RU2071875C1 - Станок для обработки долблением глухих пазов - Google Patents

Abstract

Использование: область станкостроения, в частности, обработка давлением глухих пазов, продольно расположенных в пределах центрального отверстия штуцера. Сущность изобретения: штуцер 1 закреплен в патроне 4 на шпинделе 5, индексированном относительно поворотной оси. Режущий инструмент 2, представляющий треугольный резец, с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен на инструментальном шпинделе 12, ось которого смещена и расположена под прямыми углами к поворотной оси шпинделя 5. Режущий инструмент 2 осуществляет последовательно рабочие и соответствующие обратные ходы, в результате чего в штуцере 1 выполняются несколько глухих пазов. Станок снабжен шпиндельной бабкой 6, несущей шпиндель 5 и обеспечивающей скольжение последнего аксиально относительно шпинделя 12 на некоторое расстояние, в результате чего режущий инструмент 2 радиально и аксиально освобождает центральное отверстие, когда все пазы обработаны и его рабочие ходы прекращаются. 4 з.п.ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к станкам для обработки долблением пазов, в частности пазов автомобильных штуцеров.

Из патента США N 4154145 известен долбежный станок, имеющий шпиндель изделия, который несет патрон для изделия и установлен с возможностью поворота в шпиндельной бабке, и инструментальный шпиндель с режущим инструментом, установленный в держателе с возможностью углового возвратно-поступательного перемещения. При этом ось инструментального шпинделя расположена под прямым углом к оси шпинделя изделия и смещена относительно последней. Кроме того, станок имеет механизм прямой подачи для осуществления возвратно-поступательного перемещения режущего инструмента, средство для отключения этого механизма и средство для осуществления перемещения шпинделя изделия относительно инструментального шпинделя.

Однако ограничение использования такого станка связано с затрудненной загрузкой и разгрузкой обрабатываемых штуцеров в/из патрона изделия.

Технической задачей настоящего изобретения является создание станка, который бы обеспечил легкое и быстрое снятие обработанного изделия (штуцера) из патрона и его установку в патрон.

Эта техническая задача решается тем, что в станке для обработки долблением глухих пазов, продольно расположенных в центральном отверстии штуцера, содержащем шпиндель изделия, несущий патрон для последнего и установленный с возможностью поворота в шпиндельной бабке, инструментальный шпиндель с режущим инструментом, размещенный в держателе с возможностью углового возвратно-поступательного перемещения, при этом ось инструментального шпинделя смещена относительно оси шпинделя изделия и расположена под прямым углом к ней, механизм прямой подачи для возвратно-поступательного перемещения режущего инструмента, средство для отключения механизма и средство для движения шпинделя изделия относительно инструментального шпинделя, шпиндельная бабка установлена с возможностью перемещения вдоль своей оси.

Станок может быть снабжен узлом загрузки-разгрузки штуцера, выполненным в виде рычага с захватами и средства, управляющего работой последним.

Кроме того, шпиндель изделия может быть установлен с возможностью совместного вращения с шпиндельной бабкой, при этом последняя установлена в станине станка в опорах.

На наружной поверхности шпиндельной бабки может быть выполнена коническая фаска для взаимодействия с конической поверхностью, выполненной в станине станка.

Станок может также быть снабжен средством для перемещения рычагов с захватами вдоль оси, параллельной оси шпинделя изделия.

Далее существо изобретения и варианты его выполнения иллюстрируются на чертежах, где: фиг. 1 показывает поперечное сечение станка согласно настоящему изобретению в вертикальной плоскости, со шпиндельной бабкой в момент, когда режущий инструмент установлен в среднем положении в процессе его последнего возвратного удара; фиг. 2 представляет вертикальное поперечное сечение шпиндельной бабки по фиг. 1, показывающее детали геометрии резания; фиг. 3 представляет общий вид с разрезом станка в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 4 представляет вертикальное поперечное сечение шпиндельной бабки по фиг. 3 в процессе машинной обработки пазов в штуцере; фиг. 5 представляет вертикальное поперечное сечение шпиндельной бабки по фиг. 3 с патроном для изделия, открытым для удаления штуцера; и фиг. 6 представляет вертикальное поперечное сечение шпиндельной бабки по фиг. 3 со штуцером, вынутым из патрона для изделия.

На фиг. 1 показан штуцер 1, связанный с режущим инструментом 2 в момент среднего положения при последнем возвратном ударе, то есть после завершения резания последнего паза 3 в штуцере 1. Штуцер 1 закреплен в патроне для изделия 4, содержащемся в шпинделе изделия 5, с возможностью поворотам, совмещенного в пределах шпиндельной бабки 6, при помощи подшипника 7.

Режущий инструмент 2 представляет собой треугольный резец отводимого и вставляемого типа и он, соответственно, размещен в определенном гнезде или углублении 8 в держателе 9 инструмента при помощи фиксирующего винта 10. Держатель 9 инструмента прикреплен к режущей головке 11 инструментального шпинделя 12, который колеблется в угловом направлении относительно оси 13 по углу, показанному штрихпунктирными линиями 14. Ось 13 в действительности не является фиксированной осью, но сама колеблется в угловом направлении относительно оси 15 держателя 16 инструментального шпинделя для обеспечения прямой подачи режущего инструмента в процессе нарезания данного паза. Подробная механика этого станка будет описана ниже.

Теперь обратимся к фиг. 2 настоящего описания. Если было использовано почти вертикальное расположение линии, соединяющей оси 15 и 13, для улучшения геометрии резания, и если возвратно-поступательное перемещение режущего инструмента прекращено в показанном положении, а держатель 9 инструмента и режущий инструмент 2 отведены в направлении 17, влияние угла 18 центрального отверстия штуцера 1 возникало бы в степени, показанной пунктирной линией 19, делая невозможным использование режущей вставки отводимого типа. С другой стороны, в соответствии с настоящим изобретением, когда режущий инструмент продолжает возвратно-поступательное перемещение, создается скольжение шпиндельной бабки 6 для опускания в направлении 20, приводя к перемещению штуцера 1 аксиально при освобождении режущего инструмента 2 так, что огибающая этого перемещения лежит полностью в пределах цилиндрического центрального отверстия штуцера 1 и, следовательно, исключает любое подобное влияние.

Фиг. 3 показывает общую компоновку станка, соответствующего настоящему изобретению. Инструментальный шпиндель 12 установлен с возможностью колебания относительно оси 13 в держателе 16 инструментального шпинделя, который, в свою очередь, совместно действует для углового колебания относительно оси 15 в шпиндельной бабке 21. Заметим, что ось 13 инструментального шпинделя 12 установлена по существу вертикально над осью 15 держателя 16 инструментального шпинделя, в отличие от описанного выше. Угловое колебание держателя 16 инструментального шпинделя обеспечивается рычагом 22 и вызывает перемещение оси 13 между крайними положениями 13а и 13b (см. фиг. 2) таким образом, как это будет описано ниже.

Угловое положение инструментального шпинделя 12 обеспечивается рычагом 23, прикрепленным к нему, коленчатым штырем 24 и соединительным штырем 25. Обычно инструментальный шпиндель 12 колеблется на угол около 40 градусов, тогда как держатель 16 инструментального шпинделя колеблется на угол около 10 градусов.

Соединительный штырь 25 приводится в действие основным валом 26, который вращается вокруг оси 27 в цапфах, выполненных на раме 64 станка, и имеет "коленчатую" секцию, как и на колене 28. Сдвиг колена 28, обусловленный смещением между осями 27 и 29, таков, что обеспечивает заказанный угол колебания и для инструментального шпинделя 12.

Коленчатый рычаг 30 поддерживает роликовые толкатели 31 и 32, которые входят в зацепление с кулачками 33 и 34 соответственно и приводятся в контакт с ними посредством реакций, вызываемых приложением усилия в направлении 35 от пружины 36. Пружина 36 установлена с возможностью воздействия на выступающий конец штыря 37, шарнирно соединяющего коленчатый рычаг 30 и рычаг 22. Нижний конец пружины 36 анкерно закреплен на раме 64 станка.

Таким образом, коленчатый рычаг 30 перемещается в пространстве под действием двух кулачков 33 и 34, которые эффективно "способствуют" созданию требуемого углового колебания для держателя 16 инструментального шпинделя через рычаг 22.

Кулачок 33 установлен на основном валу 26 и имеет постоянный радиус относительно оси 27 для половины его периферии и полуэллипсное сечение, обеспечивающее уменьшенный радиус для другой половины его периферии. Кулачок 33 обеспечивает прямую подачу режущего инструмента 2 в процессе части режущего удара, когда металл удаляется, и освобождает инструмент 2 в процессе возвратной части режущего удара.

Кулачок 34 установлен на валу 38, поддерживаемом в цапфах на раме 64 станка, и вращается в показанном направлении. Этот кулачок сформирован в виде спирального завитка на трех четвертях его периферии и с секцией уменьшенного радиуса на одной четверти и обеспечивает поступательную прямую подачу, требуемую для последовательности режущих ударов для полной обработки данного паза 3 в штуцере 1.

В показанном положении кулачок 34 только что вызывал подъем роликового толкателя 32 в верхнее положение его траектории, соответствующее максимальной глубине резания режущего инструмента 2, и опускание из этого положения в положение покоя на упомянутой выше секции уменьшенного радиуса. Когда роликовый толкатель 32 контактирует с кулачком 34 на этой секции уменьшенного радиуса, положение прямой подачи режущего инструмента 2 соответствует положению, показанному на фиг. 1.

Кулачок 34 приводится в действие редукционной зубчатой передачей 39 от основного вала 26 при помощи ведущей шестерни 39а зубчатой пары, которая вращается в том же направлении, что и вал 38. Основной вал 26 вращается непрерывно под действием электродвигателя 40, приводного ремня и шкива 41.

Вал 38 снабжен цепным колесом 42, которое приводится в действие через цепь 43 цепным колесом 44 и, в результате, через универсальный шарнирный карданный вал 45 индексного механизма 46. Этот индексный механизм обычного типа и служит для поворотного индексирования штуцера 1 при нарезании последовательных пазов.

Ведущая шестерня 39а насажена на и аксиально зажата в основном валу 26. Шестерня 39а имеет зуб кулачковой муфты, сформированный на ее ближней передней поверхности, а ведущая шестерня 47 аналогично насажена и зажата, но имеет зуб кулачковой муфты, сформированный на дальней лицевой поверхности. Элемент 48 муфты закреплен шпонками с возможностью скольжения на основном валу 26, аксиально сдвинут вдоль этого вала при помощи вилки 49 и имеет зуб кулачковой муфты, сформированный на его каждом конце. Вилка 49 установлена на валу 50, который скользит аксиально под действием толкателя 51 и кулачка 52 с рабочим выступом, поворачиваемого при помощи червячной передачи 53 от основного вала 26.

В положении, показанном на фиг. 3, элемент 48 муфты только что завершил аксиальный сдвиг в направлении, показанном стрелкой 54, под действием рабочего выступа кулачка 52, таким образом расцепляя элемент 48 муфты от ведущей шестерни 39а и сцепляя его с шестерней 47, под действием чего кулачок 34 и индексный механизм 46 прекращают вращение, а режущий инструмент 2 продолжает выполнять путь, показанный на фиг. 1, освобождения центрального отверстия штуцера 1.

Теперь загрузочный цикл станка готов начаться. Ведущая шестерня 47 через редукционную зубчатую передачу 55, цепные колеса 56 и 57 и цепь 58 приводит в действие вал 59 и поднимает и опускает кулачок 60 в показанном направлении.

Кулачковый толкатель 61 действует совместно с рычагом 62, который шарнирно поворачивается относительно оси 63 на раме 64 станка. Рычаг 62 выступает для образования вилки, имеющей ролики 65, входящие в зацепление с пазом 66 в скользящем держателе 6 инструментального шпинделя, закреплен с возможностью скольжения на раме 64 станка в подшипнике 67 на его нижнем конце и в подшипнике 68 на его верхнем конце (см. также фиг. 4).

Скользящий держатель 6 инструментального шпинделя использует коническую фаску 69, которая в показанный момент установлена в верхнем положении в коническом углублении 70 подшипника 68 при действии рычага 62, кулачка 60 и кулачкового толкателя 61. Сразу при начале загрузочного цикла кулачок 60 вращается в показанном направлении и срезанная секция 71 кулачка 60 позволяет начать опускание скользящего держателя 6 инструментального шпинделя. В тот же момент вал 59 приводит в действие через конические зубчатые колеса 72 вал 73, идущий к загрузочному устройству 74, в котором совместно действует как с возможностью скольжения, так и вращения вал 75, несущий на его нижнем конце рычаги 76 загрузчика.

Рычаги 76 снабжены захватами 77, которые действуют для открывания и закрывания штуцера 1, удерживаемого в рабочем захватном патроне 4, и последующего штуцера 1а, подлежащего обработке, который установлен на загрузочной станции, содержащей платформу 78, которая образует выступ на общем расширении 79 скользящего держателя 6 инструментального шпинделя.

Механизм в загрузочном устройстве 74 содержит обычные станочные элементы, которые вызывают при вращении вала 73 аксиальное скольжение и последовательные полуоборотные вращения вала 75 и ниже будет описана работа захватов 77 в соответствующей последовательности.

В положении, показанном на фиг. 4, оба захвата 77 открыты в процессе машинной обработки пазов в штуцере 1 и в процессе загрузки последующего штуцера 1а, подлежащего обработке, на загрузочную платформу 78.

При начале загрузочного цикла захваты 77 закрыты на штуцерах 1 и 1а, а вал 75 и скользящий держатель 6 инструментального шпинделя опущены в показанном направлении координированным образом путем привода соответственно от кулачка в загрузочном устройстве 74 (не показан) и кулачка 60. Через короткий временной интервал после этого рычаг 80, несущий ролик 81, входит в зацепление с выступом 82 на раме 64 станка таким образом, чтобы поднять патрон 4 для изделия в его коническом положении в шпинделе изделия 5, в результате освобождая штуцер 1, при этом подобный способ освобождения характеризует общую практику при функционировании цанговых патронов токарного станка.

Фиг. 5 показывает момент, когда патрон 4 для изделия открыт и вал 75 застопорен в своем движении вниз, тогда как скользящий держатель 6 инструментального шпинделя продолжает опускаться, в результате удаляя штуцер 1 из патрона 4 для изделия, как это показано на фиг. 6, где вал 75 и рычаги 76 загрузчика повернуты на одну половину оборота для установки необработанного штуцера 1а выше патрона 4 для изделия и обработанного штуцера 1 выше загрузочной платформы 78. Только что описанную последовательность операций теперь выполняют в обратном порядке так, что штуцер 1а вставляется в патрон 4 для изделия и готов к обработке, а обработанный штуцер 1 помещен в том же месте на загрузочной платформе 78 и может быть снят рукой или при помощи подходящего робототехнического устройства для соседнего конвейера (не показан).

В процессе описанной полной загрузочной операции, которая занимает 2 или 3 секунды, инструментальный шпиндель 12 продолжает возвратно-поступательное перемещение, тогда как кулачок 34 и индексный механизм 46 временно отключены за счет расцепления элемента 48 муфты с ведущей шестерней 39а. Сразу после этого дальнейшее вращение кулачка 52 с рабочим выступом вызывает приостановку загрузочного цикла и элемент 48 муфты вновь и входит в зацепление с редукционной зубчатой передачей 39 для начала цикла резания.

Специалистам в данной области техники понятно, что многочисленные изменения и/или модификации возможны для настоящего изобретения, как оно описано в соответствии с предпочтительными примерами его осуществления, без изменения существа и объема изобретения, как оно описано. Поэтому настоящие предпочтительные примеры следует рассматривать во всех аспектах, как они показаны и без ограничения объема притязаний.

Claims (5)

1. Станок для обработки долблением глухих пазов, продольно расположенных в центральном отверстии штуцера, содержащий шпиндель изделия, несущий патрон для последнего и установленный с возможностью поворота в шпиндельный бабке инструментальный шпиндель с режущим инструментом, размещенный в держателе с возможностью углового возвратно-поступательного перемещения, при этом ось инструментального шпинделя смещена относительно оси шпинделя изделия и расположена под прямом углом к ней, механизм прямой подачи для возвратно-поступательного перемещения режущего инструмента, средство для отключения указанного механизма и средство для движения шпинделя изделия относительно инструментального шпинделя, отличающийся тем, что шпиндельная бабка установлена с возможностью перемещения вдоль своей оси.

2. Станок по п.1, отличающийся тем, что он снабжен узлом загрузки-разгрузки штуцера, выполненным в виде рычага с захватами и средства, управляющего работой последних.

3. Станок по п.1, отличающийся тем, что шпиндель изделия установлен с возможностью совместного вращения со шпиндельной бабкой, при этом последняя установлена в станине станка в опорах.

4. Станок по пп. 1 и 3, отличающийся тем, что на наружной поверхности шпиндельной бабки выполнена коническая фаска для взаимодействия с конической поверхностью, выполненной в станине станка.

5. Станок по п.2, отличающийся тем, что он снабжен средством для перемещения рычагов с захватами вдоль оси, параллельной оси шпинделя изделия.

Images