ПОВОДКОВОЕ УСТРОЙСТВО
WARPAGE DEVICE

Изобретение относится к области технологии машиностроения и предназначено для обработки валов на токарных и зубофрезерных станках.
Известно поводковое устройство [1], в котором хвостовик и неподвижный центр выполнены совместно (жестко), при этом крутящий момент заготовке передается по ее торцу двумя симметрично расположенными плавающими поводками при их внедрении в торец заготовки.
Недостатками этого устройства являются такие факторы, как большие осевые усилия, значительное количество нежестких связей между элементами поводкового устройства, постоянное затупление и износ внедряемых поводков. Большие осевые усилия, необходимые для внедрения поводков в торец заготовки, снижают точность выполнения диаметральных размеров нежестких валов, увеличивают деформации и износ шпиндельного узла и вращающегося заднего центра, что приводит к уменьшению их межремонтного периода и, как следствие, увеличению стоимости изготовления деталей. Значительное количество (от трех и более) нежестких связей между элементами поводкового центра уменьшает коэффициенты сил сопротивления упругим колебаниям технологической системы, что снижает качество обрабатываемой поверхности, особенно в области нелинейных резонансных колебаний переднего центра. Постоянное затупление и износ внедряемых поводков приводит к увеличению осевых усилий, необходимых для внедрения поводков и, как результат, понижению точности обработки заготовки и ее себестоимости из-за их периодической переточки.
Известный объект не может быть использован на чистовых токарных операциях (точность обработки составляет 7 квалитет и выше).
Известно поводковое устройство, содержащее корпус, в котором расположен неподвижный центр и установлена подпружиненная втулка (см. [2]).
Задачей изобретения является повышение надежности, уменьшение осевых усилий за счет использования резцов, увеличение жесткости поводкового устройства за счет уменьшения количества сопрягаемых поверхностей.
Указанная задача решается тем, что поводковое устройство, содержащее корпус, в котором расположен неподвижный центр и установлена подпружиненная втулка, снабжено резцами, жестко закрепленными с помощью винтов на подпружиненной втулке и установленными с возможностью фиксированного поступательного вращательного движения посредством косого паза, выполненного в подпружиненной втулке, в котором расположен винт, закрепленный в цилиндрической части конуса центра.
Использование в поводковом устройстве резцов, вместо поводков, и втулки с косым пазом способствует уменьшению осевых сил и повышению надежности передачи крутящего момента.
Сущность приспособления поясняется чертежом: на фиг.1 дан разрез А-А, на фиг.2 дан общий вид в разрезе, на фиг.3 дан вид В, на фиг.4 дана расчетная схема.
Предлагаемое изобретение содержит центр 1, на который надета пружина 2, втулка 7. В центр ввернуты винты 4, которые выходят через паз во втулке 7. Во втулке 7 расположены резцы 5 и закреплены винтами 3.
Устройство работает следующим образом. Поводковое устройство вставляется конусом корпуса 1 в шпиндель станка (на чертеже не показан). Обрабатываемая заготовка (на чертеже не показана), перемещаемая центром задней бабки, надвигается центровым отверстием на подпружиненный центр пружиной 2, утапливая его, при этом происходит первоначальное внедрение резцов в торец заготовки. С увеличением силы резания происходит торможение заготовки и резцы внедряются в торец заготовки. В процессе вращения шпинделя станка и начала процесса резания заготовка тормозится, и поводковое устройство имеет угловую скорость, большую, чем у обрабатываемой заготовки. Вследствие этого происходит перемещение винта 4 по пазу во втулке 7, в которой расположены и закреплены резцы 5, с помощью винтов 3. Это обеспечивает врезание резцов 5 в торец заготовки и передачу ей крутящего момента в процессе обработки.
Для обеспечения гарантированной передачи крутящего момента угол паза во втулке α, град, выбран из условия:
max
α<α,
max
где α - максимальный угол паза, который рассчитывается из зависимости (фиг.4):
(max)
max
(max)
max
(max)
2
Fy·ctg(α)-Fy·ρ·cos(α)=KFx
где ρ - коэффициент трения;
К - коэффициент запаса, учитывающий нестабильность силовых воздействий на заготовку;
(max)
Fy - максимальная тангенциальная сила резания на один резец, Н;
(max)
Fx - необходимая осевая сила для предотвращения прорезания резцов, Н.
Техническая эффективность устройства заключается в том, что оно обеспечивает надежность зажима, повышает точность обработки заготовок, увеличивается жесткость устройства.
Источники информации
1. Патент РФ №2000894, В23В 33/00, 1994.
2. Патент США №1336548, В23В 33/00, 1920.