УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ЗАМКНУТЫХ ПРОДОЛЬНЫХ ВИНТОВЫХ И СПИРАЛЬНЫХ КАНАВОК

Устройство относится к области машиностроения и может быть использовано для нарезания на универсальных фрезерных станках сложных по конфигурации замкнутых и незамкнутых продольных винтовых канавок, а также спиральных канавок.
Известно, что для изготовления объемных изделий с плавными переходами используют копировально-фрезерные станки. Они имеют задающее устройство (копир, шаблон, эталонную деталь, чертеж, модель и др.), связанное через копировальное устройство (щуп, копировальный палец, копировальный ролик, фотоэлемент) с исполнительным органом, который повторяет движение копировального устройства для воспроизведения режущим инструментом заданной формы изделия. Существуют две схемы работы копировально-фрезерных станков: со следящей системой и без нее. При работе по первой схеме согласование положения щупа (копировального пальца) осуществляется с помощью жесткой связи между задающим и исполнительным устройствами. Вторая схема имеет следящий механизм в системе исполнения команд. В задающем устройстве образуются управляющие сигналы, поступающие в следящий механизм, который сравнивает заданную программу с выполненной и при их расхождении подает сигнал исполнительному устройству для корректирования траектории режущего инструмента (Багдасарова Т.А. Технология фрезерных работ: учебник для нач. проф. образования / Т.А.Багдасарова. - М.:
Образовательно-издательский центр «Академия»; ОАО «Московские учебники», 2010. - 128 с). Недостатками таких устройств является их конструктивная сложность и необходимость их наладки.
Для нарезания сложных по конфигурации винтовых канавок могут использоваться фрезерные станки с числовым программным управлением (Локтева Б.П. Станки с программным числовым управлением / М.: Машиностроение, 1995), оснащенные программно-управляемой делительной головкой. Станки такого класса позволяют изготавливать канавки самой сложной конфигурации, однако они сложны конструктивно, в обслуживании требуют высококвалифицированного обслуживающего персонала, и их применение нерентабельно в крупносерийном и массовом производстве.
Технической задачей заявляемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего возможность изготавливать на поверхности изделий продольные замкнутые и незамкнутые винтовые и спиральные канавки требуемой формы на универсальных фрезерных станках.
Технический результат - упрощение применяемого оборудования и технологии нарезания сложных по конфигурации продольных замкнутых и незамкнутых винтовых и спиральных канавок, повышение качества обработки и ее производительности.
Поставленная задача решается тем, что заявляемое устройство содержит задающий, исполнительный и приводной органы, отличающееся тем, что задающий орган выполнен в виде цилиндрического копира, на поверхности которого изготовлена заданной конфигурации винтовая или спиральная канавка, копир закреплен неподвижно, исполнительный орган содержит корпус с прикрепленным к нему патроном, служащий для фиксации заготовок, корпус надет на копир с возможностью вращения и продольного перемещения относительно оси копира, корпус и копир через поводки, закрепленные в корпусе и частично находящиеся в канавке копира, кинематически связаны между собой, приводной орган выполнен в виде цилиндра, который надет на копир и кинематически связан с ним через шлицевое соединение. На приводном цилиндре могут быть зафиксированы или изготовлены маховик с ручкой для ручного привода, шкив ременной передачи, зубчатое колесо, а на копире выполнено несколько канавок, в которых расположены поводки, закрепленные в корпусе.
Благодаря новой совокупности существенных признаков заявляемой полезной модели получаем возможность нарезания сложных по конфигурации замкнутых, незамкнутых винтовых и спиральных канавок на универсальных фрезерных и даже сверлильных станках, повышение качества обработки и ее производительности. Это достигается тем, что за счет перемещения поводков, закрепленных в корпусе, при приложении к нему крутящего момента, передаваемого корпусу через шлицевое соединение от вращающегося приводного цилиндра, по канавке неподвижного копира, корпус с закрепленным на нем патроном, в котором зафиксирована заготовка, совершает вращательное и поступательное движения подачи. Совокупность этих движений подачи обеспечивает заготовке траекторию ее перемещения, соответствующую форме канавки выполненной на копире. Таким образом, в процессе обработки режущий инструмент (фреза) совершает только главное - вращательное движение. Заглубление инструмента осуществляется его поступательным перемещением или стола, на котором закреплено заявляемое устройство (установочное движение). Такие движения не требуют наличия у станка сложной кинематики, согласования движений подачи, что существенно снижает его сложность. Кроме этого, снижаются затраты на подготовку производства, обработку изделий, и обеспечивается повышение производительности труда, особенно в крупносерийном и массовом производствах, а исключение дискретности в подаче обеспечивает повышение качества обработки.
На фигуре 1 схематично представлен вариант выполнения заявляемого устройства.
Заявляемое устройство содержит приводной цилиндр 1, в который вставлен корпус 2. Приводной цилиндр 1 и корпус 2 кинематически связаны между собой с помощью шлицевого соединения 3. На корпусе 2 закреплен патрон 4, в котором фиксируется обрабатываемая заготовка 5. Корпус 2, в свою очередь, надет на неподвижный копир 6. Корпус 2 и копир 6 кинематически связаны поводками 7, закрепленными в корпусе 2 и частично находящимися в пазу 8 копира 6. Нарезание канавки производится фрезой 9.
Заявляемое устройство работает следующим образом. К приводному цилиндру 1 прикладывается крутящий момент, вызывающий его проворот. Через шлицевое соединение 3 крутящий момент передается на корпус 2 и также вызывает его проворот. Проворачиваясь, корпус 2 через поводки 7 воздействует на копир 6. Поводки 7, набегая на берега паза 8 копира 6, вызывают поступательное движение корпуса 2. Таким образом, корпус 2 совершает вращательное и поступательное движения, при этом траектория движения корпуса 2 соответствует форме паза копира. Так как на корпусе 2 закреплен патрон 4, а в нем зафиксирована заготовка 5, перемещение заготовки 5 повторяет форму копира, и с помощью фрезы 9 производится нарезание канавки заданной формы.