Устройство для обработки цилиндрических поверхностей вращения

Полезная модель предназначена для использования в качестве станочного приспособления токарного или расточного оборудования для обработки цилиндрических поверхностей вращения.
Известен мобильный станок для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения [Патент РФ на полезную модель №138820 авторов Погонина Д.А., Чепчурова М.С., Жукова Е.М., опубликован 27.03.2014], содержащий две опорные стойки с неразрезными головками, в которые устанавливается направляющая, выполненная в виде профилей П-образного сечения, замкнутых в жесткий контур посредством установленных с торцов съемных пластин. На направляющей установлен подвижный продольный суппорт, перемещение которого осуществляется с помощью ходового винта, кинематически связанного с приводом продольного перемещения посредством полой конической шестерни с внутренней гайкой. На продольном суппорте установлена внешняя разъемная обойма кинематически связанная с приводом углового положения обеспечивающим возможность углового перемещения относительно продольного суппорта. При необходимости ручное перемещение продольного суппорта осуществляется квадрантом посредством перекидной муфты, закрепленной на ходовом винте. На разъемной обойме установлен поперечный суппорт и резцедержатель с резцом. На разъемной обойме так же закреплен двигатель (МЗ) поперечной подачи, связанный ходовым винтом с поперечным суппортом. Для фиксации станка на базируемой поверхности используются магнитные прихваты, установленные под опорными стойками.
Недостатками мобильного станка для бесцентровой обработки крупногабаритных тел вращения является низкая производительность и также сложность кинематической схемы ввиду наличия привода углового положения суппорта.
Наиболее близким техническим решением, принятым в качестве прототипа, является автономный нестационарный иглофрезерный модуль для обработки поверхности катания вращающихся агрегатов [Патент РФ на полезную модель №179993 авторов Чепчурова М.С., Жукова Е.М., Минасовой В.Е., опубликован 30.05.2018.]. Автономный нестационарный иглофрезерный модуль для обработки поверхности катания вращающихся агрегатов содержит две опоры со стойками. В стойки установлен ходовой винт, сопряженный с автономным электродвигателем постоянного тока и связанный с режущим инструментом. Передающий ролик, установленный на подпружиненном рычаге, находится в контакте с обрабатываемой деталью. В качестве режущего инструмента используется набор иглофрез, установленный с возможностью продольного перемещения на инструментальном валу. Инструментальный вал размещен в стойках и кинематически связанном через набор сменных зубчатых колес с валом передающего ролика. Вал передающего ролика установлен в подпружиненном рычаге, который связан с одной из стоек и установлен на инструментальном валу. При этом обе стойки жестко соединены между собой съемной планкой и размещены на опорах с возможностью поперечного перемещения.
С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: две опоры, связанные с иглофрезерным режущим инструментом и передающий ролик, установленный с возможностью контакта с обрабатываемой поверхностью.
Недостатками иглофрезерного модуля является низкое качество обработки из-за невысокой жесткости конструкции, т.к. опоры разнесены между собой на определенное расстояние, что приводит к появлению колебаний и вибраций системы, тем самым снижая качество обработки. Кроме того, в конструкции модуля отсутствует кинематическая согласованная связь между продольным перемещением рабочего инструмента и основным рабочим движением обрабатываемой детали.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества обработки за счет увеличения жесткости устройства.
Решение задачи обеспечивается за счет того, что устройство для обработки цилиндрических поверхностей вращения содержит две опоры связанные с иглофрезерным режущим инструментом и передающим роликом, установленным с возможностью контакта с обрабатываемой поверхностью. В предложенном варианте опоры выполнены в виде П-образного корпуса, имеющего установочный хвостовик. Одна из сторон корпуса сопряжена с качающимся рычагом, несущим передающий ролик, снабженный ведущим шкивом, кинематически связанным через промежуточный шкив с ведомым шкивом. При этом промежуточный шкив свободно установлен на оси, размещенной в П-образном корпусе с возможностью регулировочного перемещения. Ведомый шкив неподвижно установлен на валу, расположенном с возможностью вращения в П-образном корпусе и несущем жестко закрепленный иглофрезерный режущий инструмент.
Выполнение опор в виде П-образного корпуса значительно повышает жесткость устройства, исключает колебания в процессе обработки, тем самым обеспечивает повышение качества обработки. Расположение подвижной оси, несущей вращающийся промежуточный шкив, в П-образном корпусе и размещение в нем же вращающегося вала с ведомым шкивом и режущим инструментом обеспечивает, в процессе одного технологического цикла, постоянную величину межцентрового расстояния между осью вала и осью вращения промежуточного шкива, что также приводит к повышению качества обработки.
Таким образом, совокупность отличительных признаков предлагаемого решения обеспечит повышение качества обработки.
Техническая сущность устройства для обработки цилиндрических поверхностей вращения поясняется графическим материалом.
На фиг. 1 показан общий вид устройства; на фиг.2 - вид устройства сбоку.
Устройство для обработки цилиндрических поверхностей вращения состоит из опор, выполненных в виде П-образного корпуса 1, который имеет установочный хвостовик 2. Одна из сторон П-образного корпуса 1 сопряжена с подвижным качающимся рычагом 3, на котором установлен штифт 4, находящийся в контакте с пружиной 5. Качающийся рычаг 3 несет передающий ролик 6, который снабжен ведущим шкивом 7. Ведущий шкив 7 кинематически связан с двухручьевым промежуточным шкивом 8 с помощью, например промежуточного ремня 9, размещенном в одном из ручьев. Промежуточный шкив 8 связан с ведомым шкивом 10 через ремень 11, установленный в другом ручье промежуточного шкива 8. При этом промежуточный шкив 8 свободно установлен на оси 12. Ось 12 размещена в П-образном корпусе 1 с возможностью регулировочного перемещения вдоль опор за счет, например, регулировочных винтов 13. Ведомый шкив 10 неподвижно установлен на валу 14, расположенном в П-образном корпусе 1. В качестве режущего инструмента используется дисковая иглофреза 15, жестко закрепленная на валу 14.
Описание работы устройства для обработки цилиндрических поверхностей вращения выполнено на примере обработки конкретной детали - стакан, предназначенный для размещения подшипников валов шестерен, параметры конструкции которого регламентированы. Деталь через стандартное приспособление устанавливается в шпиндель станка. За счет этого образуется кинематическая связь рабочего вращения обрабатываемой детали, обрабатывающего инструмента и его продольного перемещения.
Устройство для обработки цилиндрических поверхностей вращения устанавливается в резцедержатель токарного или расточного станка с помощью хвостовика 2 П-образного корпуса 1. Ось 12, размещенная в П-образном корпусе 1, имеет возможность регулировки своего продольного расположения с помощью регулировочных винтов 13, обеспечивая тем самым натяжение ремней. При этом качающийся рычаг 3, с установленным штифтом 4, находится в контакте с пружиной 5 и прижимает передающий ролик 6, снабженный ведущим шкивом 7, к поверхности вращающегося обрабатываемого изделия (на фиг. не показано). Ведущий шкив 7, жестко закрепленный на передающем ролике 6, с помощью промежуточного ремня 9 передает вращение передающего ролика 6 на двух ручьевой промежуточный шкив 8, свободно установленный на оси 12. Вращение с промежуточного шкива 8 через ремень 11, размещенный в другом ручье, передается на ведомый шкив 10. При этом промежуточный шкив 8 свободно установлен на оси 12. Ведомый шкив 10, неподвижно установленный на валу 14, расположенный в П-образном корпусе 1, обеспечивает вращение дисковой иглофрезы 15, жестко закрепленной на валу 14. При этом поперечная подача станка обеспечивает постоянный контакт рабочей поверхности дисковой иглофрезы 15 с обрабатываемой поверхностью, регулируя тем самым снимаемый припуск.
Таким образом, при продольном перемещении резцедержателя станка, установленного на суппорте, закрепленном в нем устройстве, выполняется съем припуска на заданную длину.
Таким образом, использование устройства для обработки цилиндрических поверхностей вращения обеспечивает решение задачи - повышение качества обработки за счет увеличения жесткости устройства.