Устройство "нева" для отрезки детали на токарном станке

Устройство "нева" для отрезки детали на токарном станке

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Устройство для отрезки детали на токарном станке, содержащее резцедержатель , державку резца, с установленным в ней режущим элементом, хвостовик которой жестко закреплен на поперечном суппорте, о т л и чающееся .тем, что, с целью повышения производительности путе№ повышения виброустойчивости, оно снабжено двумя планками с упругими элементами, размещенными на резцедержателе , взаимодействуквдими с державкой резца, установленной между планками с возможностью перемещения в плоскости, перпендикулярной к оси вращения шпинделя . (Л о j; 5:) о

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И)

3(59 8 23 В 27 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Р%

° °

° °

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3500448/25-08 (22) 07.07.82 (46) 23.02.84. Бюл. )) 7 (72) В.Б.Меэдрогин и С.С.Спецаков (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Красного Знамени механический институт (53) .621.941.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 872042, кл. В 23 В 27/04, 1981 (ирототип), (54) УСТРОЙСТВО "НЕВА" ДЛЯ ОТРЕЗКИ

ДВТАЛИ HA ТОКАРНОМ СТАНКЕ. (57) Устройство для отрезки детали на токарном станке, содержащее резцедержатель, державку резца, с установленным в ней режущим элементом, хвостовик которой жестко закреплен на поперечном суппорте, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности путево повышения виброустойчивости, оно снабжено двумя планками с упругими элементами, размещенными на реэцедержателе, взаимодействующими с державкой резца, установленной между планками с воэможностью перемеще" ния в плоскости, пер ендикулярной к оси вращения шпинделя.

107466О 2

Изобретение. относится к механибыть и о ческой обработке материалов и может высоте плиты, имеющей параллельыть использовано на операциях отрез- . расположена на ки и точения пазов на ток жена на станке перпендикуляра токарных станках. но оси вращения детали. На боковой

Известно устройство для отрезки сторон A 1, детали на токарном станке, содержа- 5 ней бабке ороне плиты, обращенной к з а ке станка, для связи со станщее реэцедержатель, каретку, режу- ком выполнен 2 щий инст мент же ру т, жестко закрепленный радиально распалож н держатель, который в ка етке и ез 3. а положен по всей длине

Не р р цедержателе 11 3. верхней части плиты 1

3. плиты, перпендикуляр° ередний край плиты 1, достатком известного устройства Но стороне A II

Является то, что оно не обеспечивает Я обращенный к заготовке, огибает часть управление траекторией режущей кром- максимальн б б альnp о рабатываемой устройстки, при которой происходило бы гаше- вом детали б али и о разует под ней жестние вибраций режущего инструмента кий выступ .С (Фиг.1) а н при резании. г . иг., а над детальювыступ 9 (Фиг.2 1. Для обеспечения

Целью изобретения является позы« 5 операции разрезки заготовки наиболь-: шение производительности обработки щего диаметра т е тра, т.е. предельного по путем повышения виброустойчивости высоте центров станка, жесткий выступ режущего инструмента. С плиты 1 размещен ниж

Указанная ел цель достигается тем, кости каретки поперечного суппорта. что устройство для от езк ре ки детали Для повьпаення жесткости резцедержана токарном станке, содержащее реэ- теля крепление нижней части плиты 1 цедержатель,, державку резца, с ус- к бок вой плоскости к е тановленным в ней ж каретки поперечв не режущим элементом, ного супнорта осуществлено болтами хвостовик которой жестко закреплен 3 (фиг.3 ). на поперечном суппорте, снабжено дву- На боковой стороне В плиты 1 эамя планками с а и с упругими элементами„ креплен резец 4. Резец 4 состоит из

25 размещенными на .резцедержателе, вза- - режущего элемента Е. выполненного в имодействующимн с державкой резца, виде режущей пластины, крепежного установленной между планками с воэ- хвостовика.F и связывающего их тела можностью перемещения в плоскости, 6 . Крепежный хвостовик,F — часть перпендикулярной к оси вращения шпин-Ж тела 6, неподвижно sàêðånëåííàÿ деля. на плите 1, т.е. контактирующая с

На Фиг.1 показан влриант выполне- узлом Н основного резца 4.

HHs устройства, имеющего корпус в Резец 3 разъемно но неподви н ви е д плиты, закрепленной в резцедер- связан с плитой 1 посредством креI иж о жателе станка, на которой выполнены 35 пежного хвостовика F и с воэможносузлы основного и дополнительного тью перемещений за его любую свободкрепления с закрепленным в них Т- ную оставшуюся часть тела наприобразным телом отрезного резца, Фрон- мер> за часть тела 6, не входящую тальный вид; на фиг.2 — то же, или:не вошедщую в паэ детали, обравид в плане; на Фиг.3 - сечение Б-Б 40 эующийся при отрезке . Связь тела с на фиг.1; на фиг.4-9 — варианты вы- плитой 1 допускающая воэможностью полнения резцов, расположенных на перемещения тела s радиальной корпусе, где узел основного крепле- плоскости, осуществлена посредством ння схематично показан в виде усилий узла 3 дополйительного крепления. ,М, а узел дополнительного крепле- 45 Для повышения диаметра разрезаения - в виде демпферов и упругих мой детали, крепежный хвостовик F неэлементов, на фиг.10-15 - вариан- подвижно связан с жестким выступом С ты выполнения узла основного креп- плиты 1, ленин, на Фиг.16 и 17,.18 и 19, .В приведенном иа Фиг.1-3 варианте

20 и .21 - варианты выполнения узла выполнения устройства для повышения дополнительного крепления; иа Фиг,22-50 эффективности отрезного резца его вариант выполнения устройатва, у,тело выполнено в вице Т-образной которого узел основного крепления пластины, в плечах которой закреплены выполнен на каретке поперечной пода- режущие элешенты Е, образующие вмесчи, а узел дополнительного крепле- те с телом G двухсторонний резец ния расположен в резцедержателе . 55 4. Длина главной режущей кромки элестанка, Фронтальный виц, иа Фиг.23 - ментов Е больше толщины поперечного то же, вид в плане, на Фиг.24 - то сечения тела .Я . Для уменьшения меже, с использованием в нем держав- таллоемкости и веса резца 4 в его кн, в гнезде которой закреплен двух- теле 4 могут быть выполнены. пустоты, сторонний резец и взаимодействующей 60 например отверстия 5, ие нарушающие с узлом дополнительного крепления, его прочностных и жесткостных харакфронтальный вид. теристик.

Устройство в варианте выполнения, Для повышения виброустойчивости показанном на Фиг.1-3, содержит ков- резца 4:он выполнен так, что режущая

nvc, выполненный в виде протяженной у пластина Е и крепежный хвостовик

10746б0 расположены по разные стороны основной плоскости К, проходящей через главную режущую кромку, т.е. плоскости, перпендикулярной вектору Ч окружной скорости резания, построенному из главной режущей кромки, а нейтральная ось 3 крепежного хвостовика .F пересекает основную плоскость К.

Возможна и другая форма тела G резца 4, например Г-образная, "крест", а также другие фиг.4-9, у которых тело G имеет форму, удобную для взаимодействия с механизмами и деталями дополнительного узла 3 креп ления плиты 1. На фиг.4-9 узел 3 дополнительного крепления показан схематично в виде демпферов и упругих элементов, взаимодействующих с телом а узел Н основного крепления — в виде усилий .й сжимающих крепежный хвос

-товик F .

Общим в указанных резцах является то, что крепежный хвостовик .F расположен под углом, большим нуля градусов к основной плоскости .К, проходящей через их главную режущую кромку, обозначенную точкой 0; т.е. нейтраль ная линия „ крепежного хвостовика, Р пересекает основную плоскость К, а тело 6 резцов имеет конфигурацию, соответствующую узлу 3 его дополнительного крепления, обеспечивающему воэможность перемещения тела .С при его иэгибной деформации и изгибной деформации крепежного хвостовика F в радиальной плоскости.

В устройстве тело 5 выполнено в виде державки произвольной формы, имеющей гнездо для закрепления в нем существующих резцов или режущих вставок, у которой крепежный хвосто° вик Р неподвижно закреплен в узле основного крепления H на плите 1 под

;углом, большим нуля градусов к основной плоскости, К а любая из оставшихся частей державки или специально выполненная для этой цели ее часть, взаимодействует с узлом 3 дополнительного крепления, обеспечивающим возможность перемещения ее тела Q. в р а диHа л ь нHоoй A п л о с к оoс тTиH. Как и

У резцов (фиг.4-9 J тело 5 державки имеет форму и размеры, соответствующйв конструкции узла дополнительного крепления.

Джя повышения осевой жесткости инструмента или державки их надежного направления базирЬвания на плоскэсти В плиты 1, создания больших диссипативных сил колебаниям резца или державин в тангенциальном и радиальном направлениях, тыльная относительно зоны резания сторона те-. ла G имеет связь с плитой 1 и,ее вы.ступом 9 . Выступ D плиты 1 в варианте устройства (фиг.1-3) является.

:жесткой боковой опорой В осевом направлении и направляющей для те- ла 6 резца 4 в радиальной плоскости, взаимодействующей с телом Q npu его перемещениях посредством сил трения.. Выступ может быть выполнен разъемным относительно плиты 1, имеющим возможность перемещения по ее верхнему краю, для регулировки осевой жесткости резца 4 в зависимости от величины входа его в паэ, 10 образующийся при отрезке.

С целью обеспечения виброустойчивости процесса отрезки, при одновременной удобной настройки резца 4 или державки со стандартным инструментом

)5, по высоте центров станка крепежный хвостовик F тела G неподвижно закреплен по трем взаимно перпендикулярным направлениям при помощи сил трения в узле Н основного крепления плиты 1 ° Узел Н основного крепления выполнен в виде обычного корпуса с пазом, с болтами и промежуточными деталями, как у резцедержателя стан- ка. Целесообразно паз узлов основного крепления крепежного хвостовика

F располагать под углом 90 к оат. новной плоскости К, а основное усилие для зажима крепежного хвостовика F осуществлять в направлении, близком к направлению поперечной подачи ° .

Расположение продольной оси паза узла основного крепления Н под углом

90О к основной плоскости K обеспечивает удобство и точность настройки главной режущей кромки по высоте ценÇ5 тров станка, а расположение основного усилия Я крепления (.фиг.4-9 ) в направлении, близком к направлению поперечной подачи, увеличивает надежность неподвижного закрепления кре4р пежного хвостовика F .

В устройстве узел основного крепления выполнен в виде плоских тисков, расположенных на плите 1. Такое

"плоское" крепление обеспечивает минимальные габариты устройства в осевом направлении, что позволяет выполнять отрезные работы в непосредственной близости от шпинделя.

На фиг.10-15 показаны. варианты выполнения узла Н основного крепления устройства, в которых закреплен крепежный хвостовик F

Узел основного крепления Н резца 4, на плите 1 состоит из неподвижного

;нижнего упора 6 и ползуна 7, имеющего возможность поступательного пере- мещения по плите 1 в направлении поперечной подачи. Полэун 7 расположен в направляющих, выполненных в виде ласточкина хвоста и соединенных в

60 один П-образный жесткий корпус 8, который утоплен в плите 1 и неподвиж.но связан с ней. Упор б и торец пол:зуна 7, взаимодействующие с краями крепежного хвостовика F, имеют скосы И

65 „цля прижатия его к плоскости В плиты 1..

1074660

Для повышения надежности креплещи, т.е. повышения коэффициента зрения между плоскими краями крепеж-. ного хвостовика, параллельными

его нейтральной оси и скосам И, а краями упора 6 и ползуна 7, на пос- 5 ледних выполнены закаленные зубцы или рифления, параллельные скосам N,sðåзающиеся в края крепежного хвостови-; ка F при его закреплении.

В пазу ползуна 7 расположена головка толкателя 9, который выполнен ,в виде винта. Талкатель 9 взаимодействует через резьбу с опорной втулкой 10 и имеет на заднем торце многогранник Р. Опорная втулка 10 неподвижно закреплена на плите 1.

Для повышения виброустойчивости процесса отрезки на токарном станке путем увеличения продольной жесткости упругой механической системы резец — реэцедержатель и создания диссипативных сил в конструкции колебательным перемещениям тела 9 резца или державки в радиальном и тан-. генциальном направлениях устройство имеет дополнительный узел 3 креп- 25 ления тела G, осуществляющий направление, базирование и его деМпфирование.

Узел Э дополнительного крепления тела 5 выполнен в виде струбцин, ЗО имеющих воэможность перемещения в радиальном направлении по верхнему краю плиты 1 и обжимающих тело резца или державки в осевом направлении с использованием в вго конст- 35 рукции демпфирующих веществ и покрытий.

На фиг.16 и 17, 18 и 19, 20 и 21 показаны варианты конструкций узла 4Q

3 дополнительного крепления. На фиг.16 и 17 показано тело 5 с пазом, взаимодействующее с деталью посредством шпильки, шайбы и гайки, установленной в резцедержателе станка. 45

На фиг.18 и 19 показан вариант выполнения тала G в виде клиновидного поршня, взаимодействующего с демпфирующим веществом, с гидропластом, которым снабжен корпус, установленный в реэцедержателе. Йа фиг.20 тело Я взаимодействует с демпфирующим веществом, или покрытием, которое нанесено на прижимную часть болта. На фиг.21 тело взаимодействует со скосами сжимающих его клиньев.

В предлагаемом варианте устройства (фиг.1«3), упомянутыми деталями узла дополнительного крепления являются: плоскость В плиты 1 с выступом „ц являющихся жестким упором-ба- 60 эой тела G в продольном направлений, зажимающий механизм, состоящий из прижимной планки 11 и болта 12.Плоскость В плиты 1 и прижимная планка

11 являются одновременно направля- 65 ющими тела в радиальной плоскости при его деформациях.

Для предохранения от поломки второго неработающего режущего элемента Е при прижатии тела g прижимной планкой 11 к плоскости В плиты 1, выполнен паэ 13 (фиг.1 l.

При необходимости обеспечения регулировки положения резца 4 в радиальном направлении относительно плиты 1 или резцедержателя в паэ узла

Н основного крепления может устанавливаться сменный вкладыш типа прокладки, применяемой в резцедержателе станка для установки резца по высоте центров (фиг.14 и 151 .

Виброустойчивость процесса отрезки существенно повышается с увеличением жесткости резцедержателя станка. Для достижения этого свойства в предлагаемом варианте устрбйства, нижняя часть плиты 1 имеет пазы 14 под болты 3,. входящие в ответные резьбовые отверстия на планках 15, закрепленных на боковой плоскостю каретки поперечного суппорта (фиг,З .

Устройство работает следующим образом.

Плиту 1 держателем 2 вставляют в боковой.паэ резцедержателя станка и закрепляют болтами. При наличии на каретке суппорта планок 15 с резьбовыми отверстиями производят закрепление нижней части плиты 1 болтами Э.

При отсутствии планок 15 на. станке в случае необходимости производят поджатие нижней части плиты 1 к боковой плоскости каретки поперечного суппорта путем перемещения резцедержателя станка в сторону задней бабки, вращая винт верхних салазок.

Резец 4 вертикально устанавливают в .радиальной плоскости так, чтобы крепежный хвостовик F был расположен в узле Н основного крепления устройства, т.е. между нижним неподвижным упором 6 и ползуном 7. Перемещая резец 4 за тело, режущий элемент E устанавливают на оси центров станка.

Вращая многогранный конец Р толкателя 9 ручкой-рычагом, производят основное закрепление резца 4 на станке. Затем производят его дополнительное крепление при помощи прижимной планки 11 и болта 12. Величина усилия заворачивания болта 12 в процессе резания подбирается оптимальной, при которой виброустойчивость процесса отрезки наибольшая, Отрезку или точение паза производят обычными приемами работы.

При выходе из строя режущего элемента Е, резец 4 раскрепляют, переворачивают, закрепляют и продолжают работу.

При закрепленном и настроенном резце 4 на плите 1 всв устройство как обычный цельный резец может усI

1074660 танавливаться и сниматься со станка по мере необходимости.

В зависимости от вида закрепления плиты 1 на станке можно различать . три схемы работы устройства.

При закреплении плиты 1 с резцом 5

4 в пазу резцедержателя станка только за держатель 2, устройство представляет собой эффективный сьемный резцедержатель с инструментом для выполнения операции отрезки или точе- 0 ния паза в деталях с диаметром, рав-ном двойной высоте центров от каретки поперечного суппорта.

При жестком закреплении плиты 1 с резцом 4 к станку только за ее нижнюю часть к каретке поперечного суппорта устройство является самостоятельным отрезным резцедержателем повышенной жесткости с установленным. в нем инструментом.

При закреплении плиты 1 с резцом

4 в пазу существующего резцедержателя станка и жестком (неподвижном ) закреплении нижней части плиты 1 к боковой плоскости каретки поперечного суппорта устройство вместе с резце-2э держателем станка представляет собой новый более жесткий резцедержатель . для долговременных отрезных работ на токарном станке.

Для повышения виброустойчивости ЗО процесса отрезки и уменьшения металлоемкости устройства целесообразно узел Н основного крепления располагать непосредственно на каретке поперечного суппорта, а узел до- 35 полнительного крепления располагать в пазу существующего реэцедержателя станка (фиг.22-24 ).

В этом варианте устройство содержит узел 4 основного крепления, размещенный на боковой плоскости каретки поперечного суппорта, в кото-, ром закреплен крепежный хвостовик тела Q . Тело Q взаимодействует с узлом 3 дополнительного крепления 4) обеспечивающим воэможность его перемещения в радиальной плоскости и расположенным в пазу реэцедержателя станка. На фиг.22 и 23 тело G с крепежным хвостовиком F выполнено в виде цельного Т-образного резца 4 с режущими элементами Е. Узел 3 дополнительного крепления содержит Т-образную в поперечном сечении и поэтому жесткую в продольном направлении боковую опору - направляющую 9, уп- Я ругую прижимнуюпланку 11, болт 12.

Дальний от детали конец упругой прижимной планки 11 неподвижно связан при помощи болтов с боковой опорой

9 и вместе с ней образует струбцину 6О в виде "щипцов", обжимакщих при помощи упругой планки 11 и болта 12 пластинчатое тело G резца 4. дпора

3) имеет возможность перемещения в радиальном направлении при ее пере» закреплении в резцедержателе, что позволяет регулировать продольную. жесткость тела G вне зависимости от диаметра обрабатываемой детали, а в зависимости от входа тела G в паз детали при обработке.

Hа фиг.24 тело G выполнено в виде Г-образной в радиальной плоскости державки, имеющей крепежный хвостовик, нейтральная ось Z которого пересекает основную плоскость

К, проходящую через вершину режущего элемента Е, обозначенную точкой

О. Режущий элемент E принадлежит двухлезвийному резцу 16, закрепленному в гнезде державки. Тело 5 державки имеет части для взаимодейст.— вия с узлом 3 дополнительного крепления в виде пластины, которая образует "флажок" у крепежного хвостовика F . При помощи "флажка" тело .Q державки взаимодействует с узлом дополнительного крепления,. обеспечивающим возможность перемещения тела 5 в радиальной плоскости и имеющим конструкцию, показанную на фиг.22 и 23, Повышение виброустойчивости технологической системы резец-резцедержатель в устройстве обеспечено. тем, что крепежный хвостовик F и тело 5 резца или державки имеют существенно высокую жесткость и устойчивость в тангенциальном направлении, режущий клин режущего элемента Е при деформации .тела Q, и хвостовика Р имеет крутую траекторию отхода от обработанной поверхности, а тело 3,вза,имодействуя при его деформации в радиальном направлении с узлом 3 дополнительного крепления, имеет существенно высокую жесткость в продольном направлении при одновременном демпфировании кОлебаний в радиальном и тангенциальном направлениях.

Под действием тангенциальной составляющей силы резания крепежный хвостовик F и тело 5 испытывают в основном деформации растяжения. Это достигнуто тем, что нейтральная ось крепежного хвостовика F и тела Я пересекает основную плоскость К, т.е. расположена в направлении, близ,ком к направлению .действия равнодействующей силы резания.

Под действием радиальной состав- ляющей силы резания и изгибающего момента от. тангенциальной составляющей силы резания, крепежный хвостовик и тело Q изгибаются в:радиальном направлении, обеспечивая крутую траекторию отхода режущего клина элемента Е от обработанной поверхности,.

В устройстве тело G взаимодействует с воэможностью перемещений в радиальной плоскости с узлом 3 его дополнительного крепления. Узел 3 обеспечивает. повышение жесткости упругой

1074660

10 механической системы резец-резцедержатель в продбльном направлении, что необходимо при отрезке деталей большого диаметра тонким инструментом, а при перемещении тела 5 в радиальном направлении обеспечивает сопротивле- 5 ние колебательным перемещениям тела

5 в радиальном и тангенциальном направлениях при помощи диссипативных снл, т.е. сил сухого трения. Демпфирующие свойства узла 3 дополнитель- IQ ного крепления тела 6 в вариантах выполнения устройства фиг.1-24,регулируются моментом заворачивания болта 12, т.е. величиной силы нормального давления, обеспечиваив ей необходимую силу трения между телом:Q и контактирующими с ним поверхностями узлаЭдополнительного крепленая.

В результате того, что нейтральная ось L крепежного хвостовика F пересекает основную плоскость К под углом 90, крепежный хвостовик Р выполнен разъемным относительно узла .Н основного крепления, а паэ для закрепления крепежного хвастовика ..F a узле Н основного крепления имеет про- . дольную ось,параллельную оси 6, в устройстве величины и положение „". .— жущего элемента Е и тела и резца или державки не ограничены пазом существующего резцедержателя станка.

Это позволяет выполнять тело под режущей пластиной Е протяженным по высоте центров станка., например, равным 10 и более высотам пластинки Е, либо режущую пластинку Е выполнять такой, чтобы ее размер в направлении вектора Ч окружной скорости резания был большим, чем ее размер в направлении вектора подачи, что существенно увеличивает срок службы тела и режущей пластины инструмента. Одновременно обеспечивает удобство и точность установки инструмента по высоте центров станка, что важно при отрезке.

Технико-зкономический эффект от изобретения .заключается в повышении производительности операции отрезки путем повышения виброустойчивости режущего инструмента, а также s снижении вибраций и шума.при высокопроизводительной отрезке., в повышении чистоты обрабатываемых поверхностей и увеличению срока службы инструмента.

1074660

1074660

1074660

1074б60

Составитель Г.Баринов

Редактор А.Черных Техред И.Метелева Корректор А.Тяско

Заказ 431/12 Тираж 1037 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва 3-35 РауЮская наб., д.4/5

Ъ аа ю

Ф ЮЮОФВ &IЮ фМ

Филиал ППП "Патент"; г.ужгород, ул.Проектная, 4