Устройство для токарной обработки торцовых нежестких поверхностей пустотелых деталей

Устройство для токарной обработки торцовых нежестких поверхностей пустотелых деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к машиностроё^- нию, а именно к технологии обработки нежестких заготовок, и может, быть использовано при токарной обработке тор^ цов|>&1х нежестких поверхностей, пустотелых деталей типа стаканов, втулок и т.д. Целью изобретения является повышение точностиобработки путем обеспечения регулирования жесткости обрабатываемой заготовки в процессе обработки. При вращении заготовки жидкость начинает равномерно распределяться по периферии полостей 3 и 4 и разделяется перегородкой 5 на две части. Часть жидкости, оказавшаяся в полости 4, создает осевое усилие, передаваемое через поршни 7 и 8 на внутреннюю поверхность тонкостенного нежесткого торца заготовки 11. Часть жидкости, оставшаяся в полости 3 через калиброванные отверстия 6 с определенной скоростью перетекает в полость 4. При этом обьем жидкости в полости 4 постоянно растет, а следовательно, увеличивается давление на поршни, что обеспечивает компенсацию увеличивающейся по мере перемещения резца of периферии к оси заготовки упругой деформации обрабатываемого нежесткого торца. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. гр •• /'. ''.:'. •;' • ^ •' ' \СЛJ.i*vl оЮW^^^^^r^^^^^^^///^^z^<^////////////////^^^^I IllliJ<Pi/i. f

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспУБлик (5!)5 В 23 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769511/08 (22) 18.12;89 (46) 07.0 .92. Бюл. N 5 (») Ульяновский политехнический институт (72) Л.B.Õóäîáèí, Ю.М.Правиков, M.À;Áåëîâ и А,Ш,Хусаинов (53) 621.8-209.3(088.8) (56) Общадко Б.И, Технология токарной обработки. Профтехиэдат, 1961, с. 278-279, рис. 202.. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКАРНОЙ.ОБРАБОТКИ ТОРЦОВЫХ НЕЖЕСТКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПУСТОТЕЛЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии. обработки нежестких заготовок, и может, быть использовано при токарной обработке торцовйх нежестких поверхностей, пустотелых: деталей типа стаканов, втулок и т.д. Целью изобретения является повышение точности... Ж 1710191 А1

2 ! обработки путем обеспечения регулирования жесткости обрабатываемой заготовки в процессе обработки. При вращении заготовки жидкость начинает равномерно распределяться по периферии полостей 3 и 4 и разделяется перегородкой-5 на две части..

Часть жидкости, оказавшаяся в полости 4, создает осевое усилие, передаваемое через поршни 7 и 8 на внутреннюю поверхность тонкостенного нежесткого торца заготовки

11, Часть жидкости, оставшаяся в полости 3 через калиброванные отверстия 6 с определенной скоростью перетекает в полость 4.

При этом объем жидкости в полости 4 постоянно растет, а следовательно, увеличивается давление на поршни, что обеспечивает компенсацию . Увеличивающейся по мере Я перемещения резца от периферии к оси заготовки упругой деформации обрабатываемого нежесткого торца, 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1710191

Изобретение относится к машино- и ния, регулиРование упругих пер™ нии приборостроению, б ю, а именно к. технологии тонкостенных заготовок возможно только в обработки нежестких заготовок, и может узком диапазоне.

Наиболее близким по технической сущторцовых нежестких поверхностей пустоте- 5 ности к предлагаемому является шпиндельлых деталей типа стаканов, втулок и т.п. ный упор, который в виде штанги вводится

Известно устройство, состоящее из ци- в шпиндель станка и правым концом с налиндрического корпуса с дном, смонтиро- садком упирается в торцовую поверхность ванной в нем втулки и привода обрабатываемой заготовки. Левый конец перемещения втулки в виде эластичной ка- 10 упора неподвижно фиксируется в шпинделе меры, частично заполненной рабочей сре- с помощью кулачкового зажима, эаклинива-. дой (жидкостью), Использование ющегося в отверстии шпинделя. Упор постройства позволяет повысить жесткость эволяет базировать заготовку на ранее (или другими словами, уменьшить деформа- обработанный торец и выдерживать от него цию от действия внешних сил) торцовых не- 15 осевые размеры Г11. жестких поверхностей, например при Недостатком устройства является не- токарной обработке нежестких торцовых возможность регулирования жесткости обповерхностей типа мембран(подрезкатор- рабатываемой заготовки в процессе цов у пустотелых деталей типа втулок). По- резания, что существенно снижает точность вышение жесткости (уменьшение 20 .обработки. деформаций)достигается засчет компенса-, Целью изобретения является повышеции деформации нежестких торцовых по- ние точности обработки торцовых нежестверхностей под действием силы резания ких поверхностей пустотелых деталей. осевой силой, направленной противопо- Поставленная цель достигается тем, что ложно йаправлению указанной деформа- 25 устройство для токарной обработки торцоции. Осевая сила в устройстве создается вых нежестких поверхностей пустотелыхдевследствие того, что под действием центро- талей включает установленный в шпинделе бежного поля в жидкости появляется гидро- упор с насадком, предназначенным для усстатическое давление, обуславливающее тановки детали, который выполнен в виде осевое "распирающее" усилие между карпу- 30 цилиндра с рабочей жидкостью и двумя по-. сом и втулкой. B результате действие силы лостями разного диаметра. разделенными

Р езания воспринимается не только мембра- перегородкой с выполненными в последней ной, но и втулкой, воздействующей на эаго- отверстиями, причем в полости с большим товку осевой силой, направленной диаметром установлены два введенных в противоположно силе резания. 35 устройство и соединенных один с другим

Недостатком такого устройства являет- поршня, один иэ которых .имеет возможся невозможность изменения осевой силы, ность взаимодействия с торцом насадка, а действующей на мембрану в процессе обра- другой — с рабочей жидкостью, объем котоботки, что ограничивает точность обработ- . Рой меньше объема цилиндра, причем сое40 динение поршней выполнено в виде

Известно также устройство для абра- регулировочного винта. который обеспечиботки тонкостенных цилиндрических дета- вает воэможность регулирования расстоялей, состоящее из задающего устройства, ния между наиболее удаленными друг от деформатора в виде кулачка, установленно- друга торцами поршней.

ro эксцентрично на валу с помощью упругой 45 При вклю. ении вращения шпинделя равтулки, Кулачок осуществляет синхронное с бочая среда (жидкость) под действием ценрежущим инструментом поступательное тробежных сил равномерно распределяется движение вдоль обрабатываемой эаготов- по периферии двух цилиндрических полоки, Посигналуэадающегоустройства, рабо- стей (большего и меньшего диаметров). В тающего по программе, кулачок получает 50 процессе работы устройства часть жидковращательное движение по эксцентричной сти, находящаяся в полости большего диаповерхности, эа счет чего заготовка упруго метра; под действием центробежных сил, деформируется в поперечном (радиальном) воздействующих на жидкость. создает осенаправлении, упругие перемещения заго- вое усилие, передаваемое через поршни на товки под действием радиальной составля- 55 внутреннюю поверхность тонкостенного ющей силы резания уменьшаются, а нежесткоготорца заготовки, Одновременно точность формы готовых деталей повыша- часть жидкости, равномерно расщределенная по периферии полости меньшего диаОднако это устройство сложно в изго- метра, постепенно (синхронно с овлении, ограничена область его примене- перемещением резца, подрезающего неже1710191 садке 2 с базированием в осевом направле- 45 нии по его правому торцу и закреплена в трехкулачковом патроне 12. Резец 13 подрезает нежесткий торец заготовки 11 (S — направление подачи, Регулировочный винт 9 (фиг.2) свободно 50 вращается на поршне 7 и поджимается к его торцу посредством стопорной шайбы.14 и тарельчатой пружины 15, Стопорение винта

9 на поршне 8 осуществляется контрвинтом 16.

Устройство работает следующим образом.

В момент начала вращения шпинделя(а вместе с ним и устройства с закрепленной в патроне заготовкой) жидкость начинает сткий торец заготовки, от периферии заготовки к ее оси) перетекает из этой полости в полость большего диаметра через калиброванные аксиальные отверстия, в результате чего уровень жидкости в.полости большего диаметра плавно увеличивается. При этом постепенно увеличивается и осевая сила; действующая через поршни на обрабатываемый нежесткий торец заготовки в направлении, противоположном действию силы резания. В результате упругая деформация подрезаемого нежесткого торца заготовки, увеличивающаяся по мере перемещения резца от периферии к оси заготовки, постоянно компенсируется. Тем самым обеспечивается возможность повышения точности обработки торцовых нежестких поверхностей типа мембран. Регулировочный винт, связывающий поршни, установленные в полости большего диаметра, обеспечивает возможность регулирования свободного объема этой полости при предварительной настройке устройства за счет изменения расстояния между наиболее удаленными друг от друга торцами поршней. При этом обеспечивается возмржность более быстрого наполнения полости большего диаметра жидкостью, а следовательно, и более быстрого изменения осевого усилия, воздействующего на нежесткий торец, от, минимального до максимального значения.

На фиг.1 изображено устройство, разрез; на фиг.2 —. регулировочный винт .

Устройство состоит,иэ установленного на шпиндельном упоре 1 цилиндра-насадка

2, имеющего две полости 3 и 4 разного диаметра и длины. Полости разделены кольцевой перегородкой 5 с аксиальными отверстиями 6. В полости большего диаметра (полость 4) установлены поршни 7 и 8, связанные регулировочным винтом 9. Полости 3 и 4 заполнены жидкостью 10 достаточно высокой плотности. Обрабатываемая заготовка 11 установлена на цилиндре-на10

40 равномерно распределяться по периферии полостей 3 и 4 и разделяется кольцевой перегородкой 5 на две части (так, как это показано на фиг.1). При этом, часть жидкости, оказавшаяся в полости 4, создает осевое усилие, передаваемое через поршни 7 и 8 на внутреннюю поверхность тонкостенного нежесткого торца заготовки 11.

Осевая сила Р, с которой жидкость через поршни воздействует на торец заготовки, определяется по формуле

P = о neo (r„— r> ) /4, где р,„— плотность жидкости, кг/м; з. в — частота вращения шпинделя, с;

ro, r> — соответственно радиус полости 4 и свободной поверхности жидкости (фиг.1), м.

При го =,44 мм; г1 = 31 мм; и = 261,8 с (2500 об/мин); рж = 4500 кг/м (жидкость

Клеричи)

Р = 663Н.

Изменение г до 94 мм приводит (при прочих равных условиях) к увеличению P до

824 Н. Радиус r> в устройстве изменяется (уменьшается) с увеличением времени обработки (при перемещении резца 13 от периферии к оси заготовки по направлению S).

При этом соответственно увеличивается и осевое усилие Р, действующее на торец заготовки. Уменьшение г,(и увеличение Р) обеспечивается следующим образом.

Часть жидкости, оставшаяся в полости

3, через калиброванные отверстия 6 с определенной скоростью перетекает в полость 4.

При этом объем жидкости в полости 4 постоянно растет, радиус уменьшается, а сила P увеличивается. За счет увеличения силы обеспечивается компенсация увеличивающейся по мере перемещения резца от периферии к оси заготовки упругой деформации обрабатываемого нежесткого торца. После перетекания всей жидкости в полость 4 сила

P достигнет максимума и останется такой до полной остановки вращения шпинделя. При остановке шпинделя жидкость под действием силы тяжести равномерно распределяется в обеих полостях.

При изменении расстояния между наиболее удаленными друг от друга торцами поршней 7 и 8 с помощью регулировочного винта 9 изменяется начальный объем полости 4 и создаются условия для более быстрого наполнения этой полости перетекающей в нее жидкостью, а следовательно, и для более быстрого изменения радиуса г и осевой силы Р.

Регулировочный винт 9 выполнен ступенчатым, причем на ступени большего диаметра нарезана резьба, а в торце прорезан

1710191

Уаг 2

Составитель А. Корнилов

Редактор С. Пекарь Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Заказ 292 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-,35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 шлиц под отвертку и выполнено реэьбовое отверстие под контрвинт 16. На ступени меньшего диаметра выполнена кольцевая канавка, в которую установлена стопорная шайба 14, а в, нее, в свою очередь, упирается тарельчатая пружина 15, поджимающая поршень 7 к ступени регулировочного винта 9.

Перед регулировкой устройства необходимо вывернуть контрвинт 16, а после окончания регулировки необходимо вновь установить и затянуть. его.

Наиболее эффективно применение устройства при обработке с высокой частотой вращения шпинделя, например при скоростной прецизионной обработке точением торцовых нежестких поверхностей пустотелых деталей.

Формула изобретения

1. Устройство для токарной обработки торцовых нежестких поверхностей пустотелых деталей, содержащее установленный в шпинделе упор с насадком, предназначенным для установки детали, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности

5 обработки, насадок выполнен в виде цилиндра с рабочей жидкостью и двумя полостями разного диаметра, разделенными перегородкой с выполненными в последней отвер- . стиями, причем в полости с большим

10 диаметром установлены. два введенных в устройство и соединенных друг с другом поршня, один из которых имеет возможность взаимодействия с торцом насадка, а другой — с рабочей жидкостью, объем кото15 рой меньше объема цилиндра, 2. Устройство по и. 1, отл ича ю щеес я тем, что соединение поршней выполнено в виде регулировочного

20 винта,