МЕТАЛЛОРЕЖУЩИЙ СТАНОК

Полезная модель относится к станкостроению, в частности к металлорежущим станкам для механической обработки соосных отверстий, например коренных опор под подшипники коленчатого вала в картерах двигателей внутреннего сгорания. Может использоваться при растачивании, контурном фрезеровании, внутреннем шлифовании, координированных глубоких и прерывистых отверстий коренных опор в картерах дизелей, глубоких отверстий в трубных заготовках.
3
Известен пневмошпиндель преимущественно для шлифовальных станков, выполненный в виде турбины, вращающейся на аэростатических подшипниках, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности, он снабжен распределительным устройством, выполненным в виде неподвижного кольцевого корпуса, помещенного внутри турбины, и полого распределительного вала, установленного внутри корпуса с возможностью разворота относительно последнего, причем корпус и распределительный вал снабжены радиальными отверстиями, постоянно соединяющимися друг с другом посредством внутренней кольцевой проточки корпуса и служащими для создания воздушной подушки в подшипниках турбины, а также отверстиями, перекрываемыми при взаимном развороте распределительного вала и корпуса и служащими для изменения давления воздушной струи, приводящей во вращение турбину (а.с. SU 461830, Мки. B24B 41/04, опублик. 28.02.75.).
3
Известно устройство для шлифования цилиндрических и конических отверстий, выполненное в виде шпиндельного узла с гильзой, установленной в нем с возможностью осевого движения от механизма вертикального перемещения, и шпинделем с подвижной в радиальном направлении кареткой со шлифовальной головкой, снабженной индивидуальным приводом вращения механизма радиального перемещения каретки, выполненного в виде регулируемого кулачка с реечной передачей, отличающегося тем, что с целью повышения точности обработки механизм радиальной подачи выполнен в виде вободной в осевом направлении посредством проточки в корпусе, а также с отверстиями, перекрываемыми при взаимном перемещении распределительного вала и корпуса, служащими для изменения давления воздушной струи, приводящей во вращение турбину (а.с. SU 461830, Мки. B24B 41/04, опублик. 28.02.75.).
Недостатком пневмошпинделя является невозможность использования его в известном виде на металлорежущих станках для обработки ряда соосных отверстий большой длины при одновременном координировании его соосными люнетами, например, при шлифовании коренных опор в картерах дизелей.
Отверстия люнетов, центрирующих гильзу пиноли, всегда меньше обрабатываемого отверстия, т.к. припуск в отверстии заготовки уменьшает его размер. А конструкция известного пневмошпинделя не позволяет изменять диаметр шлифовального круга и траекторию его вращения. А это необходимо для осуществления радиальной подачи круга и при продольных перемещениях в люнетах как для прохождения внутри люнетов, так и компенсации его износа.
Невозможность такого использования обусловлена также отсутствием у известного пневмошпинделя планетарного движения, в то время как шпинделю известного расточного станка при формообразовании цилиндрической поверхности такого движения в процессе растачивании не требуется. Конструкция корпуса такого шпинделя, а также устройства для распределения воздуха и воздушной магистрали не приспособлены для контакта с центрирующими соосными люнетами и растачивания соосных отверстий из-за невозможности перемещении его внутри люнетов в условиях потери контакта с каждым предыдущим люнетом и приобретения контакта с последующим люнетом.
3
Известно устройство для шлифования цилиндрических и конических отверстий, выполненное в виде шпиндельного узла с гильзой, установленной в нем с возможностью осевого движения от механизма вертикального перемещения, и шпинделем с подвижной в радиальном направлении кареткой со шлифовальной головкой, снабженной индивидуальным приводом вращения, механизма радиального перемещения каретки, выполненного в виде регулируемого кулачка с реечной передачей, отличающегося тем, что с целью повышения точности обработки механизм радиальной подачи выполнен в виде свободной в осевом направлении резьбовой втулки с ввернутой в нее тягой и снабжен переключаемой зубчатой муфтой, связывающей его с механизмом вертикального перемещения (а.с. SU 510356, М. кл. B24B 5/14, B24B 5/06, B24B 475/10, опублик. 15.04.76.).
Недостатком пневмошпинделя является невозможность использования его в известном виде на металлорежущих станках для обработки ряда соосных глубоких прерывистых отверстий большой длины при одновременном координировании его соосными люнетами, например, при шлифовании коренных опор в картерах дизелей.
Отверстия люнетов, центрирующих гильзу пиноли, всегда меньше обрабатываемого отверстия, т.к. по мере снятия припуска в отверстии заготовки изменяет его размер. Кроме того, конструкция известного пневмошпинделя не позволяет изменять диаметр шлифовального круга и траекторию его вращения, а это необходимо для осуществления радиальной подачи круга и при продольных перемещениях в люнетах.
Невозможность такого использования обусловлена также отсутствием у известного пневмошпинделя планетарного движения, в то время как шпинделю расточного станка при формообразовании цилиндрической поверхности такого движения в процессе растачивании не требуется. Конструкция корпуса такого шпинделя, а также устройства для распределения воздуха и воздушной магистрали не приспособлены для контакта с центрирующими соосными люнетами и растачивания соосных отверстий из-за невозможности перемещении его внутри люнетов в условиях потери контакта с каждым предыдущим люнетом и приобретения контакта с последующим люнетом.
Известны способ и схемы хонингования многорядных отверстий (Справочник технолога-машиностроителя. Т1. / Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1985. 656 с, ил.), когда обрабатываемые отверстия расположены близко друг к другу и применяют хонинговальную головку с длинными брусками, которые при каждом ходе последовательно обрабатывают отверстия. Для отверстий, отстоящих одно от другого на большом расстоянии, применяют хонинговальные головки с многорядным расположением абразивных брусков. При этом обрабатываемые хонингованием отверстия должны иметь допуск соосности 0,01 мм, что требует предварительной точной обработки, например растачивания резцовыми борштангами.
Недостаток известных способов хонингования - невозможность устранять несоосность, образующуюся между отверстиями на предварительной обработке. Они не обеспечивают снятия больших припусков, что предполагает использование способов шлифования и вихрефрезерования, позволяющих снимать большие припуски, чем хонингование. Конструкция головки обеспечивает радиальную подачу шлифовальных брусков пружинами, но не позволяет настраивать их на размер обрабатываемого отверстия, что снижает ее возможности в управлении обеспечением точности.
7
Известен способ осциллирующего шлифохонингования отверстий (патент RU 2266804, МКИ B24B 1/00, 20/00, 45/00, B24D 13/02, опубл. 27.12.2005 г. Бюл. 336), характеризующаяся соосным расположением инструмента и заготовки, а также отсутствием жесткой механической связи радиально-подвижных абразивных сегментов с металлическим корпусом скрепляющих их круга. Это приводит к тому, что силы прижатия сегментов передаются непосредственно на обрабатываемую заготовку, следовательно, только на узел крепления изделия и не влияет на шпиндельную бабку инструмента (Блурцян Д.Р. Соосное внутренне шлифование. Известия Орел-ГТУ. Серия «Машиностроение». Приборостроение. 2006. №2 (528). С. 48-49). Для получения необходимой точности и шероховатости требуется в два раза меньше времени, чем при традиционной обработке шлифованием. Способ повышает производительность технологические возможности, обеспечивает изменение направления следа обрабатывающего зерна абразива по отношению к следам предыдущей обработки и наложения осциллирующего движения без использования дополнительного вибропривода.
Для осуществления способа соосного внутреннего шлифования используются устройства, конструкции которых описаны в а.с. SU 622647, МКИ B24B 5/02, опубл. 05.09.78. Бюл. №33 и в патенте RU №2202461, МКИ7 B24B 29/00, 45/00, опубл. 20.04.2003 г. Бюл. №11.
Однако известные устройства не могут использоваться при шлифохонинговании координированных глубоких прерывистых отверстий при отношении 1/d>5 общей длины 1 и диаметра d отверстий, поскольку применяются на обычных внутришлифовальных станках, жесткость которых ограничивается отношением 1/d<5. Для шлифования глубоких прерывистых отверстий типа коренных опор двигателей внутреннего сгорания с соотношением 1/d>5 потребуется поддержка шлифовальной головки соосными люнетами для ее центрирования. Однако, известное устройство, применяемое для осуществления способа соосного шлифохонингования, не обеспечивают такого центрирования. Кроме того, конструкция головки для шлифохонингования обеспечивает радиальную подачу шлифовальных брусков инерционными силами, но не позволяет настраивать их на размер обрабатываемого отверстия, что снижает ее возможности в управлении обеспечением точности.
Известна внутришлифовальная шпиндельная головка (а.с. SU 490639, М. кл B24B 41/04, B24B 5/06. опубл. 05.11.75. Бюл. №41.), выполненная в виде гильзы, размещенной в ней рабочего и приводного вала и соединительной муфты, снабженная с целью увеличения глубины шлифования, по крайней мере, одним промежуточным валом, подпружиненным в осевом направлении, связывающим рабочий и приводной валы и установленным на подшипниках с возможностью осевого перемещения, причем гильза выполнена составной из секций, число которых равно числу валов.
Недостатком такой головки является невозможность ее использования при внутреннем шлифовании точных координированных глубоких прерывистых отверстий при отношении 1/d>5 общей длины 1 и диаметра d отверстий, поскольку она имеет привод ременный привод вращения обычных внутришлифовальных станков. Невозможность применения обусловлена также отсутствием у известного пневмошпинделя планетарного движения, необходимого для осуществления круговой подачи. Также невозможно применение известного механизма из-за невозможности осуществления значительного радиального смещения оси вращения шпинделя для изменения радиуса вращения шлифовального круга, необходимого при осуществлении холостого хода при перемещениях его в отверстиях люнетов.
Известен внутришлифовальный полуавтомат модели 3K227B с планетарным движением шпинделя, который используется, если обрабатываемая заготовка имеет большие размеры, а отверстия расположены в тяжелых заготовках несимметричной формы и когда заготовке невозможно сообщить вращательное движение круговой подачи. Круговая подача в этих станках создается вращением оси круга относительно оси обрабатываемого отверстия по окружности (Станочное оборудование автоматизированного производства. Т. 2. Под. ред. В.В. Бушуева. - М.: Изд. "Станкин", 1994. - 664 с.) стр. 398 рис. 11.30.
Устройства шлифовального станка не позволяет обрабатывать глубокие отверстия, например, с отношением длины к диаметру более 10-12.
Известна шлифовальная головка, закрепляемая на шпиндельной бабе станка и сменный удлинитель шлифовального круга, применяемые для шлифования глубоких отверстий (отношение длины к диаметру составляет более 10-12 (Станочное оборудование автоматизированного производства. Т. 2. Под. ред. В.В. Бушуева. - М.: Изд. "Станкин", 1994. - 664 с.) стр. 400-402, рис. 11.31).
При таком шлифовании под действием сил резания увеличивается прогиб консольной оправки, что требует в конце обработки дополнительных ходов шлифовального круга без поперечной подачи, снижения производительности.
Кроме того консольная оправка не позволяет обеспечить точную обработку глубокого отверстия, если отношение длины к диаметру отверстия более 12, например 15-50, т.к. обработка становится невозможной из-за снижения жесткости оправки и возникновения вибрации
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является конструкция металлорежущего станка (патент RU 2391186, МПК B23B 41/00, 2006.01), содержащего станину, привод, приспособление для установки и зажима детали, борштангу, установленную на подшипниках в гильзе, люнеты, привод продольной подачи и вращения борштанги, выполненный в виде пневматической реактивной турбины, закрепленной на борштанге, и механизма газораспределения турбины, состоящего из внешнего воздушного трубопровода, воздушных запорных клапанов, установленных в каждом люнете, замкнутых трубопроводов, расположенных в направляющих отверстиях люнетов вдоль их оси, и внутренних воздушных радиальных, кольцевого и осевого каналов турбин, образующих единый внутренний воздушный канал между внешним воздушным трубопроводом и соплами турбины при периодическом открытии воздушных запорных клапанов при воздействии на них фасками передней и задней крышек гильзы, приводящем к поочередному соединению единого внутреннего запорного клапана каждого последующего люнета и отключению предыдущего при перемещении гильзы внутри люнетов, приводящем к потере контакта фасок на торцах крышек гильзы с каждым из предыдущих воздушных клапанов и его отключению, а также к периодическим подаче и прекращению подачи воздуха под давлением в сопла турбины в процессе осевого рабочего хода гильзы и отключению при холостом ходе, причем механизм газораспределения турбины содержит выходные отверстия в крышках, а между борштангой и гильзой установлено промежуточное кольцо так, что радиальные отверстия гильзы и кольца совпадают, а кольцевой канал промежуточного кольца сообщается с радиальным и осевым отверстиями борштанги, образуя общий воздушный канал с внешним воздушным трубопроводом и соплами турбины при растачивании каждого очередного отверстия из ряда соосных.
Данное устройство имеет низкий технический уровень, обусловленный ограниченными функциональными возможностями при обработке соосных отверстий с регулярной несоосностью (Баев А.С. Синтез валов с регулярной несоосностью опор // Двигателестроение. - 1987. - №3. - С. 36-38).
Низкий технический уровень обусловлен тем, что конструкция станка исключает возможность планетарного движения режущего инструмента, необходимого для более производительного вихрефрезерования и обеспечивающего повышение производительности механической обработки за счет высокопроизводительного контурного вихрефрезерования. Конструкция станка обеспечивает обработку растачиванием, параметры которого не превышают 6-го квалитета точности и не может обеспечить более точную обработку, например, соответствующую 5-му, 4-му квалитету точности.
Задачей заявленного устройства является создание новой конструкции металлорежущего станка, обладающего расширенными технологическими возможностями при обработке прерывистых отверстий, например с отношением длины к диаметру более 12.
Техническим результатом заявленного устройства является расширение технологических возможностей станка.
Технический результат достигается тем, что металлорежущий станок, содержит станину, приспособление для установки и зажима детали, бор-штангу, установленную на подшипниках в гильзе, люнеты, привод продольной подачи, привод вращения борштанги, выполненный в виде пневматической ской реактивной турбины, закрепленной на борштанге, механизм газораспределения турбины, состоящий из внешнего воздушного трубопровода, воздушных запорных клапанов, установленных в каждом люнете, замкнутых канавок, расположенных в направляющих отверстиях люнетов вдоль их оси и внутренних воздушных радиальных, кольцевого и осевого каналов турбины, и механизм радиального смещения борштанги, состоящий из копирного пальца, контактирующего поочередно с участками копировального паза, расположенными в направляющих отверстиях люнетов, подпружиненного стопора и гильзы с задней крышкой и размещенными в ней промежуточной и внутренней втулками, входящими друг в друга и выполненными с возможностью смещения на величину эксцентриситета, поворота, фиксации и расфиксации путем периодического поворота промежуточной втулки, причем в разъеме цилиндрических поверхностей контакта промежуточной втулки и гильзы на внутренней поверхности гильзы и наружной поверхности промежуточной втулки выполнены фиксирующие полу отверстия, периодически попарно образующие общее отверстие, взаимодействующее с подпружиненным стопором, фиксирующим промежуточную втулку относительно гильзы после каждого поворота промежуточной втулки и ее радиального смещения на величину регулярной несоосности, при этом радиальные отверстия гильзы и промежуточной втулки совпадают, а кольцевые каналы промежуточной и внутренней втулки сообщены с радиальными и осевым отверстиями борштанги с образованием общего воздушного канала с внешним воздушным трубопроводом и соплами турбины при растачивании каждого очередного отверстия из ряда соосных, а копировальные пазы выполнены так, что проекция профиля выхода копировального паза каждого предыдущего люнета на торец последующего люнета совпадает с проекцией профиля входа каждого копировального паза последующего люнета, при этом он снабжен шпилькой, используемой при тонкой радиальной подаче и воздействующей через шарик на борштангу в продольном направлении, на резьбовом конце которой расположена лимбовая гайка, воздействующая на заднюю крышку гильзы посредством адаптерной пары, люнеты дополнительно снабжены криволинейными копировальными пазами, при этом промежуточная и внутренняя втулки выполнены с возможностью смещения на дробную величину эксцентриситета путем размещения внутренней втулки в промежуточной втулке под углом к оси люнетов и дополнительных фиксирующих полу отверстий, выполненных на поверхностях контакта внутренней втулки, промежуточной втулки и гильзы, при этом на внутренней поверхности внутренней втулки для осуществления планетарного движения борштанги установлена дополнительная турбина, сообщающаяся дополнительными каналами с механизмом газораспределения турбины, а подпружиненные стопоры выполнены в виде фиксаторов и воздействующих на них подпружиненных толкателей.
На фиг. 1 показано продольное сечение станка.
На фиг. 2 показано поперечное сечение A-A станка.
На фиг. 3 показан верхний механизм фиксации-расфиксации.
На фиг. 4 показан нижний механизм фиксации-расфиксации.
На фиг. 5 представлено продольное сечение обрабатываемой детали и вид растачиваемых отверстий.
На фиг. 6 показана схема кругового внутреннего шлифования (или контурного вихрефрезерования).
Металлорежущий станок, содержит станину 1, приспособление 2 для установки и зажима детали 3, борштангу 4, установленную на подшипниках 5 и 6 в гильзе 7, люнеты 8, 9, 10, 11, привод продольной подачи 12, привод вращения борштанги 4, выполненный в виде жестко закрепленной на борштанге 4 пневматической реактивной турбины 13 (фиг. 1). Механизм газо-турбины 13, состоит из внешнего воздушного трубопровода 14, воздушных запорных клапанов 15, установленных в каждом люнете 8-11, замкнутых канавок 16, расположенных в направляющих отверстиях 17 люнетов 8-11 вдоль их оси и внутренних воздушных радиальных 18, 19, кольцевого 20 и осевого 21 каналов турбины 13 (фиг. 1).
Механизм радиального смещения борштанги 4, состоит из копирного пальца 22, контактирующего поочередно с участками копировального паза 23, расположенными в направляющих отверстиях 17 люнетов 8-11, подпружиненного стопора 24 и гильзы 7 с размещенными в ней промежуточной 25 и внутренней 26 втулками, входящими друг в друга и выполненными с возможностью смещения на величину эксцентриситета, поворота, фиксации и расфиксации путем периодического поворота промежуточной втулки 25. В разъеме цилиндрических поверхностей контакта промежуточной втулки 25 и гильзы 7 на внутренней поверхности гильзы 7 и наружной поверхности промежуточной втулки 25 выполнены фиксирующие полуотверстия 27, 28 (фиг. 2), периодически попарно образующие общее отверстие, взаимодействующее с подпружиненным стопором 24 (фиг. 1, 2), фиксирующим промежуточную втулку 25 относительно гильзы 7 после каждого поворота промежуточной втулки 25 и ее радиального смещения на величину регулярной несоосности. Радиальные 18 отверстия гильзы 7 и промежуточной втулки 25 сообщаются через кольцевые каналы 20 промежуточной 25 и внутренней 26 втулки и сообщены с радиальными 19 и осевым 21 отверстиями борштанги 4 с образованием общего воздушного канала с внешним воздушным трубопроводом 14 и соплами 29 турбины 13 при растачивании каждого очередного отверстия 30 из ряда соосных. Копировальные пазы 23 выполнены так, что проекция профиля выхода копировального паза 23 каждого предыдущего люнета 8-10 на торец последующего люнета 9-11 совпадает с проекцией профиля входа каждого копировального паза 23 последующего люнета 9-11. Промежуточная 25 и внутренняя 26 втулки выполнены с возможностью смещения на дробную величину эксцентриситета и дробного поворота за счет дополнительных фиксирующих полуотверстий 31, 32, 33 (фиг. 2), выполненных на поверхностях контакта внутренней втулки 26, промежуточной втулки 25 и гильзы 7.
Для осуществления планетарного движения борштанги 4 на внутренней поверхности внутренней втулки 26 установлена дополнительная турбина 34, сообщающаяся дополнительными каналами 35 с механизмом газораспределения турбины 13. Люнеты 8-11 снабжены криволинейными копировальными пазами 36, выполненными с возможностью их взаимодействия с копирным пальцем 22, при этом проекция профиля выхода криволинейного копировального паза 36 каждого предыдущего люнета 8-10 на торец последующего люнета 9-11 совпадает с проекцией профиля входа каждого криволинейного копировального паза 36 последующего люнета 9-11. Для осуществления тонкой подачи, в приводе продольной подачи 12, установлена шпилька 37, воздействующая через шарик 38 на борштангу 4 в продольном направлении, и внутренняя втулка 26 размещена в промежуточной втулке 25 под углом к оси люнетов 8-11 с возможностью осевого перемещения. На резьбовом конце шпильки 37 расположена лимбовая гайка 39, посредством адаптерной пары 40 воздействующая на заднюю крышку 41 гильзы 7. Подпружиненные стопоры 24 (фиг. 3, 4) снабжены фиксаторами 42 и воздействующими на них подпружиненными толкателями 43.
1
2
1
2
1
2
1
1
2
общ
Промежуточная втулка 25 помещена в гильзу 7 с эксцентриситетом еа внутренняя втулка 26 помещена в промежуточную втулку 25 с эксцентриситетом e=e=e/2, где e - величина суммарного эксцентриситета, обеспечиваемого в зависимости от вектора направленности так, что либо e+e=e либо e-e=0. Эксцентриситет e обеспечивает смещение оси борштанги 4 на величину регулярной суммарной несоосности, равной сумме отклонений от соосности между промежуточными отверстиями, эксцентриситет e-обеспечивает смещение оси борштанги 4 на величину общего припуска Zна обработку.
Рукоятка 44 установлена на верхнем коромысле 45 с возможностью контакта с копирным пальцем 22 (фиг. 3). Рукоятка 46 установлена на нижнем коромысле 47 с возможностью контакта с подпружиненным стопором 24 (фиг. 4).
Устройство работает следующим образом.
По мере растачивания отверстий 30 необходимо обеспечивать различные положения промежуточной 25 и внутренней 26 втулок, относительно копировальных пазов 23 или 36.
2
Для этого осуществляют фиксацию промежуточной втулки 25 к гильзе 7 и одновременную расфиксацию промежуточной втулки 25 и внутренней втулки 26. Этим обеспечивается поворота промежуточной втулки 25 относительно гильзы 7 или возможность вращения внутренней втулки 26 вокруг оси смещенной на дробную величину эксцентриситета e.
При ручном смещении верхнего 45 и нижнего коромысел, они воздействуют на подпружиненные стопоры 24, которые перемещают фиксаторы 42 в общие отверстия, образованные соответствующими фиксирующими полуотверстиями. Подпружиненные стопоры 24 и подпружиненные толкатели 43 обеспечивают поочередную фиксацию промежуточной втулки 25 к внутренней втулке 26. Расфиксация промежуточной втулки 25 относительно внутренней втулки 26, происходит путем вывода фиксатора 42 из общего отверстия усилием пружины подпружиненного толкателя 43, а ввод фиксатора 42 - под воздействием пружины подпружиненного стопора 24.
н.с3.
Расположение фиксирующих полуотверстий 27, 28, 31, 32 и 33 с образованием общего отверстия, при взаимодействии последнего с подпружиненным стопором 24, обеспечивает планетарное движение борштанги 4 при контурном вихрефрезеровании, шлифовании соосных отверстий с нормированным отклонением от соосности Δ=0,0±0,03 мм промежуточных отверстий относительно общей оси крайних отверстий. При этом фиксатор 42 вводится в каждое вновь образующееся общее отверстие с помощью подпружиненного стопора 24 и выводится из него под действием подпружиненного толкателя 43.
Количество поворотов промежуточной втулки 25 (n=m-1) зависит от количества (m) фиксирующих полуотверстий 27, 28, 31 выполненных в разъеме гильзы 7 и промежуточной втулки 25 с возможностью образования общих отверстий.
Совместным поворотом вручную внутренней втулки 26 и промежуточной втулки 25, зафиксированных подпружиненным стопором 24, вокруг общей оси люнетов осуществляется грубая подача. Для этого воздействием нижнего коромысла подпружиненный стопор 24 перемещается в общее отверстие, образованное соответствующими полуотверстиями промежуточной 25 и внутренней 26 втулок. Происходит фиксация промежуточной 25 и внутренней 26 втулок относительно друг друга и относительно рукоятки 46. В результате чего становится возможен ручной поворот внутренней втулки 26 и промежуточной втулки 25 вокруг общей оси люнетов 8-11.
общ
нс
1
1
нс
1
нс.
2
Таким образом, в результате поворота вокруг общей оси люнетов 8-11 промежуточной втулки 25 и последующей фиксации на внутренней втулке 26 относительно гильзы 7, обеспечивается достижение требуемых дробных величин грубой подачи, и существует возможность деления общего припуска Z на n частей (в общем случае поворот может осуществляться n раз). Для достижения регулярной несоосности за счет смещения промежуточной втулки 25 относительно гильзы 7 на величину регулярной несоосноси Δ, промежуточная втулка 25 и гильза 7 выполнены с эксцентриситетом e>n·Δ, где n - количество промежуточных обрабатываемых отверстий с регулярной несоосностью ΔДля достижения регулярной несоосности за счет смещения внутренней втулки 26 относительно промежуточной втулки 25, промежуточная втулка 25 и внутренняя втулка 26 выполнены с эксцентриситетом e>h, где h-высота регулярного периодического профиля обрабатываемых отверстий.
1
4
Перед включением планетарного движения борштанги 4 промежуточная втулка 25 и внутренняя втулка 26 должны быть установлены в положение, при котором их оси не лежат на одной линии с проекцией оси O-O.
Планетарное движение может осуществляться в процессе вихрефрезерования или внутреннего кругового шлифования в 3-х вариантах.
н.с3.
Вариант 1 применяется при обработке промежуточных отверстий с нормированным отклонением от соосности Δ=0,0±0,03 мм.
общ
1
2
н.с.1
н.с.2
Возможность смещения обеспечивается за счет поворота промежуточной втулки 25 вокруг оси люнетов 8, 9, 10, 11, смещенной относительно люнетов на величину эксцентриситета е≥Z, e≥h, e≥e+e, e≥Δ+Δ(мм).
2
Для осуществления варианта 1 промежуточная втулка 25 повернута так, что ее эксцентриситет e=0.
При осуществлении поворотов промежуточной втулки 25 на величину несоосности, копирный палец 22 вводится в прямолинейный копировальный паз 23. При осуществлении обработки периодического профиля (фиг. 5) и, соответственно, поворотов внутренней втулки 26 (помощи дополнительной турбины 34) на величину h регулярного периодического профиля, копирный палец 22 вводится в криволинейный копировальный паз 36.
2
черн
Внутренняя втулка 26 может быть повернута вокруг оси до достижения эксцентриситета e/3 на съем чернового припуска Z. При этом совмещаются полуотверстия 32 с полуотверстием 33 с образованием общего отверстия.
получист.
2
ист.
На съем получистового припуска Zвнутренняя втулка 26 может быть повернута на величину 2e/3, а на съем чистового припуска Zвнутренняя втулка 26 может быть повернута на величину е (фиг. 6). Каждый поворот сопровождается образованием общего отверстия.
н.с3.
Вариант 2 применяется при обработке промежуточных отверстий с отклонением от соосности Δ=0,4±0,03 мм.
н.с.2
2
Для осуществления варианта 2 промежуточная втулка 25 поворачивается последовательно на углы γ и γ′ (соответствующего величине регулярной несоосности Δ=0,4±0,03 мм) так, что ее эксцентриситет e≠0. Общее отверстие образуют поочередно полуотверстия 27, 28, 31.
2
черн
Внутренняя втулка 26 может быть повернута вокруг ее оси на угол γ до достижения эксцентриситета e/3 на съем чернового припуска Z.
получист.
2
чист.
На съем получистового припуска Z внутренняя втулка 26 может быть повернута на величину 2e/3, а на съем чистового припуска Z внутренняя втулка 26 может быть повернута на величину е. Каждый поворот внутренней втулки 26 сопровождается образованием общего отверстия.
н.с3.
Вариант 3 применяется при обработке крайних и промежуточных отверстий 30 с синусоидальной формой и нормированным отклонением от соосности Δ=0,0±0,03 мм.
1
2
черн
Для осуществления варианта 3 промежуточная втулка 25 должна быть повернута так, что ее эксцентриситет e=0, а внутренняя втулка 26 может быть повернута вокруг ее оси до достижения эксцентриситета e/3 на съем чернового припуска Z.
получист.
2
чист.
На съем получистового припуска Zвнутренняя втулка 26 может быть повернута на величину 2e/3, а на съем чистового припуска Z внутренняя втулка 26 может быть повернута на величину е. Каждый поворот может сопровождаться образованием общего отверстия.
н.с3.
3
При повороте промежуточной втулки 25 на угол γ′ происходит смещение борштанги 4 на величину нормированной несоосности Δ=0,±0,03 мм относительно общей оси люнетов 8-11 и крайних растачиваемых отверстий 30, проходящей через центр O.
чист.
1
4
3
Также происходит поворот внутренней втулки 26 на угол ε′ и смещение борштанги 4 на величину, соответствующую величине ΔRu радиального смещения режущего инструмента 48 ΔRu=Z относительно общей оси крайних растачиваемых отверстий, проходящей через центры O и O. Такое смещение происходит при обработке промежуточного растачиваемого отверстия 30 с центром O.
н.с1
н.с.2
1
4
При возврате промежуточной втулки 25 в исходное положение, ее следует повернуть на угол -γ+(-γ′) и тем обеспечить радиальное смещение борштанги 4 на величину суммарной регулярной несоосности e≥Δ+Δ(мм) относительно общей оси крайних растачиваемых отверстий 30, проходящей через центры O и O.
черн
получист
чист
1
4
Аналогично обеспечивается поворот против часовой стрелки внутренней втулки 26 на угол -ε+(-ε′) и радиальное смещение борштанги 4 на величину суммарной регулярной несоосности e≥Z+Z+Z (мм) относительно общей оси крайних растачиваемых отверстий 30, проходящей через центры O и O.
р.и.1
р.и.2
р.и.3
черн
получист.
чист.
заг
Центры вращения O, O, O режущего инструмента 48 при его смещении на величины, соответствующие припускам Z,, Z и Z смещаются относительно центра заготовки O.
Ручная тонкая радиальная подача борштанги 4 при обработке отверстий 30 осуществляется следующим образом. Шпилька 37 резьбовым концом контактирует с лимбовой гайкой 39, посредством адаптерной пары 40, воздействующей на заднюю крышку 41 гильзы 7. Другой конец шпильки 37 воздействует через шарик 38 на борштангу 4, создавая возможность ручной продольной подачи и радиального смещения оси борштанги 4 за счет углового (осевого) смещения внутренней втулки 26 с борштангой 4 относительно промежуточной втулки 25 и гильзы 7, что обеспечивает возможность тонкого радиального смещения борштанги 4 на требуемую величину ΔRu тонкой подачи.
н.с1
н.с4
н.с2.
н.с3
В автоматическом режиме смещения борштанги 4 на величину регулярной несоосности Δ=Δ=0,0±0,03 мм и Δ=Δ=0,4±0,03 мм станок работает следующим образом.
н.с2.
н.с3
1
4
1
4
н.с1.
н.с4
Обрабатываемая деталь 3 (картер) содержит соосные подлежащие обработке крайние и промежуточные отверстия 30, смещенные относительно общей оси на величины Δ=Δ=0,4±0,03 мм. Деталь 3 координируется на пальцах 49 приспособления 2 и закрепляется. При этом ось борштанги 4 через внутреннюю втулку 26, промежуточную втулку 25 и гильзу 7 координируется люнетами 8 и 9 относительно общей оси крайних отверстий с центрами O и O. Смещение центров O и O относительно теоретической общей оси не должно превышать нормируемых величин Δ=Δ=0,0±0,03 мм. Перед началом работы станка гильза 7 находится в люнетах 8 и 9, что соответствует точке ИП (исходное положение режущего инструмента 48).
пл
б
кр
пл
кр
б
пл
б
кр
При получении команды на обработку крайнего отверстия от внешнего источника (не показан) из внешнего воздушного трубопровода 14 давление воздуха подается через запорный клапан 15, замкнутую канавку 16 люнета 8 и общий воздушный канал на сопла 29 турбины 13, создавая реактивный крутящий момент на борштанге 4 с режущим инструментом 48. Одновременно приводится в действие планетарное движение борштанги 4. Для этого из внешнего воздушного трубопровода 14 давление воздуха подается через запорный клапан 15, замкнутую канавку 16 люнета 8, 9, 10, 11 кольцевые каналы 20, осевой канал 21, радиальные 19 и дополнительные каналы 35 на дополнительную турбину 34, создавая на ней крутящий момент от дополнительного воздушного потока, и однонаправленное вращение дополнительной турбины 34 с вращением борштанги 4, но с меньшей скоростью V<V. В результате величина V. круговой подачи внутренней втулки 26 достигается осуществлением такого соотношения планетарного движения круговой подачи борштанги 4, при котором величина скорости V планетарного движения круговой подачи определяется алгебраической суммой круговой скорости вращения V. внутренней втулки 26 и круговой подачи V борштанги 4 обеспечиваемой дополнительной турбиной 34 и турбиной 13 борштанги 4 за счет их вращения с разными скоростями в одну или разные стороны, определяемой зависимостью V.=V±V.
Промежуточная втулка 25 и внутренняя втулка 26, обеспечивают с задней крышкой 41 радиальное смещение борштанги 4. При силовом ручном вращении лимбовой гайки 39, она выталкивает шпильку 37 воздействующую через шарик 38 на борштангу 4, обеспечивая ее перемещение в осевом направлении. Т.к. борштанга 4 выполнена смещенной под углом β к оси люнетов, то в результате ее осевого перемещения создается тонкая радиальная подача на величину вылета ΔR режущего инструмента 48. Соответственно, измениться и траектория вращения режущего инструмента 48 (шлифовального круга или гребенчатой фрезы). Смещение происходит за счет осевого смещения внутренней втулки 26 с борштангой 4 относительно промежуточной втулки 25 на величину, соответствующую вылету ΔR.
н.с1
н.с2
н.с3.
н.с4
Для перестройки с механической обработки контурным вихрефрезерованием или планетарным внутренним шлифованием на обычную механическую обработку деталей растачиванием резцом или глубинным шлифованием ряда соосных отверстий, например, имеющих техническое требование на расположение промежуточных отверстий относительно крайних в пределах Δ=Δ=Δ=Δ=0,0±0,03, так как все участки выполнены соосно, то исключается поворот промежуточной втулки 25 в процессе обработки промежуточных отверстий. Этим сохраняется возможность станка растачивать (при замене фрезы или шлифовального круга на резец) соосные отверстия.
общ
н.с.
Таким образом, за счет повышения точности металлорежущего станка путем последовательного деления общего припуска Z на дробные величины при выполнении черновых, получистовых и чистовых рабочих ходов шлифования, повышения производительности контурным вихрефрезерованием и повышения точности внутренним планетарным шлифованием с сохранением возможностей обработки растачиванием как соосных отверстий ряда, так и отверстий с регулярной несоосностью Δ, достигается расширение технологических возможностей.