхностей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение диапазона технологических возможностей устройства при нарезании валков с винтовой поверхностью переменного шага.

Технический результат достигается тем, что в корпусе червячного редуктора установлен промежуточный вал, один конец которого жестко связан через муфту с ходовым винтом, а на другом конце, вне корпуса червячного редуктора, размещена зубчатая передача, взаимодействующая с червяком.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где приведена кинематическая схема устройства.

Устройство к токарно-винторезному станку для нарезания винтовых поверхностей с переменным шагом содержит ходовой винт 1 станка, установленный с возможностью осевого перемещения, жестко соединенный муфтой 2 с промежуточным валом 3 и через зубчатую передачу в виде зубчатых колес 4 и 5, размещенных вне корпуса 6 червячного редуктора и связанных с червяком 7. На валу 8 червячного колеса 9 установлен кулачок 10, задающий изменение шага винтовой поверхности при нарезании изделия. Рядом с кулачком смонтирован упор 11, закрепленный на неподвижной части станка 12. Червячная передача и промежуточный вал смонтированы в корпусе редуктора с возможностью перемещения вдоль оси ходового винта в направляющих 13, причем зазор в червячном зацеплении регулируется за счет того, что червяк нарезан с переменной толщиной витка. Корпус червячного редуктора соединен со штоком гидроцилиндра 14.

Устройство работает следующим образом.

Гидроцилиндр 14 прижимает кулачок 10 к упору 11, закрепленному на неподвижной части станка 12, и тем самым осуществляет постоянное силовое взаимодействие кулачка с упором 11. При вращении ходового винта 1 движение через жесткую муфту 2, промежуточный вал 3, сменные зубчатые колеса 4 и 5, червяк 7, червячное колесо 9 и вал 8 передается на кулачок 10. Вращающийся кулачок, спрофилированный в соответствии с требуемым шагом нарезки, перемещает корпус 6 червячного редуктора, связанный с ходовым винтом 1, обеспечивая тем самым нарезание винтовой поверхности с переменным шагом, причем винтовая поверхность на всей длине бочки валка нарезается не больше чем за один оборот кулачка.

Подбирая сменные зубчатые колеса в различных сочетаниях, можно, при конкретной червячной паре, получить устройство с разными передаточными числами.

Известно, что длина бочки валка, шаг ходового винта станка и передаточное число редуктора связаны между собой зависимостью

L=Т_х.в×U_ред,

где L - длина бочки прокатного валка;

Т_х.в - шаг ходового винта токарного станка (величина постоянная для конкретного станка);

U_ред - передаточное число редуктора.

После определения длины валка, рассчитываем значение передаточного числа редуктора.

А так как передаточное число редуктора определяется, как

U_ред=U_ч.п×U_з.к,

где U_ч.п - передаточное число червячной пары;

U_з.к - передаточное число сменных зубчатых колес;

то при конкретной червячной передаче изменить передаточное число редуктора можно путем подбора соответствующих сменных зубчатых колес.

Приведем конкретный пример исполнения редуктора.

Допустим, что длина бочки валка составляет L=420 мм, шаг ходового винта токарного станка Т_х.в=12 мм, тогда передаточное число редуктора определится

U_ред=L: Т_х.в=420:12=35.

Если мы используем червячную пару с передаточным числом U _ч.п=29, тогда передаточное число сменных зубчатых колес определится как:

U_з.к=U_ред :U_ч.п=35:29=1.20.

Сохраняя данную червячную пару, при увеличении или уменьшении длины бочки валка, нужное передаточное число редуктора можно установить путем подбора нового сочетания сменных зубчатых колес.

Таким образом, установка в корпусе червячного редуктора промежуточного вала, один конец которого жестко связан через муфту с ходовым винтом, а на другом конце, вне корпуса червячного редуктора, размещена зубчатая передача, взаимодействующая с червяком, позволяет расширить технологические возможности в результате:

- широкого изменения передаточного числа редуктора при данной конкретной червячной паре;

- повышения или понижения передаточного числа редуктора за счет переустановки сменных зубчатых колес;

- уменьшения парка устройств для нарезки валков, так как устройство со сменными зубчатыми колесами является универсальным с широким диапазоном передаточных чисел;

- возможности снижения количества единиц токарного оборудования, так как на одном токарном станке с универсальным устройством можно нарезать целую гамму валков.