СТАНОК ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

СТАНОК ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ ВИНТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Полезная модель относится к области механической обработки винтовых поверхностей длинномерных деталей и может быть использована для финишной обработки, включающей шлифование и полирование.
Известен способ отделочной обработки винтов проволочно-абразивным охватывающим инструментом (патент на изобретение №2230648, дата публикации 20.06.2004 г.). При финишной абразивной обработке винт, по предлагаемому способу, закрепляют в патроне шпинделя бабки и обрабатываемой детали и сообщают вращательное движение. Скорость вращения детали задают в зависимости от режущих свойств абразивного инструмента, которому сообщают возвратно-поступательную продольную подачу, при этом в качестве инструмента используют гибкий проволочный вал с закрепленным на нем абразивным слоем.
Недостатком указанного способа является интенсивный износ режущего инструмента, так как его режущие кромки не обновляются, вследствие чего исключена возможность обработки длинномерных деталей.
Известна конструкция устройства для шлифования винтов (патент на изобретение №2298461, дата публикации 10.05.2007 г.), предназначенное для шлифования винтов преимущественно с круглой винтовой поверхностью с большим шагом и малым расстоянием между вершиной и впадиной. В устройстве шлифовальные круги установлены под углом подъема витка обрабатываемого винта, причем инструменту сообщают независимое вращательное движение и продольную подачу, кинематически связанную с вращением заготовки и равной шагу обрабатываемого винта, а заготовке сообщают вращательное движение. Шлифование ведут одновременно тремя кругами, равнорасположенными друг от друга в поперечной плоскости. Фасонную рабочую периферийную поверхность кругов правят по профилю впадины винта в сечении, расположенном под углом к оси винта, равным углу подъема витков. Чтобы круги находились в одной винтовой канавке, они удалены друг от друга в осевом направлении на расстоянии одной трети шага шлифуемого винта, а оси вращения кругов расположены под углом к оси заготовки, равным углу подъема витков винтовой поверхности. Круги установлены в специальном устройстве, играющем роль подвижного поддерживающего люнета, имеют индивидуальный привод и возможность самоцентрирования с обеспечением равной радиальной подачи с помощью спирально-реечного механизма.
Недостатком описанной конструкции является сложность центрирования шлифовальных кругов, так как каждый из кругов имеет отличную от остальных геометрию и индивидуальный привод, вследствие этого невозможно обеспечить высокое качество обработанной поверхности.
Наиболее конструктивно близким к заявляемой полезной модели, выбранное в качестве прототипа, является устройство для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей (патент на полезную модель №81914, дата публикации 10.04.2009 г.). Предлагаемое устройство для полирования винтовых поверхностей длинномерных деталей содержит станину с передней и задней бабками. В передней и задней бабках установлены вращающиеся центры, между которыми устанавливается обрабатываемая деталь. На станине смонтирован суппорт, имеющий возможность продольного возвратно-поступательного движения вдоль оси детали. На суппорте смонтирован привод вращения абразивного круга, на выходном валу которого установлен абразивный круг. На суппорте также закреплены два направляющих упора, расположенных спереди и сзади абразивного круга в направлении продольного перемещения суппорта, а концы направляющих упоров входят во впадины обрабатываемой детали. При настройке устройства для полирования направляющие упоры имеют возможность перемещения относительно суппорта, фиксирования и закрепления на суппорте в требуемом положении.
К недостаткам прототипа можно отнести низкое качество обрабатываемой поверхности в процессе полирования, обусловленное тем, что вращение обрабатываемой детали передается непосредственно абразивным кругом, что требует больших усилий, при этом возникает неравномерный износ абразивного круга, связанный с неравномерным снятием металла по профилю. Также следует отметить, что обработка осуществляется за несколько проходов, так как в зоне контакта инструмента и заготовки возникают существенные напряжения, это в свою очередь увеличивает общее время обработки.
Задачей полезной модели является сокращение времени обработки и повышение качества обработанных поверхностей.
Технический результат достигается тем, что станок для финишной обработки винтовых поверхностей содержит станину с передней и задней бабкой, продольный и поперечный суппорты с возможностью возвратно-поступательного перемещения и шлифовальный обрабатывающий узел, на котором установлен шлифовальный круг. Дополнительно он снабжен двумя поворотными столами, установленными на поперечном суппорте, и ленточно-полировальным узлом с индивидуальным приводом, при этом на одном из упомянутых столов размещен шлифовальный узел, а на другом - ленточно-полировальный узел.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид станка для финишной обработки винтовых поверхностей; на фиг. 2 - станок для финишной обработки винтовых поверхностей, фронтальный вид спереди; на фиг. 3 - станок для финишной обработки винтовых поверхностей, вид сверху; на фиг. 4 - станок для финишной обработки винтовых поверхностей, вид сбоку; на фиг. 5 - взаимное расположение поворотных столов; на фиг. 6 - шлифовальный обрабатывающий узел; на фиг. 7 - схема установки шлифовального обрабатывающего узла на станке для финишной обработки винтовых поверхностей; на фиг. 8 - схема установки ленточно-полировального узла на станке для финишной обработки винтовых поверхностей.
Станок для финишной обработки винтовых поверхностей состоит из станины 1, на которую установлены передняя 2 и задняя 3 бабки. По направляющим 4 перемещаются продольный 5 и поперечный 6 суппорты. На поперечном суппорте 6 размещен поворотный стол 7, на котором размещен шлифовальный обрабатывающий узел 8, имеющий индивидуальный привод. Также на поперечном суппорте 6 закреплен ленточно-полировальный узел 9 с индивидуальным приводом, на поворотном столе 10. В передней бабке 2 размещен патрон 11, в котором закрепляется заготовка 12, имеющая винтовой профиль поверхности. В задней бабке расположена пиноль 13, в которой установлен вращающийся центр 14. Для предотвращения попадания мельчайших абразивных частиц предусмотрены телескопические защитные устройства 15 и 16 и система удаления абразива из зоны обработки в виде гофрированного шланга 17. С целью обеспечения безопасности оператора станок оснащен правой 18 и левой 19 дверями, ограждением 20 и перегородкой 21. На левой двери 19 установлена панель управления 22 системы числового программного управления.
Шлифовальный обрабатывающий узел 8 состоит из электродвигателя 23, соединенного посредством ременной передачи (на фиг. не показано), находящейся внутри защитного кожуха 24, с шлифовальным шпинделем 25. В шлифовальном шпинделе 25 закреплена державка 26, на которой установлен шлифовальный круг 27. Шпиндель 25 закреплен на кронштейне 28, который в свою очередь закрепляется на поворотном столе 7. Кронштейн 28 имеет несколько точек крепления, это обеспечивает возможность установки шлифовального обрабатывающего узла 8 под определенным углом относительно поворотного стола 7. Частота вращения электродвигателя 23 регулируется бесступенчато, что позволяет варьировать скорость резания и обрабатывать детали с винтовыми поверхностями, изготовленными из различных материалов.
Ленточно-полировальный узел 9 состоит из электродвигателя 29, соединенного посредством ременной передачи (на фиг. не показано), которая ограждена защитным кожухом 30, с шлифовальным шпинделем 31. В шлифовальном шпинделе 31 закреплен ведущий ролик 32 ленточно-полировального механизма, состоящего также из ведомого ролика 33, направляющей (на фиг. не показано) и защитного кожуха 34. На ведущий ролик 32 и ведомый ролик 33 натянута полировальная лента 35. Шпиндель 31 закрепляется на поворотном столе 10. Частота вращения электродвигателя 29 также регулируется бесступенчато, что позволяет изменять скорость резания и обрабатывать детали с винтовыми поверхностями, изготовленными из различных материалов.
Станок для финишной обработки винтовых поверхностей работает следующим образом. Заготовка, имеющая винтовые поверхности, устанавливается на станок. Для этого она располагается между передней и задней бабками, зажимается в патрон и поджимается вращающимся центром, который расположен в пиноли задней бабки. На суппорте станка, имеющем два поворотных стола, предварительно устанавливаются шлифовальный обрабатывающий и ленточно-полировальный узлы. К обрабатываемой поверхности заготовки подводится шлифовальный обрабатывающий узел, установленный на поворотном столе. Шлифовальный круг устанавливается под углом к винтовой поверхности заготовки, величина которого зависит от профиля обрабатываемой поверхности. Ленточно-полировальный узел устанавливается напротив шлифовального узла в радиальном направлении. Ленточно-шлифовальный механизм имеет возможность установки относительно обрабатываемой заготовки под углом, что позволяет настраивать положение полировальной ленты под различный профиль обрабатываемых деталей. После настройки положения шлифовального круга и полировальной ленты продольному суппорту сообщается перемещение вдоль заготовки. Поперечный суппорт также перемещается относительно заготовки. За согласованность движений исполнительных механизмов, а именно обрабатывающего шлифовального и ленточно-полировального узла, отвечает система числового программного управления. Совокупность вращательных и поступательных движений дает возможность получения сложнопрофильных винтовых поверхностей.
Положительный эффект достигается путем совмещения шлифовальной и полировальной операций на одном станке, позволяющем осуществить финишную обработку сложнопрофильных винтовых поверхностей, при этом существенно сокращается операционное время обработки детали. Также в связи с тем, что нет необходимости осуществлять переустанов детали, существенно повышается качество обработанной поверхности.