Способ обработки резанием трохоидальных поверхностей и устройство для его осуществления

Способ обработки резанием трохоидальных поверхностей и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

РеС фпик

O ll N C A H И Е <п,897405

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 30, 04. 80 (2! ) 2920955/25-08 с присоединением заявки J% (23) Приоритет

Опубликовано 5.0! . 82. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 15 OI 82 (51) NL. Кл.

В 23 В !/00 фмударотеанньй квинтет

СССР ао делаи нзаорвтеннй и отнрытнй (З) >ДК 62!.941. .! (088.8) (72) Авторы изобретения

И.Н.Федоренко и А.И.Игонин

l ! (7!) Заявитель

Московский автомеханический институт (54) СПОСОБ ОБРАБОТИ1 РЕЗАНИЕМ ТРОХОИДАЛЬНЫХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к механической обработке без копира трохоидальных торцовых и конических поверхностей, и может найти применение при обработке профильных направляющих кулачков и других деталей.

Известен способ механической обработки деталей, поверхность которых имеет в поперечном сечении форму трохоиды, методом обката инструментом, эксцентрично установленным относитель но оси вращения детали PI).

Недостатком указанного способа является то, что невозможно производить обработку трохоидальных торцо15 вых и конических поверхностей, а также сложность компенсации износа инструмента и изменения величины экви" дистантности.

Известно устройство обработки цилиндрических деталей с трохоидальным поперечным сечением, содержащее бабку изделия, подвижной стол, несущий инструментальную бабку, B которой расположен ее шпиндель, шпиндель несущий инструмент, расположенный внутри шпинделя инструментальной бабки с эксцентриситетом к его оси, кулису, связывающую инструментальный шпиндель с упором, установленным в полосе зацепления, шестеренчато-карданную передачу, связывающую шпиндель иэделия и шпиндель инструментальной бабки с общим передаточным отношением I: !! при противоположных направлениях вращения (2 ).

Недостаток указанных способа и устройства в том, что они не позволяют производить точной механической обработки с обеспечением нормального положения инструмента в каждой точке трохоидальных торцовых и конических поверхностей.

Цель изобретения — повышение точности обработки трохоидальных поверхностей посредством обеспечения нор89740 мально го положения и нс тр уме нта к к аждой точке обрабатываемой поверхности.

Указанная цель достигается тем, что однбвременно с рабочей подачей инструмента производят смещение полюса зацепления в направлении, перпендикулярном рабочей подаче.

Устройство для осуществления способа снабжено поворотной платформой с ползуном, на котором расположен 1ф стол, а инструментальная бабка выполнена с направляющими,в которых расположена введенная в устройство тяга с упором, шарнирно связанная с ползуном. tS

Угол поворота направляющих ползуна в плоскости платформы определяется из выражения

p=arckg

61И 4

И-С ОБс(. Ю где n — число ветвей трохоиды; угол пересечения осей вращения шпинделя детали и ин— струментальной бабки, который равен половине угла ко— нуса детали (для торцовых поверхностей А. = 9(>>.

Согласно такому способу обработки деталь и вершина инструмента вращают- ся во встречном направлении относительно осей, пересекающихся под углом gL, авным половине угла конуса детали (для торцовых поверхностей = 90 ).

3S

На фиг.1 приведена схема образования единичной трохоидальной торцовой или конической кривой; на фиг.2 схема образования трохоидальных торцовой или конической поверхностей; на фиг.3 — схема образования трохоидальных торцовой или конической поверхностей, вид А на фиг.2; на фиг.4устройство для обработки трохоидальных торцовых и конических поверх45 ностей.

Способ осуществляется следующим образом.

Трохоидальную кривую F на торце

f0 или на конической поверхности можно описать точкой М (фиг.1), находящейся внутри окружности-сателлита радиуса r на расстоянии е от ее центра

0, при качении окружности-сателлита по неподвижной окружности радиуса В.

SS

При этом окружности лежат в плоскостях, пересекающихся под углом

) = 180 — сХ, где d — половина

5 угла конуса поверхнос ги (

В зависимости от отнопн ния R(t" = И трохоидальная кривая может иметь и ветвей (n — число ветвей трохоицы).

В основе способа лежит метод обратимости движений, т.е. поверхности, на которой описывается трохоидальная кривая F (фиг.1), задается вращательное движение вокруг оси, проходящей через центр 0 с угловой скоростью tg), при этом полюс зацепления P и центр вращения окружности-сателлита неподвижны.

Если при этом вращать точку М (вершина обрабатывающего инструмента В ) во встречном направлении со скоростью

O1) относительно центра 01 на радиИ усе е, равном эксцентриситету трохоидальной кривой, она описывает пространственную трохоидальную кривую F.

Для обеспечения в процессе обработки точного положения режущего инструмента В на нормали относительно обрабатываемой поверхности использовано свойство линии (линия mtl) проходящей через полюс зацепления Р и образующую точку М, которая является нормалью к трохоидальной кривой F.

При обработке трохоидальных торцовых и конических поверхностей,имеющих переменную кривизну по образующей,для обеспечения точного положения режущего инструмента по нормали в каждой точке трохоидальной поверхности П необходимо одновременно с рабочей подачей S инструмента В (фиг.2 и фиг.3), направленной вдоль оси 0 0 вращения вершины инструмен1 та, проходящей через центр 0,1, обеспечить перемещение 5р полюса зацепления P по направлению линии КС, которая проходит через точку пересечения осей вращения детали 00 и вер— шины инструмента 0 0 и образует угол Р с осью ОАО вращения инструмента, который определяется по формуЧИ (. n-СОМ где с . — угол пересечения осей вращения детали 00 и вершины инструмента

010, который равен половине угла коо нуса детали о . = 90 для торцовых поверхностей); и — число ветвей трохоид, у котоpblx и = con 5 t

5 89 74

Это перемещение Sp полюса зацепления P можно получить как результирующее при осуществлении одновременно с рабочей подачей S подачи полюса зацепления S1 в направлении, перпен" дикулярном рабочей подаче 5.Таким образом для обеспечения нормального положения инструмента к каждой точке обрабатываемой поверхности, одновременно с рабочей подачей инструмента 16

S производят подачу S полюса зацепления в направлении, перпендикулярном рабочей подаче, при этом величину подачи Sg полюса зацепления вычисляют по формуле — 3$

61В! би 6 -cosk — рабочая подача инструмен20 та, мм/об; о(— угол пересечения осей вращения детали и вершины инструмента, который равен половине угла конуса детали (3 = 90 для торцовых поверхностей). где S

Работа устройства для реализации метода механической обработки трохо" идальных торцовых и конических поверхностей осуществляется следующим образом.

Упор 21 устанавливают так, чтобы

его ось 0 0 находилась в вообра.жаемом полюсе зацепления, соответИ ствующем трохоиде, на которой распо лагается в данный момент вершина резца l 9,,т.е. расстояние ОР от оси

0 0 вращения приводного шпинделя

Такой способ может быть осуществлен устройством (фиг. 4 ), содержащим станину 1, на которой установлена бабка 2 изделия, в корпусе 3 которой установлен шпиндель 4 с закрепленной на нем деталью 5. На шпинделе

4 изделия 5 установлена шестерня 6, связанная через паразитную шестерню

7 с шестерней 8, жестко закрепленной на валу 9. На платформе 10, имеющей возможность поворота вокруг точки пересечения осей вращения детали и вершины инструмента по круговым на- . правляющим ll станины 1 при помощи червячной передачи (не показана!, установлен стол 12, имеющий возможность перемещения с помощью гидропривода (не показан ) по направляющим

13 платформы 10. На столе 12 установлена инструментальная бабка 14, имеющая возможность перемещения по направляющим 15 стола 12 с помощью винтовой пары (не показана ). В кор" пусе 16 инструментальной бабки 14 смонтирован приводной шпиндель 17 с эксцентрически расположенным в нем инструментальным шпинделем 18. В инструментальном шпинделе 18 установлен на одном конце резец 19, а на втором закреплена кулиса 20.с пазом, в который входит упор 21, закрепленный в тяге 22.

05 6

Тяга 22 установлена с возможностью перемещения в направляющих

23 корпуса 16 инструментальной бабки

14 и связана осью 24 с полэуном 25, который установлен с возможностью перемещения в направляющих 26, закрепленных на платформе 10 с возмож" ностью установки от микровинта (не показан), на нужный угол Ь к направлению рабочей подачи S стола 12 совместно с инструментальной бабкой 14.

Ось 0 0 упора 21 постоянно нахо дится в воображаемом мгновенном полюсе зацепления, соответствующем обрабатываемой трохоиде, на которой расположена в данный момент вершина инструмента.

На приводном шпинделе 17 инструментальной бабки 14 закреплена кони". ческая шестерня 27, находящаяся в зацеплении с другой конической шестерней 28, установленной на валу 29.

Вал 29 инструментальной бабки 14 и вал 9 бабки 2 изделия связаны карданной передачей 30, содержащей карданы

31, шлицевой вал 32 и шлицевую втулку 33.

Вращение шпинделя изделия 4 осуществляется через шкив 34, жестко связанный со шпинделем изделия, от электромотора (не показан ) через клиноременную передачу. Приводной шпиндель 17 инструментальной бабки

14 получает вращение от шпинделя 4 через шестерни 6,7,8, вал 9, карданную передачу 30, вал 29, шестерни

28 и 27. Поскольку общее передаточное отношение шестерен равно 1:n, приводной шпиндель 17 инструментальной бабки !4 вращается с угловой скоростью, в и раз большей угловой скорости шпинделя изделия 4 и во встречном направлении sa счет паразитной шестерни 7. !

7 8974 до оси 0 О упора 21 определяют из выражения

ОР

Р где К вЂ” радиус окружности детали, 5 определяющей положение плоскости вращения вершины инструмента, в моментЬ| установки

}- — радиус соответствующей окруж-10 ности-сателлиту трохоиды, на которой находится вершина инструмента в данный момент;

И вЂ” число ветвей.

Платформу 10 поворачивают на за- 15 даннЬ|й угол д относительно точки пересечения осей вращения детали 00 и приводного шпинделя 04 01 (

Направляющие 26 платформы 10 устанавливают под рассчитанным углом Р относительно направляющих 13 платформы 10, совпадающих с направлением 25 . рабочей подачи S, в плоскости платформы 10.

Резец 19 подводят к детали 5 помощью перемещения стола 12 от гидропривода по направляющим 13, глу- щ бина резания устанавливается перемещением инструментальной бабки 14 на столе 12 от винтовой пары. После этого происходит перемещение стола

12 с рабочей подачей S по направляющим 13 от гидроцилиндра. Одновременно с переключением перемещения стола 12 на рабочую подачу включается 1 вращение шпинделя 4 от электромотора через шкив 34 и далее через шестер- фр ни 6,7,8, вал 9,карданную передачу

30, вал 29, шестерни 28 и 27 вращение передается на приводной шпиндель

17, вместе с которым осуществляет рабочее движение шпиндель 18 с за- 4> крепленным на нем резцом 19. Одновременно с рабочей подачей S стола 12 происходит перемещение упора 21, т.е. подача S воображаемого полюса заИ цепления, которое он получает через тягу 22, перемещающуюся в направляющих 23 корпуса 16 инструментальной бабки 14 от оси 24 и ползуна 25, который движется по направляющим 26.

При этом кулиса 20 совершает возвратно-поступательное движение относительно упора 21, ось 0 0 > которого постоянно находится в воображаемых полюсах зацепления, и осуществляет

05 корректировку инструмента таким образом, что он всегда направлен по нормали к обрабатываемой поверхности.

Компенсация износа резца 19 и обеспечение необходимой величины эквидистантности осуществляется его перемещением в инструментальном шпинделе.

Таким образом, новый способ позво. лит осуществлять обработку сложных трохоидальных торцовых и конических поверхностей, Благодаря применению предлагаемого способа и устройства повышается точность и качество обработки, а также снижается износ обрабатывающего инструмента. Значительно увеличивается также срок службы режущего инструмента.

Формула изобретения

1. Способ обработки резанием трохоидальных поверхностей, включающий

1 согласованные вращения заготовки и режущего инструмента, рабочую подачу инструмента,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности обработки за счет обеспечения нормального положения инструмента в каждой точке обрабатываемой поверхности, одновременно с рабочей подачей инструмента смещают полюс зацепления в направлении,.перпендикулярном рабочей подаче.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее бабку изделия, стол, несущий инструментальную бабку, инструментальный шпиндель, с жестко закрепленной кулисой, связывающей его с упором, установленным в полюсе зацепления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности обработки, снабжено поворотной платформой с ползуном, на котором расположен стол, а инструментальная бабка выполнена с направляющими, в которых расположена введенная в устройство тяга с упором, шарнирно связанная с ползуном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 459310, кл. В 23 В 5/36, 1975.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 498098, кл. В 23 В 5/24, 1976 (прототип).

Составитель И. Агабабов

Редактор П.Алексеенко Техред А.Бабинец Корректор А.Дзятко

Заказ 11816/15 Тираж 1150 Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР оо делам изобретений и открытий

1!3035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, у;;. Проектная, 4