Устройство для наплавки цилиндрических деталей на токарном станке

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована для восстановления изношенной поверхности цилиндрических деталей, а также придания поверхности последних особых физико-механических свойств при их изготовлении.
Известна конструкция устройства для наплавки, описанная в RU 2699605, которое является съемным и располагается на направляющих станины токарного станка 1 (нумерация позиций соответствует их обозначению в описании прототипа). Устройство представляет собой вариатор 2, снабженное основанием 3 с крепежным устройством 4, за счет которого вариатор 2 крепится к станку 1. Устройство включает также наплавочную головку 5, смонтированную на каретке продольной подачи суппорте станка. При этом в описании прототипа отсутствуют более детальные сведения, касающиеся конструкции собственно наплавочной головки и способов крепления ее на каретке продольной подачи. На основании 3 вариатора имеется корпус 6, в котором соосно установлены на подшипниках входной вал 7 и выходной вал 8, первый из которых зажимается в токарном патроне 9, а на втором - установлен такой же патрон 10, предназначенный для закрепления восстанавливаемой детали. На свободных концах валов 7 и 8 расположены основные фрикционные диски 11 и 12, на боковые поверхности которых нанесено фрикционное покрытие или прикреплена фрикционная лента. В верхней части корпуса 6 закреплена крышка вариатора 13, в пазу которой, при вращении регулировочного винта 14, может перемещаться в продольном направлении пластина 15. В последней закреплены два свободно вращающихся в подшипниках дополнительные фрикционные диски 16 и 17, плотно соприкасающихся друг с другом через боковые поверхности, а торцевыми поверхностями, с нанесенным фрикционным покрытием, с основными фрикционными дисками 11 и 12. Усилие поджатия дополнительных фрикционных дисков 16 и 17 основными фрикционными дисками 11 и 12 обеспечивается пружинами 18 и 19.
Устройство работает следующим образом.
При включении в работу станка вращение с патрона 9 передается на входной вал 7, с которого, через пары основных и дополнительных фрикционных дисков 11 - 16 и 17 - 12, вращение передается на патрон 10 и, соответственно, на восстанавливаемую деталь. Вращением винта 14 можно перемещать пластину 15 с дисками 16 и 17 в продольном направлении, плавно изменяя, тем самым, передаточное число между дисками и устанавливая оптимальную частоту вращения детали. После установки необходимой частоты вращения производится наплавка детали.
Недостатком известного устройства для наплавки цилиндрических деталей на токарном станке является то, что его конструкция в сочетании с техническим потенциалом станка не обеспечивает многослойного нанесения металла на поверхность детали, что значительно снижает технологические возможности станка в целом.
Таким образом, задачей полезной модели является расширение технологических возможностей токарного станка.
Поставленная задача достигается за счет того, что в устройстве для наплавки цилиндрических деталей на токарном станке, снабженном суппортом с каретками продольной и поперечной подачи, первая из которых связана с наплавочной головкой, которая смонтирована на консоли, связанной с плитой, установленной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в вертикальных направляющих, выполненных на стойках портала, закрепленного на каретке продольной подачи, при этом плита посредством гибкой связи соединена с кареткой поперечной подачи через пару блоков, один из которых закреплен на перекладине портала, а другой - на каретке продольной подачи.
Технический результат полезной модели заключается в том, что в конструкцию токарного станка введено устройство, которое за счет использования возможностей суппорта станка (каретки продольной и поперечной подачи) дает возможность осуществить перемещение наплавочной головки, обеспечивающее многослойное нанесение металла на поверхность детали, что значительно расширяет технологические возможности токарного станка и исключает применение оборудования в виде специального станка.
На чертежах, прилагаемых к описанию полезной модели, даны следующие изображения:
- на фиг.1 - вид сбоку устройства с условно не показанной ближайшей стойкой;
- на фиг.2 - 3d-изображение общего вида устройства.
Устройство для наплавки цилиндрических деталей на токарном станке включает станину 1 последнего, в направляющих которой (на чертеже не показаны) установлен суппорт, образованный из каретки 2 продольной подачи и каретки 3 поперечной подачи, смонтированной на каретке 2. Наплавочная головка 4, например, предназначенная для электродуговой наплавки, размещается по вертикальной диаметральной оси симметрии обрабатываемой цилиндрической детали 5. Головка 4 закреплена на консоли 6, между двумя пластинами 7, образующими ее. Консоль 6 своим основанием крепится на плите 8, смонтированной с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направляющих 9, связанных с внутренней поверхностью вертикальных стоек 10 портала 11. Плита 8 с помощью гибкой связи, которая может быть представлена металлическим тонким канатом 12 или пластинчатой цепью, связана с кареткой 3 суппорта через пару блоков, первый из которых 13 крепится с внутренней стороны перекладины 14 портала 11, а второй - 15 установлен на каретке 2 суппорта станка. На фиг.1 чертежа дана упрощенная блочная схема управления процессом наплавки, где 16 - блок управления наплавкой, 17 - блок управления работой станка, 18 компьютер, по программе которого осуществляется синхронизация управления работой системы наплавки и механизмов станка. Для соединения элементов конструкции, если не сказано иное, используются разборные резьбовые соединения.
Процесс наплавки осуществляется следующим образом. Изначально, путем ручного манипулирования, каретки 2 и 3 выставляются по отношению к детали 5 таким образом, чтобы вертикальная ось симметрии наплавочной головки 4 совпадала с вертикальной диаметральной осью детали 5. После чего работа продолжается в автоматическом режиме под управлением компьютера 18, в соответствии с программой которого синхронизируются и оптимизируются скорость вращения детали 5 со скоростью подачи наплавляемой проволоки через головку 4, а также скорость каретки 2 суппорта станка. После завершения первого прохода вдоль наплавляемой детали 5 работа электродуговой системы останавливается и каретка 2 автоматически возвращается в исходное положение, в котором каретка 3 также в автоматическом режиме отодвигается вправо и посредством каната 12, связывающего эту каретку с плитой 8, осуществляется подъем последней, а значит, и консоли 6 с головкой 4, на расчетную высоту, равную высоте наплавляемого слоя металла. Затем цикл нанесения очередного слоя повторяется вновь в уже описанном порядке.