Станок для обработки пазов на торцах деталей

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТАНОК ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПАЗОВ НА ТОРЦАХ ДЕТАЛЕЙ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Данилов Виктор Алексеевич Яловский Олег Васильевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Станок для обработки пазов на торцах деталей, содержащий шпиндель заготовки, инструментальный шпиндель с неподвижно закрепленной на нем резцовой головкой, каретку и поперечный суппорт с устройствами их перемещения, приводы вращения шпинделей,отличающийся тем, что он снабжен механизмом периодического поворота шпинделя заготовки, который содержит последовательно соединенные двигатель, однооборотную муфту с устройством ее включения и орган настройки угла периодического поворота и подключен через дифференциал к приводу непрерывного вращения шпинделя заготовки.(56) 1. Малов А.Н. Механизация и автоматизация универсальных металлорежущих станков. - М. Машиностроение, 1969. - С. 362-363, рис. -36. 2. Данилов В.А. Новые технологии формообразования профильных и прерывистых поверхностей резанием // Инженер-механик. - 2003. -3(20). - С. 26-31. 3. Патент РБ 6165, МПК В 23 С 3/28, 2004. 63502010.06.30 Полезная модель относится к области станкостроения и найдет применение при проектировании и модернизации станков для обработки зубьев на торцах кольцевых деталей типа кулачковых муфт. Известен станок для обработки пазов на торцах кольцевых деталей, содержащий поворотный стол, несущий заготовку, снабженный приводом его периодического поворота после обработки каждого паза 1. Недостатком станка является относительно низкая производительность из-за потерь времени для выполнения периодического поворота стола. Кроме того, сообщение периодического поворота шпинделю с заготовкой отрицательно влияет на точность относительного расположения по окружности обработанных пазов. Отмеченные недостатки устранены в станке 2, который содержит шпиндель заготовки, кинематически связанный с ним через орган настройки инструментальный шпиндель,несущий резцовую головку, продольный и поперечный суппорты, приводы вращения шпинделей и подач суппортов. Недостатком известного станка являются ограниченные технологические возможности, так как число обрабатываемых пазов зависит от числа резцов в резцовой головке. Известен принятый за прототип станок для обработки пазов на торцах кольцевых деталей, содержащий шпиндель заготовки, инструментальный шпиндель, несущий резцовую головку, кинематическую цепь с органом настройки в виде сменных зубчатых колес, связывающую между собой шпиндель заготовки и инструментальный шпиндель, кинематическую цепь для дополнительного поворота шпинделя заготовки, привод вращения шпинделей и привод подачи 3. Недостатками этого станка являются ограниченные технологические возможности по числу нарезаемых зубьев, так как оно зависит от числа режущих зубьев в резцовой головке, которое ограничено конструктивными факторами, что обуславливает неуниверсальность режущего инструмента. Задачей настоящего предложения является расширение технологических возможностей станка и повышение универсальности режущего инструмента. Указанная задача решается за счет того, что станок содержит шпиндель заготовки, инструментальный шпиндель с неподвижно закрепленной на нем резцовой головкой, каретку и поперечный суппорт с устройствами их перемещения, приводы вращения шпинделей,механизм периодического поворота шпинделя заготовки, который содержит последовательно соединенные двигатель, однооборотную муфту с устройством ее включения и орган настройки угла периодического поворота шпинделя заготовки и подключен через дифференциал к приводу его непрерывного вращения. Заявляемая полезная модель отличается тем, что станок имеет механизм периодического поворота шпинделя заготовки, который соединен через дифференциал с приводом его непрерывного вращения и содержит последовательно соединенные двигатель, однооборотную муфту с устройством ее включения и орган настройки угла периодического поворота шпинделя заготовки. Благодаря тому, что станок кроме привода непрерывного вращения шпинделя с заготовкой имеет механизм его периодического поворота, обеспечивается возможность получать заданное множество пазов за счет последовательной обработки нескольких групп пазов, повернутых на определенный угол относительно друг друга, что существенно расширяет технологические возможности станка по сравнению со станком-прототипом. Кроме того, обработка деталей с различным числом пазов достигается одной резцовой головкой, что обеспечивает универсальность режущего инструмента. Таким образом, отличительные признаки полезной модели обеспечивают получение технического результата в виде расширения технологических возможностей станка и повышения универсальности применяемого режущего инструмента. Сущность предложения поясняется фигурой, на которой изображена структурная схема станка. 63502010.06.30 Станок содержит шпиндель 1, несущий заготовку 2, инструментальный шпиндель 3,несущий резцовую головку 4 с равномерно расположенными по окружности резцами 5(или одним резцом). Инструментальный шпиндель 3 установлен на поперечном суппорте 6, который смонтирован на каретке 7 с возможностью перемещения перпендикулярно оси вращения шпинделя 1. Каретка 7 установлена на станине станка с возможностью перемещения вдоль оси вращения шпинделя 1. Шпиндели 1 и 3, суппорт и каретки. Привод вращения инструментального шпинделя 3 выполнен в виде кинематически связанного с ним регулируемого синхронного электродвигателя 8. Привод вращения шпинделя 1 оснащен аналогичным электродвигателем 9, который соединен с этим шпинделем кинематической цепью, содержащей орган настройки 10 числа нарезаемых на заготовке 2 зубьев, и дифференциалом (суммирующим механизмом) 11. Последний служит для подключения к данной кинематической цепи привода периодического поворота заготовки на определенный угол. Этот привод содержит двигатель 12, однооборотную муфту 13 и орган настройки 14 угла. Для включения однооборотной муфты 13 служат установленный на валу 15 кулачок 16, взаимодействующий с ним преобразователь 17 типа перемещение-электрический сигнал и электрически связанный с ним преобразователь 18 типа электрический сигналперемещение. Преобразователь 18 снабжен штоком 19, посредством которого осуществляется включение и выключение однооборотной муфты 13 при отводе штока 19 подвижная часть муфты под действием пружины 20 входит в зацепление с неподвижной частью муфты, а расцепление муфты происходит автоматически через один ее оборот в результате взаимодействия штока 19 с выполненным на муфте торцовым кулачком. На валу 15 неподвижно установлен кулачок 21 для сообщения каретке 7 перемещения вдоль оси вращения шпинделя 1. Вал 15 приводится во вращение синхронным электродвигателем 22 через орган настройки 23. Для перемещения поперечного суппорта 6 перпендикулярно оси вращения шпинделя 1 служит ходовой винт 24, снабженный рукояткой 25. Синхронные электродвигатели 8, 9 и 22 подключены к общему источнику питания(преобразователю частоты) 26, благодаря чему при работе станка они вращаются с одинаковыми частотами. Перед обработкой на шпинделе 1 устанавливается заготовка 2, а на инструментальном шпинделе 3 - резцовая головка 4. С помощью рукоятки 25 и ходового винта 24 резцовая головка и заготовка устанавливаются относительно друг друга в положение, необходимое для обработки пазов. Орган настройки 10 настраивается на получение требуемого для обработки пазов отношения частот вращения шпинделей 3 и 1. Орган настройки 14 настраивается на сообщение шпинделю 1 поворота на определенный угол (дискретного движения деления). Передаточное отношение органа настройки 23 настраивается так, чтобы между последовательно выполняемыми дискретными движениями деления вал 15 совершал один оборот. Станок работает следующим образом. Инструментальный шпиндель 3, несущий резцовую головку 4, получает вращение В 1 от двигателя 8 с угловой скоростью, настраиваемой преобразователем частоты 26. Одновременно шпиндель 1 с заготовкой 2 получает непрерывное вращение В 2 с угловой скоростью, меньшей угловой скорости инструментального шпинделя 3, в соответствии с передаточным отношением органа настройки 10. В результате согласованных вращательных движений резцовой головки и заготовки на ее торце обрабатываются равномерно расположенные по окружности пазы, форма которых в продольном направлении зависит от отношения угловых скоростей резцовой головки и заготовки. Например, если это отношение равно 1, то пазы очерчены по окружности, если оно равно 2, то по эллипсу и т.д. Для обработки пазов по глубине каретка 7 получает посредством кулачка 21 поступательное перемещение П 3 со скоростью, определяемой этим кулачком. Этим же кулачком 3 63502010.06.30 осуществляется возврат каретки в исходное положение после обработки пазов на полную глубину. Числообрабатываемых пазов зависит от числарезцов в головке и отношенияугловых скоростей резцовой головки и заготовки. Например, при 5/3 для обработки 5 пазов на торце заготовки резцовая головка 4 должна иметь три равномерно расположенных по окружности резца 5. С увеличением числа пазов у детали пропорционально возрастает число резцов в головке, что усложняет ее конструкцию, а при большом числе пазов, учитывая ограниченный диаметр резцовой головки и невозможность размещения в ней требуемого числа резцов, исключает возможность обработки таких деталей. В этом случае заданное число пазов на станке формируется как объединение нескольких групп пазов. Пазы первой группы обрабатываются, как описано выше, а для перехода к обработке пазов второй и последующих групп пазов заготовке сообщается поворот на определенный угол вокруг своей оси (дискретное движение деления). Для этого после обработки пазов первой группы по команде от кулачка 16 посредством преобразователей 17 и 18 шток 19 выходит из контакта с подвижной частью однооборотной муфты 13 и она под действием пружины 20 входит в зацепление с неподвижной частью муфты. Муфта после совершения одного оборота автоматически отключается. В результате движение от двигателя 12 через орган настройки 14 и дифференциал 11 передается шпинделю 1, который за время совершения муфтой 13 одного оборота получает поворот на угол, настроенный органом 14. Затем повторяется цикл работы станка, в течение которого обрабатывается вторая группа пазов, равномерно расположенных по окружности между пазами первой группы. В общем случае дискретный поворот шпинделя 1 выполняется число раз, равное отношению общего числа пазов у детали и числа пазов, обрабатываемых при непрерывном движении деления. Благодаря этому на станке можно обрабатывать детали с любым числом пазов, что обеспечивает его широкие технологические возможности. При этом одной резцовой головкой можно обрабатывать детали с различным числом пазов, что повышает универсальность инструмента. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4