УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО УПРОЧНЕНИЯ НАПРАВЛЯЮЩИХ СТАНИНЫ ТОКАРНОГО СТАНКА
DEVICE FOR ELECTROMECHANICAL HARDENING OF LATHER BED GUIDES

Изобретение относится к устройствам для металлообработки, в частности оно предназначено для электромеханического упрочнения V-образных, призматических и плоских направляющих станины токарного станка.
Известны инструментальные головки для электромеханической поверхностной обработки изделий, устанавливаемые на различных металлорежущих станках [1, 2], которые включают в себя державку с размещенным в ней рабочим инструментом, закрепленную, например, непосредственно в резцедержателе токарного станка, и подводящие кабели однофазного переменного или постоянного тока. Такая конструкция головки позволяет получить твердый и износостойкий поверхностный слой на детали.
Недостатками головки являются:
- значительное усложнение технологического процесса, например, при обработке плоских поверхностей деталей на токарном станке;
- использование неподвижного инструментального ролика при работе способствует его повышенному износу;
- отсутствует возможность обработки поверхностей направляющих станины непосредственно самого станка, как с его разборкой, так и без разборки, в частности без снятия со станины продольного суппорта.
Известно устройство для обработки направляющих станин [3] (по авторскому свидетельству №691251, принятое за прототип, см. бюл. №38 от 15.10.79 г.), содержащее установленную на станке с возможностью перемещения по направляющим стойку с поворотной траверсой, выполненной из шарнирно соединенных между собой звеньев и несущей инструментальную головку. Однако данное устройство, в целом позволяя выполнять соответствующую операцию (шлифование) направляющих станины, не предусматривает осуществлять упрочнение этих направляющих, не обладает широкой универсальностью и простотой конструкции.
Технический результат изобретения достигается тем, что устройство для электромеханического упрочнения направляющих станины токарного станка содержит стойку, установленную на поперечных салазках суппорта станка, державку с инструментальным роликом, установленную на стойке, и контрольно-регулирующую аппаратуру, при этом оно технологически связано электрическим кабелем с силовым трансформатором, образуя со станиной станка и инструментальным роликом общую электрическую цепь, а суппорт станка кинематически связан с приводом от коробки подач станка для осуществления его автоматического перемещения по направляющим станины. Стойка выполнена Г-образной формы и размещена на поперечных салазках суппорта станка с возможностью ее смещения вдоль плоскости салазок и разворота вокруг вертикальной оси, а державка с инструментальным вращающимся роликом установлена на малом вертикальном плече стойки с внешней стороны с возможностью позиционирования положения державки и ее дискретного поворота по сектору на угол в диапазоне не менее 90°, при этом рабочая поверхность вращающегося ролика выполнена с профилем, обеспечивающим получение регулярного микрорельефа на поверхности направляющих станины.
На фиг.1 изображена конструкция (общий вид) предлагаемого устройства для электромеханического упрочнения направляющих станины токарного станка; фиг.2 - вид сверху, поясняющий установку устройства на салазки на фиг.1; фиг.3 - вид сбоку на фиг.1.
Устройство состоит из базовой стойки 1, выполненной Г-образной формы. На малом расположенном вертикально плече стойки 1 с внешней стороны в соответствующих пазах (электрически изолированно от стойки 1) с возможностью позиционирования положения и дискретного поворота по сектору на заданный угол в диапазоне не менее 90°, в зависимости от угла наклона соответствующей поверхности направляющей, установлена державка 2.
Предусмотрен вариант перезакрепления державки 2 относительно дополнительных баз, расположенных под определенными фиксированными углами (не показано).
Державка 2, кроме того, имеет возможность позиционирования своего линейно-координатного положения вдоль собственной продольной оси. В державке 2 на оси установлен вращающийся инструментальный ролик 3, рабочая поверхность которого выполнена с профилем для образования регулярного микрорельефа упрочненной поверхности. Стойка 1 Г-образной формы размещена на поперечных салазках 4 суппорта станка с возможностью ее установочного смещения вдоль плоскости салазок 4 и возможностью разворота стойки 1 вокруг вертикальной оси салазок 4 на 180°, обеспечивая таким образом упрочнение различных поверхностей соответствующих направляющих станины станка. Причем суппорт станка кинематически связан с приводом от коробки подач (не показано) для реализации автоматического перемещения устройства вдоль направляющих станины, а устройство электрическим кабелем соединено с силовым трансформатором, образуя со станиной станка и инструментальным роликом 3 общую электрическую цепь. На силовой стойке (не показано) размещена контрольно-регулирующая аппаратура плотности тока, напряжения и др.
Устройство работает следующим образом: стойка 1 размещается и базируется относительно кругового паза на поперечных салазках 4 суппорта токарного станка (предварительно со станка демонтируется верхний суппорт с резцедержателем). В основании стойки 1 для этого предусмотрены дополнительные пазы, обеспечивающие переустановку устройства на салазках 4.
На малом вертикальном плече стойки 1 с внешней стороны закрепляется державка 2 вместе с установленным в ней инструментальным роликом 3. Она предварительно ориентируется в угловом (по нанесенным на стойке меткам рядом с пазами для крепления державки 2) и осевом направлении относительно поверхности «А» направляющей, обеспечивая контакт рабочей поверхности ролика 3 с зеркалом направляющей станины с заданным усилием 200-500 Н (по индикатору, установленному на державке 2, - не показано). На инструментальный ролик 3, подведенный к поверхности направляющей и перемещаемый со скоростью 0,8-1,5 м/мин относительно нее посредством кинематики станка от привода со стороны коробки подач, от силовой установки подается электрический ток большой плотности и малого напряжения. При этом вторым электродом служит направляющая станины. В результате протекания через зону контакта ролика 3 и станины тока большой силы (например, 800 А) поверхностный слой станины мгновенно разогревается, пластически деформируется и упрочняется (глубина разогреваемого слоя металла, величина его пластического деформирования регулируется исходя из требований технологического процесса).
Перед упрочнением поверхностей соответственно Б, В, Г направляющих станины поочередно выполняется дополнительная подналадка, выставляется в соответствующее положение державка 2 относительно той или иной поверхности направляющих, а также регулируется положение стойки 1 относительно поперечных салазок 4 при недостаточном ходе последних. Процедура упрочнения направляющих последовательно выполняется роликом 3, расположенным относительно суппорта на станке, как со стороны шпиндельной бабки, так и со стороны задней бабки. В результате электромеханического упрочнения роликом соответствующего рабочего профиля на обработанной поверхности направляющих образуются характерные упрочненные треки с регулярным направленным микрорельефом, способствующим удержанию смазки на поверхности трения.
Таким образом, использование предлагаемого технического решения для электромеханического упрочнения направляющих станины токарных станков снижает материальные затраты на выполнение данной операции, обеспечивает получение специфического микрорельефа и структуры упрочненного поверхностного слоя направляющих станка с улучшенными динамическими характеристиками для работы узла в режиме граничного трения.
Литература
1. Аскинази Б.М. Упрочнение и восстановление деталей электромеханической обработкой. - Л.: Машиностроение. - 1989. - 184 с.
2. Багмутов В.П., Паршев С.Н., Дудкина Н.Г., Захаров И.Н. Электромеханическая обработка: технологические и физические основы, свойства, реализация. - Новосибирск: Наука. - 2003. - 318 с.
3. Авторское свидетельство СССР №691251, кл. В23С 1/20, 1979.