УСТРОЙСТВО К ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНОМУ СТАНКУ ДЛЯ НАРЕЗАНИЯ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ С ПЕРЕМЕННЫМ ШАГОМ
DEVICE FOR THREAD-CUTTING MACHINE FOR CUTTING SCREW SURFACES WITH VARIABLE PITCH

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
х.в
ред
L=Т×U,
где L - длина бочки прокатного валка;
х.в
Т - шаг ходового винта токарного станка (величина постоянная для конкретного станка);
ред
U - передаточное число редуктора.
После определения длины валка, рассчитываем значение передаточного числа редуктора.
А так как передаточное число редуктора определяется, как
ред
ч.п
з.к
U=U×U,
ч.п
где U - передаточное число червячной пары;
з.к
U - 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.
х.в
Допустим, что длина бочки валка составляет L=420 мм, шаг ходового винта токарного станка Т=12 мм, тогда передаточное число редуктора определится
ред
х.в
U=L: Т=420:12=35.
ч.п
Если мы используем червячную пару с передаточным числом U=29, тогда передаточное число сменных зубчатых колес определится как:
з.к
ред
ч.п
U=U:U=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.