Устройство для обработки резьбовых отверстий

(5 риборостронар льство СССР1/20, 1984,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ РЕЗЬБОВЫХ ОТВЕРСТИЙ(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано встанках для сверления и нарезаниярезьбы. Цель изобретения - расширениетехнологических возможностей, повьппение качества и упрощение настройки.Устройство состоит из ведущего 4 и1303302 ведомого 6 шпинделей, соединенных упругим элементом 7 с возможностью поворота и осевого перемещения относительно друг друга. На сопрягающихсяцилиндрических поверхностях обоихшпинделей выполнены кольцевые канавки16, 17, 18, образующие управляющийзолотник, обеспечивающий поступлениерабочего тела в полость 14 силовогоцилиндра подачи и подачу ведущегошпинделя, соответствующую шагу инст 1Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в станках для сверления и нарезания резьбовых отверстий.Цель изобретения - расширение технологических возможностей, повышение качества и упрощение настройки за счет обеспечения возможности использования устройства для сверления отверстий, стабилизации процессов свер ления и резьбонарезания путем автоматического управления величины крутящего момента на инструменте и со - кращения вспомогательного времени на переналадку. 15На фиг.1 показано предлагаемое устройство, общий вид, на фиг,2 шпиндельный блок, поперечное сечение в месте расположения осевых канавок.Устройство содержит корпус 1, в 20 котором установлен шпиндельный блок, состоящий из приводной втулки 2, установленной с возможностью вращения в подшипниках 3, ведущего шпинделя 4, установленного в приводной втулке 2 с возможностью осевого перемещения и связанного с последней шпонкой 5, ведомого шпинделя 6, помещенного в цилиндрическое глухое отверстие ведущего шпинделя 4 и связанного с послед- З 3 ним упругим элементом 7, например, сильфоном, Опорная цилиндрическая поверхность ведомого шпинделя 6 поме - щена во втулку 8, служащую опорой шпиндельного блока, На рабочем конце 35 ведомого шпинделя 6 закреплен инструмент 9 - метчик или сверло. Передача крутящего момента от приводного электродвигателя (не показан) на приводрумента 9. Осевые канавки 20, 21, 22образуют золотник, обеспечивающийвключение управляющего золотника привхождении инструмента 9 в обрабатываемое отверстие. Канавки 23 и 20 образуют дроссель, являющийся датчикомкрутящего момента на инструменте 9,подающим команцу на вывод инструмента при превышении крутящим моментом допустимого значения. 2 ил. 2ную втулку 2 осуществляется ремнем 10 через полумуфту 11, фрикционную электромагнитную муфту 12 и шпанку 13, В качестве приводного двигателя может быть использован регулируемый двигатель постоянного тока. Расширенная часть приводной втулки 2 вместе с помещенным в нее ведущим шпинделем 4 образует силовой цилиндр подачи с внутренней полостью 14, Пружина 15 служит для возврата ведущего шпинделя 4 в исходное положение, На поверхности цилиндрического отверстия в ведущем шпинделе 4 выполнены кольцевые канавки 16 и 17, а на наружной цилиндрической поверхности ведомого шпинделя 6, помещенной в укаэанное отверстие, выполнена кольцевая канавка 18. Расстояние между кромками кольцевых канавок 16 и 17 равно ширине кольцевой канавки 18.Кольцевые канавки 16-18 образуют управляющий золотник, обес-. печивающий поступление рабочего тела в полость 14 силового цилиндра подачи и сообщающийся с ним каналом 19. На наружной цкпиндрической поверхности ведомого шпинделя 6 выполнены также две сообщающиеся Ьсевые канавки 20 и 21, Между ними расположена осевая канавка 22, выполненная на внутренней поверхности шпинделя 4. Ширина осевой канавки 22 равна расстоянию между осевыми канавками 20 и 21. Осевые канавки 20-22 образуют золотник, обеспечивающий включение управляющего зо - лотцика при относительном угловом смещении вецущего 4 и ведомого бшпинделей друг относительно друга, На внутренней поверхности ведущего шпин 3 1303302 4деля 4 выполнена также осевая канав- приводной втулки 2 вращение через ка 23, частично перекрывающая осевую шпонку 5 передается на ведущий шпинканавку 20. Осевые канавки 20 и 23 дель 4 и далее посредством упругого образуют дроссель, являющийся датчи- элемента 7 на ведомый шпиндель 6, ком величины крутящего момента на ин Одновременно рабочее тело, наприструменте. Для подвода рабочего тела мер масло, из насоса 32 через редукк канавкам 16-18 и 20-23 служит под- ционный клапан 34 поступает в расводящая муфта 24, удерживаемая от пределитель 35 . Производят включение вращения скалкой 25 . На внутренней распределителя 35, и масло подается поверхности муфты 24 выполнены кольце 10 через распределитель 36, дроссель 37 вые проточки, сообщающиеся с соответ- и проточку 28 подводящей муфты 24 в ствующими канавками радиальными кана- кольцевую канавку 18 и далее через лами, выполненными в ведущем шпинде- канал 19 во внутреннюю полость 14 силе 4, Проточка 26 сообщается с коль- лового цилиндра подачи, Ведущий 4 и цевой канавкой 16, проточка 27 - с 15 ведомый 6 шпиндели ускоренно перемекольцевой канавкой 17, проточка 28 - щаются в направлении обрабатываемого с кольцевой канавкой 18, проточка отверстия в детали 50, при этом пру - с осевыми канавками 20 и 21, про- жина 15 сжимается.точка 30 - с осевой канавкой 22, про-; В это же время масло по трубопроточка 31 - с осевой канавкой 23, 20 воду 44 и кольцевой проточке 29 посГидравлическая система управления тупает в осевые канавки 21, 20 и 23 и устройства, входящая в привод подачи, кольцевую проточку 31 и сливается по состоит из насоса 32, переливного трубопроводу 46 через дроссель 39, клапана 33, редукционного клапана 34, Так как крутящий момент на инструмендвухпозиционных распределителей 35 и 25 те 9 отсутствует, то проходное сече с электрическим управлением, дрос- ние дросселя, образованного осевыми селей 37-39, реле 40 и 41 давления, канавками 20 и 23, а следовательно, подводящих трубопроводов 42-48 и гид-давление в трубопроводе 46 максиробака 49. сально, при этом реле 41 давленияПозицией 50 обозначена обрабатывавключено.емая деталь. При контактировании инструмента 9Устройство работает следущим об- с поверхностью обрабатываемого отверразом. стия в детали 50 осевое перемещениеПредварительно перед работой уст- ведомого шпинделя 6 приостанавливаройства производится его настройка. 35 ется, Подача ведущего шпинделя 4 проНа электромагнитную муфту 12 подается должается до тех пор, пока на дно его напряжение, при котором крутящий мо- цилиндрического отверстия не упрется мент, передаваемый муфтой, не превы- в торцовую поверхность. ведомого шпиншает предельное значение М , допус- деля 6. При этом давление во внуткаемое прочностью инструмента, Про ренней полости 14 силового цилиндра ходное сечение дросселя 39 регулиру- возрастает и инструменту 9 сообщается ется таким образом, что срабатывание осевое усилие Р . Происходит врезаосреле 41 давления и подачи сигнала на ние поверхностей инструмента 9 в мавывод инструмента происходят при воз- териал обрабатываемой детали 50, при растании крутящего момента на инструэтом на инструменте 9 возникает моменте свыше номинального значения мент резания М , происходит угловое крутящего момента резания М . Дрос- смещение ведомого шпинделя 6 относи- селем 37 устанавливается скорость ус- тельно ведущего 4 за счет деформации коренных подвода и отвода инструмен- упругого элемента 7. Проходное сечета, редукционным клапаном 34 - вели ние дросселя, образованного осевыми чина осевого усилия подачи Р канавками 20 и 23, изменяется незнаПри резьбонарезании в ведомомшпин- чительно, и реле 41 давления остается деле 6 устанавливается метчик 9 необ- включенным. В результате углового ходимого размера. Вращение от привод- смещения осевых канавок 20 и 22 масло ного электродвигателя посредством 55 из осевой канавки 20 поступает в осеОремня 10, полумуфты 11, фрикционной вую канавку 22, кольцевую проточку 30 электромагнитной муфты 12 и шпонки 13 и далее сливается по трубопроводу 45 передается на приводную втулку 2. От через дроссель 38, При этом в трубо3302 25 винчивании. 40 45 50 55 5 130 проводе 45 создается давление, в результате чего включается реле 40 давления, включающее, в свою очередь, распределитель 36, плунжер которого перемещается вверх, перекрывая доступ масла через дроссель 37, проточку 28, кольцевую канавку 18 и канал 19 в полость 14. Ускоренная подача прекращается.Так как ведомый шпиндель 6 смещен вверх относительно ведущего шпинделямасло из полости 14 через канал 19, зазор, образованный кромками кольцевых канавок 18 и 17, проточку 2, трубопровод 43, распределитель 36 и трубопровод 47 сливается в бак 49, Давление в полости 14 падает, ведущий шпиндель 4 смещается вверх относительно ведомого шпинделя 6 до тех пор, пока шпиндели не займут первоначального положения в осевом направлении,при котором кромки кольцевьх канавок 16-18 совмещены и зазоры между ними отсутствуют. Так как упругий элемент 7 в этом положении не деформирован в осевом направлении осевая сила на инструмент 9 не действует,По мере ввинчивания инструмента 9 в обрабатываемое отверстие ведомый шпиндель 6 перемещается вниз, В результате между кромками кольцевых канавок 16 и 18 образуется зазор и масло от распределителя 35 через распределитель 36, трубопровод 42 и протсчку 26 поступает в кольцевую канавку 16 и далее через кольцевую канавку 18 и канал 19 в полость 14 силового линдра подачи, Ведущему шпинделю 4 сообщается осевая подача, Зазор между кромками кольцевьх канавок 16 и 18 увеличивается до тех пор, пока осевая подача ведущего шпинделя 4 не станет равной осевому перемещению ведомого шпинделя 6 при ввинчивании инструмен-. та 9 в обрабатываемое отверстие. Таким образом происходит постоянное отслеживание ведущим шпинделем 4 положения ведомого шпинделя 6 в зависимости от перемещения инструмента 9 в отверстии детали 50. При этом на хвостовик инструмента 9 внешние осевые силы со стороны ведомого шпинделя 6 не действуют.При достижении необходимой глубины резьбового отверстия реверсируют приводной электродвигатель и одновременно выключают электромагнитную муфту 12, исключая тем самым влияние инерционности привода на точность реверсирования, Б момент полной остановки приводного электродвигателя включают электромдгнитную муфту 12, поспе чего приводная втулка 2, ведущий 4 и ведомьй 6 шпиндели начинают вращаться в противоположном направлении, а инструмент 9 вывинчивается из обработанного отверстия, Под действием момента трения при вывинчивании инструмента 9 происхоцит угловое смещение ведомого шпинделя 6 относительно ведущего шпинделя 4, При этом масло в осевую канавку 22, проточку 30 и трубопровод 45 поступает из осевой канавки 21, Реле. 40 давления и распре - делитель 36 остаются включенными, При "вывинчивании" инструмента 9 ведомый шпиндель 6 смещается вверх относительно ведущего шпинделя 4, зазор межцу кольцевыми канавками 16 и 18 перекрывается, перекрывая доступ масла в полость 14. Иежду кромками кольцевых канавок 17 и 18 образуется зазор, через который масло из полости 14 по каналу 19, проточке 27, трубопроводу 43, распределителю 36 и тру -бопроводу 47 сливается в бак 49. Давление в полости 14 падает, и ведущий шпиндель перемещается вверх. Величина,зазора, а следовательно, и скоростьосевого перемещения ведущего шпинделя4 вверх соответствует скорости осевого перемещения инструмента 9 при выПри выходе поверхностей инструмента 9 из контакта с резьбовыли поверхностями отверстия в детали 50 (момент трения равен нулю) ведущий 4 и ведомый 6 шпиндели под действием упругого .элемента 7 восстанавливают первона- чальное взаимное угловое положение, зазор между осевыми канавками 21 и 22 перекрывается, масло из осевой канавки 22 через проточку 30 в трубопровод 45 не поступает, давление в нем падает и реле 40 давления выключается, При этом происходит .выключение распределителей 35 и 36, плункера которых возврдщаотся в исходное положение. Под действием пружины 15 ведомый шпиндель 4 перемещается вверх, вытесняя масло из полости 14, которое сливается в бак 49 через канал 19, кольцевую канавку 18, проточку 28, дроссель 37, распределители 36 и 35 и трубопровод 48, Осуществляется ускоФормула изобретения фГСоставитель Л.КлимовТехред М,Ходанич Корр ктор М.Демчик Редактор А,Огар Заказ 1250/13 Тираж 976 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5.Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 7 13033 ренный отвод инструмента 9 в исходное положение,Устрой"тво позволяет обеспечить автоматический вывод инструмента из обрабатываемого отверстия при превы 5 шении величиной крутящего момента на инструменте номинального значения М . Поворот ведущего шпинделя 4 отРезносительно ведомого шпинделя 6 пропорционален величине крутящего моменО та на инструменте 9. При увеличении крутящего момента уменьшается проходное сечение дросселя, образованного канавками 20 и 23, давление в трубопроводе 46 падает, При возрастании крутящего момента на инструменте 9 свыше номинального значения Мге реле 41 давления выключается и вырабатывает команду на реверсирование электродвигателй и вывод инструмента,20 Так как на осуществление процесса реверсирования требуется определенное время, в течение которого крутящий момент на Инструменте продолжает возрастать, то при достижении им пре дельного значения М происходит проскальзывание фрикционной электромагнитной муфты 12. Это устраняет влияние инерционности привода и времени срабатывания системы управления 30 на надежность предохранения инструмента.При сверлении устройство работает следущим образом.Осуществляется быстрый подвод ин - струмента, как и при резьбонарезании. При врезании инструмента 9 в поверх - ность обрабатываемой детали 50 включение распределителя 36 не произво 02 8дится, При этом осуществляется рабочая подача с осевым усилием Р на инструменте. При достижении необходимой глубины отверстия выключают распределитель 35 и осуществляют ускоренный отвод инструмента, реверсирование приводного электродвигателя при этом не производится. Устройство для обработки резьбовых отверстий, в корпусе которого расположены шпиндельный узел с ведущим и ведомым шпинделями, установленными с возможностью вращения и осевого перемещения относительно друг друга, механизм их подачи в виде силового цилиндра и система управления, о т л и-. ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей, повышения качества и упрощения настройки, оно снабжено упругим элементом, предназначенным для обеспечения упругой связи шпинделей между собой, при этом в ведущем шпинделе выполнено глухое цилиндрическое отверстие, предназначенное для взаимодействия с цилиндрической поверхностью ведомого шпинделя, а на указанных цилиндрических поверхностях ведущего и ведомого шпинделей выполнены связанные с системой управления и с силовым цилиндром с возможностью периодической связи между собой кольцевые канавки, две у ведущего и одна у ведомого шпинделей, и две пары осевых канавок, одна у ведущего шпинделя и одна у ведомого шпинделя.