ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СУППОРТ

Полезная модель относится к металлообрабатывающей промышленности и может быть использована, в том числе, для отрезки заготовок из круглого проката малого диаметра, например бронзовой проволоки.
При токарной обработке деталей из круглого проката, имеющих малую продольную жесткость возможно отгибание заготовки при радиальной подаче инструмента. Это обстоятельство усугубляется с увеличением соотношения «длина/диаметр» обрабатываемой заготовки.
Известна конструкция резцовой головки, включающей три равномерно расположенных в плане резца, обрабатывающих деталь одновременно (А.С. №36759, опубл. 31.05.1934). В корпусе резцовой головки, по известному решению, помещена гильза, через полость которой проходит резцедержавка, несущая укрепленные на шарнирах и подпружиненные в направлении от резцедержавки резцы. Резцы имеют специальную форму наружной поверхности, в которую упирается гильза. Резцедержавка может перемещаться в осевом направлении. Для сообщения режущим кромкам резцов радиальной подачи резцовую головку перемещают в осевом направлении. При этом резцедержавка остается на месте, а корпус резцовой головки вместе с гильзой перемещается, причем гильза давит на резцы, заставляя их поворачиваться вокруг шарниров и сближая тем самым их режущие кромки. По окончании резания корпус вместе с гильзой возвращают в исходное положение. При этом под действием пружин резцы расходятся.
К недостаткам известного решения относится необходимость специального профилирования наружной формы резцов. Недостатками являются также необходимость организации во время выполнения операции двух движений - вращения резцовой головки и ее осевого перемещения для осуществления радиальной подачи. Кроме того, недостатком является ограничение длины отрезаемой заготовки, определяемое размерами резцедержавки.
Известен патрон с радиальным перемещением резца, включающий корпус с установленными внутри него державкой и средством крепления державки, а также упор, обеспечивающий позиционирование патрона относительно обрабатываемой детали (пат. RU №2509631, опубл. 20.03.2014. Бюл. №8). Обработка детали выполняется одним резцом. При этом радиальную подачу резцу сообщают, перемещая подвижную часть патрона с резцедержавкой относительно его неподвижной части, установленной с упором в торец обрабатываемой детали. Отклонение резца в радиальном направлении происходит за счет взаимодействия резцедержавки, имеющей специальную клиновидную форму, с наклонным пазом, выполненным вдоль вала, расположенного в корпусе патрона. По известном решению, резец получает радиальную подачу в направлении от оси вращения патрона к периферии.
К недостаткам известного решения относятся необходимость специального профилирования резцедержавки, выполнения паза на валу и использование единственного резца, приводящее к несимметричной схеме нагружения заготовки при выполнении операции. Недостатками являются также необходимость организации во время выполнения операции двух движений - вращения патрона и его осевого перемещения для осуществления радиальной подачи. Кроме того, недостатком является невозможность отрезки заготовок без центрального отверстия.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков - прототипом заявляемой полезной модели - является резцовая головка к сверлильным и тому подобным станкам для расточки кольцевых полостей и канавок в отверстиях корпусных деталей (А.С. №147883, опубл. в 1962. Бюл. №11). Известная конструкция включает поворотные подпружиненные грузы, кинематически связанные с резцом. Компоненты резцовой головки размещены в объединяющей их детали - шпинделе. При этом резец установлен в отдельном инструментальном шпинделе, размещенном внутри шпинделя резцовой головки и связанном через зубчатые секторы и поводковые пальцы с поворотными грузами. Центробежная сила, возникающая при вращении шпинделя, разводит поворотные грузы, которые через поводковые пальцы проворачивают зубчатые секторы. Через зубчатые секторы поворот передается инструментальному шпинделю, эксцентрично расположенному в корпусе основного шпинделя. Углы поворота грузов ограничены упорами. Возврат инструментального шпинделя с резцом в исходное положение происходит под действием пружин.
К недостаткам известного решения относятся необходимость использования сложных в изготовлении элементов - зубчатых секторов, большое количество деталей в конструкции резцовой головки и, при этом, использование единственного резца, приводящее к несимметричной схеме нагружения заготовки при выполнении операции
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является устранение недостатков прототипа - создание простой в изготовлении конструкции центробежного суппорта для, обеспечивающей симметричное нагружение заготовки во время выполнения операции.
Поставленная задача решается за счет оппозитной установки двух одновременно работающих резцов, радиальная подача которых в направлении от периферии к оси вращения шпинделя станка обеспечивается центробежной силой, воздействующей на подпружиненные двуплечные рычаги, связанные одним концом с грузами и вторым - с резцами, причем величина радиальной подачи определяется только сочетанием массы грузов и частоты вращения шпинделя станка и не требует организации иных движений суппорта, кроме вращательного.
Новизной в предложенном центробежном суппорте является совместное использование следующих технических решений:
- установки двух одновременно работающих отрезных резцов с радиальной подачей от периферии к оси вращения шпинделя станка;
- использование подпружиненных двуплечных рычагов, непосредственно связанных одним концом с резцами и вторым - с грузами.
Указанные признаки являются новыми, существенными и промышленно выполнимыми и направлены на решение поставленной полезной моделью технической задачи.
Предлагаемый в качестве полезной модели центробежный суппорт поясняется чертежом (фиг. 1) и включает корпус 1, закрепленный в шпинделе станка (на фиг. 1 шпиндель станка не показан), два резца 2, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения, два двуплечных рычага 3 с осями вращения 31.
Резцы 2 подпружинены пружинами 23, зацепы которых закреплены на вспомогательных деталях 21 и 22. Вспомогательная деталь 21 жестко связана с резцом 2, а вспомогательная деталь 22 закреплена на корпусе 1. Пружины 23 стремятся переместить резцы 2 в направлении от оси вращения корпуса 1 к периферии. Перемещение резцов 2 ограничено с одной стороны двуплечным рычагом 3 и, с другой стороны упором 24. При наладке центробежного суппорта перед выполнением операции упоры 24 могут быть перемещены в пазах 25 и зафиксированы в выбранном положении. Положение упоров 24 определяет величину радиальной подачи резцов 2.
Двуплечные рычаги 3 подпружинены каждый пружинами 32. Пружины 32 закреплены каждая одним зацепом на двуплечном рычаге 3, вторым зацепом на корпусе 1 и стремятся притянуть двуплечные рычаги 3 к упорам 33, закрепленным на корпусе 1.
Положение упора 33 определяет наибольший диаметр заготовки, которую можно обработать в предлагаемом центробежном суппорте.
Расположение упоров 24 и 33 определяет крайние позиции (положения) резцов до и после окончания обработки.
Характеристики пружин 23 и 32 подобраны таким образом, чтобы обеспечить, с одной стороны, постоянное прижатие резцов 2 к двуплечным рычагам 3 и, с другой стороны, определение крайних позиций резцов 2 только расположением упоров 24 и 33.
Конструкция вспомогательных деталей 21 и 22, упоров 24 и 33, форма пазов 25 и 34, а также способ крепления вспомогательных деталей 21 и 22 и способ фиксирования упоров 24 и 33 в пазах 25 и 34 не являются предметом охраны по настоящей заявке.
Каждый из двух грузов 5, жестко закрепленных на одном конце двуплечных рычагов 3. Оси вращения 31 рычагов 3 закреплены на корпусе 1.
Центробежный суппорт работает следующим образом.
Перед выполнением операции упоры 24 перемещают в пазах 25 в нужное положение в зависимости от заданного припуска на операцию - глубины точения резцами 2 - и фиксируют в этом положении.
Упоры 33 перемещают в пазах 34 и фиксируют в нужном положении в зависимости от исходного диаметра заготовки, которую нужно обработать. Это положение определяет исходное положение резцов 2.
В исходном положении при неподвижном шпинделе станка двуплечные рычаги 3 притянуты пружинами 32 к упорам 33.
При вращении шпинделя станка корпус 1 вращается вместе с ним. Грузы 5 под действием центробежных сил стремятся повернуть двуплечные рычаги 3 вокруг осей вращения 31, растягивая пружины 32. Двуплечные рычаги 3 преодолевают усилие пружин 23 и перемещают резцы 2 в направлении к оси вращения корпуса 1, создавая радиальную подачу. Резцы 2 касаются поверхности обрабатываемой заготовки 8, врезаются в нее и совершают обработку, например, отрезку или точение поперечных канавок на глубину, определяемую положением упора 24. При касании вспомогательными деталями 21, закрепленными на резцах 2, упоров 24 достигается заданная глубина обработки, радиальная подача больше не увеличивается. При уменьшении частоты вращения шпинделя или выключении станка центробежная сила на грузах 5 уменьшается, двуплечные рычаги поворачиваются вокруг осей вращения 31, пружины 23 возвращают резцы 2 в исходное положение.
Благодаря оппозитному расположению режущих инструментов - резцов - в одной плоскости обеспечивается симметричное нагружение обрабатываемой детали и предотвращается ее изгиб во время обработки. Это позволяет обрабатывать детали с малой продольной жесткостью, например, тонкие прутки без искривления их осей.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание простой и надежной конструкции центробежного суппорта для применения при токарной обработке деталей с малой продольной жесткостью, например, тонких прутков.