СЛЕДЯЩИЙ СУППОРТ

Область техники.
Полезная модель относится к станкостроению и может быть использована в процессе восстановительной обработки крупногабаритных тел вращения без их демонтажа, например, бандажей и роликов цементных печей, совместно со стационарным или мобильным металлорежущим оборудованием.
Уровень техники.
Известен плавающий суппорт [Пелипенко Н.А. Технология машиностроения: Учебное пособие - Белгород: изд. БТИСМ, 1991. - 165 с.], устанавливаемый на поперечный суппорт мобильного станка. Плавающий суппорт содержит кронштейн, снабженный поперечными направляющими, пружину, установленную неподвижно между кронштейном и поперечным суппортом мобильного станка и прижимающую суппорт к обрабатываемой поверхности ремонтируемой детали, траверсу, установленную подвижно на конце кронштейна с возможностью раскачивания. Плоские плечи траверсы образуют призму и соприкасаются с обрабатываемой поверхностью, обеспечивая ориентацию резца по нормали к обрабатываемой поверхности. Резец закреплен в резцедержателе, который в свою очередь неподвижно установлен в средней части траверсы, между ее плечами.
К недостаткам аналога следует отнести низкую точность механической обработки, которая проявляется в невозможности обеспечения заданного радиуса, обеспечения соосности обрабатываемой детали с осью печи и точности формы обработанной поверхности, низкую производительность, связанную с неустойчивостью процесса резания и низкую мобильность.
Известен самоустанавливающийся динамический суппорт [Шрубченко И.В., Дуганов В.Я., Архипова Н.А. Обработка поверхностей катания бандажей вращающихся печей динамическими самоустанавливающимися суппортами. Промышленность строительных материалов. Сер.1. Цементная промышленность. Экспресс-обзор, М., 2000, Вып.1-2, с.50-54], выбранный в качестве прототипа. Самоустанавливающийся динамический суппорт устанавливается на поперечный суппорт мобильного станка типа УВС-01 и состоит из кронштейна, снабженного пинолью, неподвижной относительно кронштейна, и пружины, неподвижно установленной между пинолью и кронштейном самоустанавливающегося динамического суппорта. На конце пиноли подвижно, закреплена траверса, по краям которой подвижно установлены два опорных узла с возможностью качания относительно точек крепления. Посередине траверсы неподвижно установлен резцедержатель с резцом. Опорные узлы представляют собой сдвоенные балансиры, к концам которых прикреплены с возможностью вращения относительно собственных осей по два ролика.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: «следящий суппорт, содержащий
подпружиненный кронштейн с пинолью, траверсу, кинематически связанную с опорными узлами в виде роликов и резцедержатель с резцом».
Недостатками самоустанавливающегося динамического суппорта являются: недостаточная точность механической обработки, связанная с невозможностью обеспечения заданного радиуса и точности формы обработанной поверхности; невысокая производительность, связанная с неустойчивостью процесса резания.
Сущность полезной модели.
Целью создания полезной модели является повышение производительности и точности механической обработки крупногабаритных цилиндрических тел с нестационарной осью вращения в процессе их ремонта.
Поставленная цель достигается за счет того, что следящий суппорт, содержащий подпружиненный кронштейн с пинолью, траверсу, кинематически связанную с опорными узлами в виде роликов и резцедержатель с резцом на конце пиноли содержит корпус, а траверса установлена с возможностью качания внутри корпуса, причем траверса одним концом шарнирно соединена с подпружиненным толкателем, несущим следящий ролик, а другим концом связана со вторым подпружиненным толкателем, несущим опорный ролик. При этом между роликами в корпусе размещен подпружиненный резцедержатель, связанный с одним плечом качающегося рычага, второе плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным толкателем, контактирующим с регулируемым упором, закрепленным в корпусе.
Признаки, отличительные от прототипа выражаются следующей совокупностью: «на конце пиноли содержит корпус, а траверса установлена с возможностью качания внутри корпуса, причем траверса одним концом шарнирно соединена с подпружиненным толкателем, несущим следящий ролик, а другим концом связана со вторым подпружиненным толкателем, несущим опорный ролик; при этом между роликами в корпусе размещен подпружиненный резцедержатель, связанный с одним плечом качающегося рычага, второе плечо которого шарнирно соединено с подпружиненным толкателем, контактирующим с регулируемым упором, закрепленным в корпусе».
Такое конструктивное выполнение следящего суппорта обеспечивает работу с обратной связью, позволяющей постоянно поддерживать оптимальную величину вылета резца вне зависимости от профиля обрабатываемой поверхности, и как следствие, дает возможность повысить точность обработки и ее производительность. Кроме того, наличие упора в конструкции суппорта позволяет автоматически предохранить его и резец от поломки.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
На фиг. изображен следящий суппорт в контакте с обрабатываемой поверхностью.
Следящий суппорт содержит кронштейн 1, в продольном отверстии которого установлена пиноль 2, имеющая возможность перемещения вдоль
отверстия за счет пружины 3. На конце пиноли шарнирно закреплен корпус 4. В задней части корпуса подвижно, с возможностью качания, установлена траверса 5, выполняющая роль рычага и опирающаяся на цилиндрическую опору 6, закрепленную неподвижно на внутренней поверхности задней стенки корпуса. В двух отверстиях корпуса установлены опорные узлы, каждый из которых содержит подпружиненный толкатель 7 и 8 с установленным на конце каждого роликом 9 и 10. Траверса своими концами шарнирно соединена с концами обоих толкателей, один из которых служит в качестве следящего, а второй - в качестве базового. В продольном отверстии корпуса, расположенном между опорными узлами установлен резцедержатель 11, имеющий возможность перемещения вдоль оси отверстия. На конце резцедержателя неподвижно закреплен резец 12. Вторым концом резцедержатель упирается в нижнее плечо рычага 13, установленного подвижно внутри корпуса и опирающегося на цилиндрическую опору 14, закрепленную неподвижно внутри корпуса 1. Рычаг 13 своим верхним плечом шарнирно соединен со средней частью толкателя опорного узла. Прижатие опорных узлов и резцедержателя 11 к рычагу 13 и траверсе 5 обеспечивают три пружины 16, установленные неподвижно внутри корпуса. На внутренней стороне задней стенки корпуса 1 напротив опорного узла, служащего в качестве следящего, установлен неподвижный упор 15.
Следящий суппорт работает следующим образом. Следящий суппорт устанавливается на поперечном суппорте токарного станка своим кронштейном 1 и закрепляется. За счет вылета резца 12 следящий суппорт
настраивается на определенный радиус дуги обрабатываемой поверхности. С помощью поперечной подачи станка следящий суппорт подводится к обрабатываемой поверхности до соприкосновения с ней роликов 9 и 10 следящего 7 и опорного 8 толкателей, после чего следует постепенное сжатие пружины 3 пиноли 2 следящего суппорта до величины необходимой для безотрывного соприкосновения роликов суппорта с обрабатываемой поверхностью во всех ее точках.
В процессе обработки следящий суппорт действует следующим образом. Если обрабатываемая поверхность идеально круглая без малейшего эксцентриситета, то происходит простая токарная обработка с глубиной резания, которая соответствует разности радиусов обрабатываемой поверхности и дуги настройки. Причем с каждым проходом глубина резания уменьшается и, в конце концов, резец перестает снимать стружку.
Если же на поверхности имеются отклонения от круглости - выпуклости и впадины, то в работу включается рычажная система следящего суппорта. При возникновении на пути ролика 9 следящего толкателя 7 выпуклости он отклоняется из своего положения равновесия в сторону выпуклости и, воздействуя на рычаг 13, передает свое смещение резцедержателю 11 с резцом 12, который, двигаясь в противоположную сторону, врезается в обрабатываемую поверхность, срезая часть выпуклости на ее подъеме. Кроме того, следящий толкатель 7 воздействует на траверсу 5, которая, качаясь относительно цилиндрической опоры 6, передает усилие на ролик 10 опорного толкателя 8 и заставляет его выдвигаться в сторону обрабатываемой
поверхности. При этом корпус 4 следящего суппорта, сжимая пружину 3 пиноли 2, отходит от обрабатываемой поверхности. За счет этого уменьшается глубина резания и компенсируется часть погрешности, возникающей ввиду запаздывания резца 12 относительно следящего толкателя 7 по длине обрабатываемой поверхности. Уравновешивание опорных узлов и резцедержателя происходит за счет пружин 16.
Если на пути следящего толкателя 7 попадается впадина, то резец 12 отводится от обрабатываемой поверхности и резание не происходит либо снимается стружка на поверхности спуска данной впадины. Причем глубина резания будет меньше величины провала следящего толкателя 7. Чувствительность и, соответственно, глубину врезания резца при изменении профиля определяет положение опоры 14 рычага 13.
При наличии дефектов на поверхности детали, в том числе овальности или эксцентричности, следящий суппорт обрабатывает деталь до максимальной вписанной окружности. С помощью продольной подачи станка процесс резания распространяют на всю ширину обрабатываемой детали. Для предотвращения поломки резца или следящего суппорта в него введен ограничитель глубины резания - упор 15. При значительном возрастании глубины резания следящий толкатель упирается в упор 15 и отводит корпус 4 от обрабатываемой детали.
Шарнирное соединение корпуса и пиноли обеспечивает ориентирование резца следящего суппорта по нормали к обрабатываемой поверхности, что важно для постоянства кинематических углов резца.