Станок для обработки винтовых поверхностей

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Данилов Виктор Алексеевич Чепурной Александр Александрович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Станок для обработки винтовых поверхностей режущим инструментом, содержащий станину, шпиндель заготовки, привод его вращения, поперечный суппорт и несущий его продольный суппорт, который установлен на станине с возможностью перемещения вдоль нее, кинематически связанные со шпинделем тяговые устройства продольного и поперечного суппортов, отличающийся тем, что он снабжен кареткой, которая смонтирована на поперечном суппорте с возможностью возвратно-поступательного движения по нему поперек станины, и установленным на поперечном суппорте механизмом возвратнопоступательного движения каретки, при этом режущий инструмент установлен на каретке, а шпиндель заготовки и тяговое устройство продольного суппорта кинематически посредством суммирующего механизма связаны с механизмом возвратно-поступательного движения каретки. 41182007.12.30 Полезная модель относится к станкостроению и найдет применение при проектировании широкоуниверсальных станков для обработки винтовых поверхностей деталей и рабочих органов машин типа роторов, шнеков и др. Известен станок для обработки винтовых поверхностей, содержащий станину, шпиндель заготовки, привод его вращения, установленный на станине с возможностью перемещения вдоль нее продольный суппорт, который несет поперечный суппорт с режущим инструментом и снабжен тяговым устройством, кинематически связанным со шпинделем 1. Недостатком известного станка являются ограниченные технологические возможности,так как его конструкция позволяет изменять только шаг обрабатываемой винтовой поверхности, а форма ее образующей определяется формой режущего инструмента. Известен также станок для обработки винтовых поверхностей, содержащий станину,установленный на ней с возможностью перемещения продольный суппорт, несущий поперечный суппорт с режущим инструментом, шпиндель заготовки, привод его вращения,тяговые устройства продольного и поперечного суппортов, которые кинематически связаны между собой и со шпинделем 2. Благодаря тому что оба суппорта кинематически связаны между собой и со шпинделем, данный станок по сравнению со станком 1 позволяет дополнительно обрабатывать конические винтовые поверхности, т.е. имеет более широкие технологические возможности. Однако конструкция этого станка также не позволяет управлять формой образующей обрабатываемой винтовой поверхности, поскольку она зависит только от конструкции режущего инструмента. Задачей настоящего предложения является устранение отмеченных недостатков, т.е. повышение универсальности станка. Указанная задача решается за счет того, что предлагаемый станок содержит станину,шпиндель заготовки, привод его вращения, поперечный суппорт и несущий его продольный суппорт, который установлен на станине с возможностью перемещения вдоль нее,кинематически связанные со шпинделем тяговые устройства продольного и поперечного суппортов, каретку, которая смонтирована на поперечном суппорте с возможностью возвратно-поступательного движения по нему поперек станины, установленный на поперечном суппорте механизм возвратно-поступательного движения каретки, при этом режущий инструмент установлен на каретке, а шпиндель заготовки и тяговое устройство продольного суппорта кинематически посредством суммирующего механизма связаны с механизмом возвратно-поступательного движения каретки. Заявляемая полезная модель отличается тем, что станок содержит установленные на поперечном суппорте каретку и механизм ее возвратно-поступательного движения шпиндель заготовки и тяговое устройство продольного суппорта кинематически посредством суммирующего механизма связаны с механизмом возвратно-поступательного движения каретки режущий инструмент установлен на каретке. Отличительные признаки полезной модели обеспечивают получение технического результата в виде повышения универсальности станка, что выражается в возможности обрабатывать на нем одним инструментом винтовые поверхности, отличающиеся формой поперечного и продольного сечений. В частности, благодаря этим отличительным признакам станок позволяет обрабатывать круговые винтовые поверхности роторов винтовых насосов с поперечным сечением в виде окружности, каналовые винтовые поверхности с отличным от окружности криволинейным поперечным сечением, винтовые поверхности граней многогранных некруглых цилиндрических и конических валов. Сущность предложения поясняется чертежом, на котором изображена структурная схема станка. Предлагаемый станоксодержит шпиндель 1, несущий обрабатываемую заготовку 2, станину 3, на которой с возможностью перемещения вдоль нее установлен продольный суппорт 4, несущий поперечный суппорт 5 и установленную на нем с возмож 2 41182007.12.30 ностью перемещения поперек станины каретку 6 с закрепленным на ней режущим инструментом. В качестве режущего инструмента, кроме показанного на чертеже резца 7,могут применяться также фрезы и абразивные инструменты. Вместо режущего инструмента может быть использован инструмент для поверхностно-пластического деформирования. В этих случаях на каретке вместо резцедержателя устанавливается соответствующее устройство. Продольный 4 и поперечный 5 суппорты снабжены тяговыми устройствами типа винт-гайка соответственно 8 и 9, служащими для перемещения этих суппортов. Тяговое устройство 8 связано со шпинделем 1 кинематической цепью, содержащей орган настройки 10 подачи продольного суппорта и реверсивный механизм 11 для настройки ее направления. Тяговые устройства 8 и 9 связаны между собой кинематической цепью, содержащей орган настройки 12 соотношения скоростей перемещения продольного и поперечного суппортов и реверсивный механизм 13 для настройки соотношения направлений этих движений. На поперечном суппорте 5 смонтирован механизм 14 возвратно-поступательного движения каретки 6, например кулачкового типа, который связан со шпинделем 1 кинематической цепью, содержащей суммирующий механизм 15 и орган настройки 16, служащий для задания соотношения между одним оборотом шпинделя и числом двойных ходов каретки 6 при обработке многозаходных винтовых поверхностей. Через суммирующий механизм 15 механизм 14 связан также с тяговым устройством 8, что позволяет сообщать каретке с инструментом 7 дополнительное движение, необходимое для получения на заготовке винтовой поверхности. Шаг этой поверхности настраивается органом 17. Для создания вращения шпинделя 1 и связанных с ним перемещений суппортов и каретки служит двигатель 18, который связан со шпинделем 1 через коробку скоростей 19. Муфты 20, 21 и 22 предназначены для отключения соответственно механизма 14 или тяговых устройств 8 и 9, когда создаваемые ими движения не требуются для обработки заданной поверхности. Станок настраивается в соответствии с параметрами обрабатываемой поверхности и режимом резания. Рассмотрим настройку и работу станка при обработке круговой винтовой поверхности, основными параметрами которой, обеспечиваемыми настройкой станка,являются диаметр производящей окружности - профиля поперечного сечения этой поверхности эксцентриситет профиля - расстояние между центром этой окружности и осью вращения заготовки шаг и направление винтовой поверхности. При настройке станка диаметр производящей окружности устанавливается перемещением поперечного суппорта 5 поперек станины, эксцентриситет профиля обеспечивается установкой в механизме 14 возвратно-поступательного движения каретки 6 сменного кулачка соответствующей формы шаг получаемой винтовой поверхности настраивается органом 17, а ее направление (левое или правое) - реверсивным механизмом 11. Элементы режима резания - частота вращения шпинделя с заготовкой и подача продольного суппорта - настраиваются соответственно органами 19 и 10. При обработке круговой винтовой поверхности станок работает следующим образом. Шпиндель 1 с заготовкой 2 получают от двигателя 18 вращение В 1 с частотой, настроенной органом 19, а каретка 6 с инструментом 7 - возвратно-поступательное (осциллирующее) движение О 2, согласованное с вращением шпинделя. В результате осуществления этих движений на заготовке 2 инструментом 7 формируется заданный профиль поперечного сечения круговой винтовой поверхности - окружности определенного радиуса. Одновременно с указанными движениями получает прямолинейное перемещение П 3 продольный суппорт 4, благодаря чему осуществляется обработка поверхности по длине. Вследствие того что тяговое устройство 8 кинематически через суммирующий механизм 15 связано с механизмом 14 возвратно-поступательного движения О 2, каретка 6 с инструментом 7 получают дополнительное возвратно-поступательное движение О 4, вследствие чего 3 41182007.12.30 инструментом формируется винтовая поверхность с круговым профилем, требуемый шаг которой обеспечивается органом настройки 17, а ее направление - реверсивным механизмом 11. Аналогично станок работает при обработке каналовых винтовых поверхностей. Отличие в настройке станка в этом случае состоит в установке в механизме 14 возвратнопоступательного движения каретки кулачка определенной формы, соответствующей профилю поперечного сечения обрабатываемой поверхности. Профиль обработанной винтовой поверхности формируется вершиной резца и, следовательно, не зависит от формы его режущей части. Поэтому одним инструментом на станке могут быть обработаны круговые, каналовые и другие винтовые поверхности разного профиля. Благодаря этому заявляемый станок по сравнению с известными обладает более широкими технологическими возможностями по форме обработанных винтовых поверхностей. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4