СТАНОЧНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ ВОССТАНОВИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ БАНДАЖЕЙ И РОЛИКОВ

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к конструкциям станков для обработки крупногабаритных цилиндрических деталей.
Известно устройство для обработки бандажей и роликов (а.с. СССР №1430180, МПК В23В 5/32), содержащее направляющую со шпонкой, несущую продольный суппорт с резцедержателем на поперечном суппорте. Направляющая установлена в головках с возможностью фиксированного поворота. Головки и стойки, предназначенные для взаимодействия с обрабатываемой поверхностью, установлены на салазках поперечных направляющих с возможностью регулирования своего положения относительно салазок.
Недостатком устройства является то, что оно устанавливается между опорными роликами цементной печи, что повышает трудоемкость работ при монтаже, а также затрудняет возможность использования управления приводами подач при обработке.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа данного устройства, является станок для обработки бандажей и роликов (а.с. СССР №1504002, МПК В23В 5/32), который состоит из двух стоек с верхними разрезными головками, в которые устанавливается направляющая круглого сечения с продольной шпонкой по всей ее длине и ходовой винт, расположенный вне направляющей, который взаимодействует с гайкой, соединенной с суппортом продольной подачи. По направляющей перемещается продольный суппорт, имеющий на своей поверхности две установочные плоскости для размещения поперечного суппорта, для обработки бандажа и для обработки ролика.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: содержатся опорные стойки с верхними разрезными головками, направляющая с суппортом и привод продольного перемещения суппорта с винтовой парой.
Недостатком известного устройства является недостаточная точность обработки поверхности, обусловленная ускоренным износом режущего инструмента из-за невозможности выдерживания постоянного угла установки режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности.
Полезная модель направлена на повышение точности обработки за счет обеспечения возможности регулирования угла положения режущего инструмента для ориентации его передней поверхности, в процессе обработки, по нормали к обрабатываемой поверхности детали.
Сущность полезной модели заключается в том, что станочный модуль для восстановительной обработки бандажей и роликов содержит две опорные стойки с разрезными головками и установленную в них направляющую, несущую продольный суппорт и привод продольного перемещения в виде электродвигателя и винтовой пары. Представленный станочный модуль отличается от прототипа тем, что на продольном суппорте с возможностью поворота установлен поворотный механизм, несущий поперечный суппорт с резцедержателем, привод поперечной подачи и червячное колесо, взаимодействующее с червяком, закрепленном на продольном суппорте и связанным с приводом углового положения. Станочный модуль снабжен схемой управления, включающей устройство измерения формы и положения, устройство обработки и хранения информации и связанный с ним блок управления, соединенный с приводами поперечного и углового перемещений.
Целью полезной модели является создание устройства, которое позволит повысить точность обрабатываемой поверхности за счет ориентирования резца по нормали к обрабатываемой поверхности.
Поставленная цель достигается за счет того, что на продольном суппорте с возможностью поворота установлен поворотный механизм, несущий поперечный суппорт с резцедержателем, привод поперечной подачи и червячное колесо, взаимодействующее с червяком, закрепленном на продольном суппорте и связанным с приводом углового положения. При этом станочный модуль снабжен схемой управления, включающей устройство измерения формы и положения, устройство обработки и хранения информации и связанный с ним блок управления, соединенный с приводами поперечного и углового перемещений.
Оптимальная точность обработки поверхности достигается при обеспечении стабильных технологических параметров обработки, таких как глубина резания, подача, угол установки резца, которые гарантированы при ориентировании передней поверхности резца по нормали к обрабатываемой поверхности детали. Для этого в конструкцию станочного модуля введен поворотный механизм, несущий поперечный суппорт с резцедержателем, который и обеспечивает поворот резца. Поворот осуществляется за счет червячной пары, связывающей поворотный механизм с приводом углового положения.
Привод поперечной подачи обеспечивает изменение вылета резца в зависимости от изменения глубины резания, связанной с погрешностями поверхности обрабатываемой детали.
Для срабатывания поворотного механизма и необходимого поперечного перемещения резца в полезной модели служит схема управления этими движениями. Устройство измерения формы и положения, входящее в эту схему, измеряет поверхность бандажа, определяет погрешность формы бандажа в каждый момент времени и снабжает информацией устройство обработки и хранения информации, которое управляет приводами поперечной подачи и углового положения режущего инструмента, обеспечивая тем самым ориентирование его по нормали к обрабатываемой поверхности.
Сущность полезной модели поясняется графическим материалом.
На фиг.1 показан общий вид станочного модуля, на фиг.2 - разрез А-А (поперечный) с фиг.1., на фиг.3 - кинематическая схема станочного модуля;
на фиг.4 - схема управления.
Станочный модуль содержит опорные стойки 1 с разрезными головками 2, в которые устанавливается направляющая 3. На направляющей 3 установлен подвижный продольный суппорт 4. Перемещение продольного суппорта 4 осуществляется с помощью ходового винта 5, кинематически связанного с двигателем 6. Продольный суппорт 4 снабжен поворотным механизмом 7, установленным на выступающей части продольного суппорта 4 с посадкой, обеспечивающей возможность вращения поворотного механизма 7 относительно продольного суппорта 4. На направляющей поворотного механизма 7 установлен поперечный суппорт 8 с резцедержателем 9. На поворотном механизме 7 закреплен двигатель поперечной подачи 10, связанный ходовым винтом с поперечным суппортом 8. На одном из торцов поворотного механизма 7 жестко закреплено червячное колесо 11, находящееся в зацеплении с червяком 12, установленным в продольном суппорте 4 и кинематически связанным с двигателем углового положения 13.
Жесткое закрепление червячного колеса 11 обеспечивает возможность поворота поворотного механизма 7 вместе с червячным колесом при передаче вращения на червячное колесо.
Схема управления состоит из устройства 14 измерения формы и положения обрабатываемой детали (УИФП) (например, тахеометра), электрически связанного с устройством 15 обработки и хранения информации (УОХИ), которое в свою очередь электрически связано с блоком 16 управления приводами (БУП), передающим электрические сигналы на двигатели поперечной подачи 10 и привода углового положения 13. В качестве обрабатываемой детали может быть бандаж 17 цементной печи или опорный ролик.
Станочный модуль работает следующим образом.
Обработка производится в процессе вращения цементной печи, поэтому главным движением является вращение опорного ролика или бандажа, т.е. обрабатываемой детали 17. Средняя скорость вращения опорных роликов ≈ 4 об/мин, бандажа ≈ 1 об/мин., в зависимости от типоразмера печи.
Предварительно продольный суппорт 4 за счет его кинематической связи с электродвигателем 6 через ходовой винт 5, установленный разрезных головках 2, закрепленных на опорных стойках 1, перемещается по направляющей 3 и устанавливается в начальное положение. Затем задается определенная величина подачи поперечному суппорту 8, обеспечивающая необходимую глубину резания. Затем задается рабочая величина подачи продольному суппорту 4, значение которой выдерживается постоянным в процессе обработки.
В процессе обработки неизменность положения резца по нормали к обрабатываемой поверхности, обеспечивается электронной схемой управления.
Положение детали в пространстве в каждый момент времени отслеживается с помощью устройства измерения формы и положения 14 (УИФП), например тахеометра. Информация с устройства измерения формы и положения 14 (УИФП) передается на устройство обработки и хранения информации 15 (УОХИ), например персональный компьютер, которое формирует управляющие сигналы посредством блока 16 управления приводами (БУП) для двигателя поперечной подачи 10 и двигателя углового положения 13. Двигатель углового положения 13 в соответствии с полученным сигналом передает вращение на червяк 12, вращающий червячное колесо 11 (по часовой или против часовой стрелки в зависимости от сигнала), тем самым поворачивая поворотный механизм 7.
При этом, так как поперечный суппорт 8 с резцедержателем 9 и резцом установлены на поворотном механизме 7 происходит изменение угла наклона резца, что и обеспечивает его постоянное положение, т.е. постоянное положение передней поверхности резца по нормали к обрабатываемой поверхности.
Двигатель поперечной подачи 10 посредством ходового винта задает перемещение суппорта 8 с резцедержателем 9 (от поверхности детали или к поверхности детали), обеспечивая тем самым заданную глубину резания в соответствии с полученным сигналом. Регулирование величины подачи осуществляется блоком 16 управления приводами (БУП) по результатам измерения формы и положения детали устройством 14 измерения формы и положения (УИФП).