МОДЕРНИЗИРОВАННЫЙ ТОКАРНО-ВИНТОРЕЗНЫЙ СТАНОК (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области станкостроения и может быть использована в различных областях народного хозяйства, преимущественно, в единичном и мелкосерийном производстве, в частности, на ремонтных предприятиях.
Из уровня техники известен модернизированный токарно-винторезный станок, содержащий размещенную на основании станину на которой расположены: передняя бабка, включающая коробку скоростей с ручным управлением и шпиндельный узел, являющаяся механизмом главного движения, приводимым в действие от моторной установки привода главного движения; коробка передач, служащая для передачи вращения от выходного вала передней бабки к приводному валу коробки подач и регулирования его частоты; коробка подач, предназначенная для получения ряда точных передаточных отношений кинематической цепи подач; задняя бабка; фартук, предназначенный для преобразования вращательного движения ходового винта и ходового вала в поступательное движение каретки и передачи вращательного движения ходового вала винту поперечного перемещения суппорта, включающего поперечные и продольные салазки; электрошкаф с электрооборудованием; защитные ограждения патрона и суппорта; органы автоматического и ручного управления перечисленными механизмами станка, в состав которых входит мнемоническая рукоятка. При этом в корпусе фартука размещены кинематически связанные с ходовым винтом и ходовым валом, а также с валом привода быстрых перемещений кинематические цепи возвратно-поступательных продольных перемещений каретки и поперечных перемещений поперечных салазок суппорта, приводимые в действия посредством расположенной с наружной стороны корпуса мнемонической рукоятки управления, кинематически связанной с соответствующими кулачковыми муфтами сцепления упомянутых перемещений
каретки и поперечных салазок суппорта (см. АО «Астраханский машиностроительный завод», станки токарно-винторезные, «Руководство по эксплуатации», стр.17-46, 1993 г.).
К недостаткам данного известного из уровня техники станка необходимо отнести следующее.
Продольные (верхние) салазки суппорта имеют исключительно ручной привод перемещения, в связи с чем невозможно обеспечить строго согласованное перемещение продольных салазок суппорта одновременно с механизированным перемещением каретки. Следовательно, исключается возможность изготовления на данном станке длинных конусов с необходимой точностью по углу конуса, что ограничивает технологические возможности станка.
Кроме того, в моторной установке привода главного движения использован односкоростной двигатель, что ограничивает диапазон частоты вращения шпинделя.
В механизме главного движения в качестве муфт сцепления использованы фрикционные муфты, а в качестве тормозного устройства приводного вала шпинделя использован ленточный тормоз, что усложняет механизм управления скоростным режимом шпинделя.
Кроме того, в станке отсутствуют средства цифровой индикации положения каретки и поперечных салазок суппорта, что усложняет для станочника осуществлять точный контроль за их положением в процессе работы.
Все вышеперечисленные недостатки существенно ограничивают технологические возможности станка и, соответственно, область его использования.
В основу заявленной полезной модели была положена задача расширения технологических возможностей и области использования станка во-первых, посредством обеспечения дифференциального движения продольных (верхних) салазок суппорта и каретки в автоматическом режиме, что обеспечивает возможность получения на обрабатываемых заготовках длинномерных конических поверхностей с высокой точностью, а во-вторых, за счет увеличения диапазона частоты вращения шпинделя и обеспечения изменения его скорости
вращения без перевода блоков шестерен, путем использования в моторной установке привода главного движения двухскоростного двигателя.
Дополнительными техническими задачами являются:
- упрощение кинематики шпиндельной бабки, путем использования в механизме главного движения вместо механических фрикционов и ленточного тормоза электромагнитных муфт;
- повышение точности обработки, путем обеспечения автоматического контроля за перемещениями каретки и суппорта за счет введения цифровой индикации их положения.
Поставленные задачи согласно первого варианта исполнения станка решаются посредством того, что в модернизированном токарно-винторезном станке, содержащем размещенную на основании станину на которой расположены: передняя бабка, включающая коробку скоростей с ручным управлением и шпиндельный узел, являющаяся механизмом главного движения, приводимым в действие от моторной установки привода главного движения; коробка передач, служащая для передачи вращения от выходного вала передней бабки к приводному валу коробки подач и регулирования его частоты; коробка подач, предназначенная для получения ряда точных передаточных отношений кинематической цепи подач; задняя бабка; фартук, предназначенный для преобразования вращательного движения ходового винта и ходового вала в поступательное движение каретки и передачи вращательного движения ходового вала винту поперечного перемещения суппорта, включающего поперечные и продольные салазки; электрошкаф с электрооборудованием; защитные ограждения патрона и суппорта; органы автоматического и ручного управления перечисленными механизмами станка, в состав которых входит мнемоническая рукоятка; при этом в корпусе фартука размещены кинематически связанные с ходовым винтом и ходовым валом, а также с валом привода быстрых перемещений кинематические цепи возвратно-поступательных продольных перемещений каретки и поперечных перемещений поперечных салазок суппорта, приводимые в действия посредством расположенной с наружной стороны корпуса мнемонической рукоятки управления, кинематически связанной с
соответствующими кулачковыми муфтами сцепления упомянутых перемещений каретки и поперечных салазок суппорта, согласно полезной модели, что фартук снабжен дополнительной кинематической цепью, связывающей ходовой винт продольных салазок суппорта с парой паразитных шестерней кинематической цепи привода поперечных салазок суппорта, одна из которых размещена с возможностью обеспечения кинематической связи с установленной на общем с ней валу ведомой шестерней кинематической цепи привода продольных перемещений каретки посредством зубчатой муфты сцепления, управляемой дополнительной рукояткой, а вторая паразитная шестерня этой пары установлена на валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок суппорта; в моторной установке привода главного движения использован двухскоростной двигатель; в механизме главного движения в качестве муфт сцепления и торможения шпинделя использованы электромагнитные муфты; кроме того, станок снабжен средствами цифровой индикации положения каретки и поперечных салазок суппорта.
Поставленные задачи согласно второго варианта исполнения станка решаются посредством того, что в модернизированном токарно-винторезном станке, содержащем размещенную на основании станину на которой расположены: передняя бабка, включающая коробку скоростей с ручным управлением и шпиндельный узел, являющаяся механизмом главного движения, приводимым в действие от моторной установки привода главного движения; коробка передач, служащая для передачи вращения от выходного вала передней бабки к приводному валу коробки подач и регулирования его частоты; коробка подач, предназначенная для получения ряда точных передаточных отношений кинематической цепи подач; задняя бабка; фартук, предназначенный для преобразования вращательного движения ходового винта и ходового вала в поступательное движение каретки и передачи вращательного движения ходового вала винту поперечного перемещения суппорта, включающего поперечные и продольные салазки; электрошкаф с электрооборудованием; защитные ограждения патрона и суппорта; органы автоматического и ручного управления
перечисленными механизмами станка, в состав которых входит мнемоническая рукоятка; при этом в корпусе фартука размещены кинематически связанные с ходовым винтом и ходовым валом, а также с валом привода быстрых перемещений кинематические цепи возвратно-поступательных продольных перемещений каретки и поперечных перемещений поперечных салазок суппорта, приводимые в действия посредством расположенной с наружной стороны корпуса мнемонической рукояти управления, кинематически связанной с соответствующими кулачковыми муфтами сцепления упомянутых перемещений каретки и поперечных салазок суппорта, согласно полезной модели, фартук снабжен дополнительной кинематической цепью, связывающей ходовой винт продольных салазок с парой паразитных шестерней кинематической цепи привода перемещений поперечных салазок суппорта, одна из которых установлена на собственном валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок суппорта, а на основании мнемонической рукоятки выполнена профилированная выточка, форма которой выбрана из условия обеспечения исключения механической блокировки соответствующих перемещений рукоятки, обеспечивающих совместное включение муфт продольных перемещений каретки и перемещения поперечных салазок суппорта; в моторной установке привода главного движения использован двухскоростной двигатель, в механизме главного движения в качестве муфт сцепления и торможения шпинделя использованы электромагнитные муфты, кроме того, станок снабжен средствами цифровой индикации положения каретки и поперечных салазок суппорта.
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.
На фиг.1 и фиг.2 - показаны кинематические особенности фартука в исполнении по п.1 и п.2 формулы полезной модели, соответственно.
На фиг.3 и фиг.4 - показаны конструктивные особенности нижней части мнемонической рукоятки.
На фиг.5, фиг.6 и фиг.7 - показаны схемы наладки суппортной группы на точение длинномерных конусов (прямых и обратных).
На фиг.8 - показан общий вид станка.
В графических материалах, иллюстрирующих описание полезной модели использованы следующие цифровые обозначения конструктивных узлов и элементов универсального модернизированного токарно-винторезного станка:
1 - корпус фартука; 2 - каретка; 3 - салазки поперечные суппорта; 4 - салазки продольные суппорта; 5 - рукоятка мнемоническая; 6 - муфта зубчатая сцепления кинематической цепи привода каретки 2; 7 - муфта зубчатая сцепления кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта; 8 - цепь кинематическая дополнительная привода продольных салазок 4 суппорта; 9 - винт ходовой кинематической цепи 8 привода продольных салазок 4 суппорта; 10 и 11 - шестерни паразитные кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта; 12 - шестерня ведомая кинематической цепи привода каретки 2; 13 - муфта зубчатая сцепления, связывающая ведомую шестерню 12 с паразитной шестерней 10; 14 - рукоятка дополнительная включения муфты 13; 15 - выточка профилированная мнемонической рукоятки; 16 - ось центров станка; 17 - заготовка обрабатываемая; 18 - станина; 19 - бабка передняя; 20 - коробка передач; 21 - коробка подач; 22 - бабка задняя; 23 - фартук; 24 - суппорт; 25 - электрошкаф; 26 и 27 - ограждение патрона и суппорта 24, соответственно; 28 - средства цифровой индикации положения каретки 2 и поперечных салазок 3 суппорта 24.
Модернизированный токарно-винторезный станок, согласно первого варианта исполнения, содержит размещенную на основании станину 18 на которой расположены следующие основные узлы станка:
- передняя бабка 19, включающая коробку скоростей с ручным управлением и шпиндельный узел, являющаяся механизмом главного движения, приводимым в действие от моторной установки привода главного движения;
- коробка передач 20, служащая для передачи вращения от выходного вала передней бабки 19 к приводному валу коробки подач 21 и регулирования его частоты;
- коробка подач 21, предназначенная для получения ряда точных передаточных отношений кинематической цепи подач;
- задняя бабка 22;
- фартук 23, предназначенный для преобразования вращательного движения ходового винта и ходового вала в поступательное движение каретки 2 и передачи вращательного движения ходового вала винту поперечного перемещения суппорта 24, включающего поперечные и продольные салазки 3 и 4, соответственно;
- электрошкаф 25 с электрооборудованием;
- защитные ограждения 26 и 27 патрона и суппорта 24, соответственно;
- органы автоматического и ручного управления перечисленными механизмами станка, в состав которых входит мнемоническая рукоятка 5;
При этом в корпусе 1 фартука 23 размещены кинематически связанные с ходовым винтом и ходовым валом, а также с валом привода быстрых перемещений кинематические цепи возвратно-поступательных продольных перемещений каретки 2 и поперечных перемещений поперечных салазок 3 суппорта 24, приводимые в действия посредством расположенной с наружной стороны корпуса 1 мнемонической рукоятки 5 управления, кинематически связанной с соответствующими кулачковыми муфтами 6 и 7 сцепления упомянутых перемещений каретки 2 и поперечных салазок 3 суппорта 24. Фартук 23 снабжен дополнительной кинематической цепью 8, связывающей ходовой винт 9 продольных салазок 4 суппорта 24 с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта 24. Одна из упомянутых паразитных шестерней 10 размещена с возможностью обеспечения кинематической связи с установленной на общем с ней валу ведомой шестерней 12 кинематической цепи привода продольных перемещений каретки 2 посредством зубчатой муфты 13 сцепления, управляемой дополнительной рукояткой 14. Вторая паразитная шестерня 11 этой пары установлена на собственном валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи 8 независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок 3 суппорта 24. В моторной установке привода главного движения использован двухскоростной двигатель. В механизме главного движения в качестве муфт сцепления и
торможения шпинделя использованы электромагнитные муфты. Кроме того, станок снабжен средствами 28 цифровой индикации положения каретки 2 и поперечных салазок 3 суппорта 24.
Модернизированный токарно-винторезный станок, согласно второго варианта исполнения, в общем плане аналогичен первому варианту, однако в частности отличается следующими конструктивными особенностями.
Фартук 23 снабжен дополнительной кинематической цепью 8, связывающей ходовой винт 9 продольных салазок 4 с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода перемещений поперечных салазок 3 суппорта 24. Одна из паразитных шестерней 11 установлена на собственном валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи 8 независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок 3 суппорта 24. На основании мнемонической рукоятки 5 выполнена профилированная выточка 15, форма которой выбрана из условия обеспечения исключения механической блокировки соответствующих перемещений рукоятки 5, обеспечивающих совместное включение муфт 6 и 7 продольных перемещений каретки 2 и перемещения поперечных салазок 3 суппорта 24, соответственно.
Работа модернизированного токарно-винторезного станка в общем случае аналогична прототипу (т.е., стандартизована в соответствии с руководством по эксплуатации станка-прототипа) или любому другому известному из уровня техники универсальному токарно-винторезному станку и не требует дополнительных пояснений.
Однако, на принципе работы заявленного станка при обработке длинномерных конусов целесообразно остановиться дополнительно.
Способ обработки конусов на модернизированном токарно-винторезном станке (в варианте исполнения станка по п.1 формулы полезной модели) заключается в следующем.
Вершину резца перемещают по заданной траектории, являющейся образующей формируемой конической поверхности заготовки 17 Для этого определенным образом согласуют по скоростному режиму и совмещают в
реальном времени продольное перемещение каретки 2 и перемещение верхних продольных салазок 4 суппорта 24, которые, при этом, поворачивают под заданным углом β к оси 16 центров станка, в которых устанавливают обрабатываемую заготовку 17. Совмещение перемещений упомянутых узлов станка осуществляют в полностью автоматическом режиме. Для этого ходовой винт 9 упомянутых продольных салазок 4 суппорта 24 кинематически связывают с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта 24. Одна из паразитных шестерней 10 размещена с возможностью обеспечения кинематической связи с установленной на общем с ней валу ведомой шестерней 13 кинематической цепи привода продольных перемещений каретки 2 посредством зубчатой муфты 13 сцепления, управляемой дополнительной рукояткой 14. Вторая паразитная шестерня 11 этой пары установлена на собственном валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи 8 независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок 3 суппорта 24. При этом обработку осуществляют посредством ввода в зацепления с помощью мнемонической рукоятки 5 одной из зубчатых муфт 6 сцепления кинематической цепи привода продольного перемещения каретки 2 при обеспечении кинематической связи ходового винта 9 упомянутых верхних продольных салазок 4 суппорта 24 с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта 24. Угол β поворота верхних продольных салазок 4 суппорта 24 выбирают из следующего соотношения:
к
c
β=±α'+γ=±α'+arcsin (V/V sin α'), где:
α' - угол наклона образующей формируемого конуса по отношению к оси центров станка (т.е., продольной оси заготовки);..
γ - угол между направлением перемещения продольных салазок суппорта и образующей обрабатываемой конической поверхности;
к
V - скорость перемещения каретки;
c
V - скорость перемещения продольных салазок суппорта.
В формуле определения величины угла β установки верхних продольных салазок суппорта по отношению к оси центров станка:
+α' - при ходе верхних продольных салазок суппорта по стрелке, как показано на фиг.5;
-α' - при ходе верхних продольных салазок суппорта по стрелке, как показано на фиг.6.
Способ обработки конусов на модернизированном токарно-винторезном станке (в варианте исполнения станка по п.2 формулы полезной модели) аналогичен предыдущему, отличия заключаются лишь в следующем.
Совмещение перемещений упомянутых узлов станка осуществляют в полностью автоматическом режиме, для чего ходовой винт 9 верхних продольных салазок 4 суппорта 24 кинематически связывают с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта 24. Одну из паразиных шестерней 11 устанавливают на собственном валу с возможностью перемещения с обеспечением включения упомянутой дополнительной кинематической цепи 8 независимо от кинематической цепи привода перемещения поперечных салазок 3 суппорта 24. На основании мнемонической рукоятки 5 выполняют профилированную выточку 15, форма которой выбрана из условия обеспечения исключения механической блокировки соответствующих перемещений рукоятки 5, обеспечивающих совместное включение муфт 6 и 7 продольных перемещений каретки и перемещений поперечных салазок суппорта, соответственно. При этом обработку осуществляют посредством ввода в зацепления с помощью мнемонической рукоятки 5 по одной из зубчатых муфт 6 и 7 сцепления кинематических цепей привода продольного перемещения каретки 2 и поперечных салазок 3 суппорта 24 при обеспечении кинематической связи ходового винта 9 верхних продольных салазок 4 суппорта 24 с парой паразитных шестерней 10 и 11 кинематической цепи привода поперечных салазок 3 суппорта 24.
Таким образом, заявленные технические решения могут быть использованы в различных областях народного хозяйства, преимущественно, в единичном и мелкосерийном производстве, в частности, на ремонтных предприятиях.