Резьбонарезной станок

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 50876 А 1 236 ИЕ ИЗОБ ПИ ЕТЕН АВТОРСКО ТЕЛЬСТВУ 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1060362, кл, В 23 6 1/16, 1982.(57) Использование: резьбонарезной станокпредназначен для нарезания точных резьб,Это достигается за счет компенсации зазора по опорной поверхности инструментального шпинделя, Сущность изобретения.резьбонарезной станок содержит полый приводной шпиндель 2, установлены инструмен 1, пружина 7, втулка 8 гайкой 10. За Счет осе гайки 10 и втулки 8 пру При сжатии пружины из клона поперечного сечен имеющего форму прави ника, При этом крайние т пружины перемещаются правлении, что компенси наружной поверхностью ным шпинделем, а также поверхностью пружины ным шпинделем, 6 ил. в полости которого тальный шпиндель с регулировочной вого перемещения жина 7 сжимается. меняется угол наия витка пружины, льного многограночки сечения витка в радиальном нарует зазоры между пружины и привод- между внутренней и инструментальИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в прецизионных реэьбодоводочных, реэьбонарезных, сверлильных и расточных станках.Цель изобретения - повышение точности обработки реэьб за счет компенсации зазора по опорной поверхности инструментального шпинделя,На фиг. 1 представлена опорная часть шпиндельного резьбонареэного станка; на фиг. 2 - положение витка пружины и поперечного сечения витка при недеформированной пружине; на фиг. 3 - изменение положения витка пружины и поперечного сечения при сжатии пружины; на фиг, 4 - схема радиального перемещения полюса 0 поперечного сечения витка в продольной плоскости при сжатии пружины; на фиг, 5 - схема радиальных перемещений точек А и В многогранного поперечного сечения витка при вращении их вокруг полюса 0; на фиг. 6 - размерная схема шпиндельного узла при наличии зазора в опоре В и при его отсутствии,Опорная часть шпиндельного узла реэьбонареэного станка содержит инструментальный резьбовой шпиндель 1,. установленный концентрично с зазором в приводном шпинделе 2, на консольном конце которого установлены шкив 3 ременной передачи и зубчатое колесо 4, соединенные с приводным шпинделем через силовой элемент - скользящую шпанку 5, которая установлена неподвижно относительно приводного шпинделя 2 и с возможностью осевого перемещения относительно инструментального шпинделя 1. В зазоре между инструментальным шпинделем 1 и приводным шпинделем 2 концентрично им установлен центрирующий элемент 7, выполненный в виде витой пружины сжатия с осевой фиксацией одного из ее концов в приводном шпинделе 2, Другой конец пружины 7 выполнен с возможностью контакта со втулкой 8, содержащей сквозной паэ 9 для скользящей шпонки 5. Другим концом втулка 8 установлена с воэможностью контакта с регулировочной гайкой 10, Гайка 10 расположена на приводном шпинделе 2, который установлен на подшипниках 11, являющихся его опорой.Вторая опора инструментального шпинделя (не показано) установлена в приводном шпинделе, аналогичном приводному шпинделю 2, и является резьбовой фиг.6),Опорная часть шпиндельного узла работает следующим образом.Вращение от электродвигателя (не показано) через шкив 3 ременной передачи и шпонку 5 передается одновременно и с одинаковыми окружными скоростями инструментальному шпинделю 1, приводному шпинделю 2, установленным на нем зубча тому колесу 4 и регулировочной гайке 10, атакже установленным в зазоре между шпинделями 1 и 2 пружине 7 и втулке 8. Инструментальный шпиндель 1 совершает вращательное движение с заданной окруж ной скоростью от электродвигателя и посту-.пательное движение от перемещения в, резьбовой опоре. При этом инструментальный шпиндель 1 имеет только продольное перемещение относительно приводного 15 шпинделя 2 пружины 7, втулки 8 и скользящей шпонки 5.Настройку опоры инструментальногошпинделя производят следующим образом (фиг, 1). Осевым перемещением регулиро вочной гайки 10 обеспечивают сжатие пружины 7 и выборку зазоров соответственно между внутренней поверхностью приводного шпинделя 2 и наружной поверхностью пружины 7 и между наружной поверхностью 25 инструментального шпинделя 1 и внутренней поверхностью пружины 7. Это происхо.дит следующим образом (фиг. 3). При сжатии пружины 7 след плоскости витка 0 - 0 в продольном сечении изменяет свое по ложение, а именно меняется угол наклонаследа плоскости витка к оси пружины 7; первоначальный угол наклона у изменяется на угол у 1, При этом сечение витка пружины 7 поворачивается относительно точки 0 пере сечения диагонали АВ сечения витка с окружностью среднего диаметра пружины Оср, называемой полюсом 5.0. Точка В, являющаяся наиболее удаленной от полюса О точкой сечения витка на внутреннем диа метре пружины Оу, и точка А, являющаясянаиболее удаленной от полюса 0 точкой сечения витка на наружном диаметре пружины Рнер, совершают вращательное движение вокруг полюса О, При повороте 45 плоскости витка пружины на уголй =у - у 1 точки А и В, поворачиваясь на этот же угол вокруг полюса О, имеют радиальные перемещения относительно среднего диаметра пружины Ьд и Лв . Радиальные 50 перемещения Ьв компенсируют зазормежду наружной поверхностью инструментального шпинделя 1 и внутренней поверхностью пружины 7, а радиальные перемещения Ьд - между внутренней поверхностью приводного шпинделя 2 и наружной поверхностью пружины 7.Изменение следом плоскости витка 0 -О своего положения при сжатии пружины 7 способствует изменению положения точекзп (у -а Й7)рничным условидав ЬоП риа Лен по внутры 7 при повор р = агссоз Другим гр условие: Ьв = пенсации зазо хности пружин угол аЬв =Ь тс ем явл полной ерннеи и те вит 55 а на среднем диаметре пружины 7, а именно, полюс О радиально удаляешься от оси пружины 7 в точку 0 на величину Ло при повороте следа плоскости витка 0 - 0 пружины 7 на угол а(фиг, 4). При этом сечение витка (фиг. 5 5) имеет поворот относительно полюса 0 на тот же угол а, в результате точка В имеет радиальное перемещение вниз относительно полюса О, а точка А - радиальное перемещение, вверх относительно полюса О. 10 Таким образом общее радиальное перемещение точки А составит сумму перемещений: перемещения точки 0 на средней диаметре при сжатии пружины 7 -А, и перемещения точки А от вращения вокруг по люса 0 - ЛадЬд =Ь +Ьагде значения да в общем случае, например, при использовании формы сечения витка в виде трапеции, определенные для точек А и В, не равны друг другу, Для формы сечения витка, представленной на фиг. 3, 4 (параллелограмм) Йц = Ьав = Ак.Общее радиальное перемещение точки 25 В:Ьв = й - ав.При этом возможны варианты, когда;1, Ь Ьав, Ьав О2 о = ав, Ъ = О, т. е. радиальное 30 перемещение точки 8 равно нулю.3. ь ( дав , давО, т, е, имеет место компенсация зазора.Это зависит от положения и величины радиуса-вектора р (фиг. 5) с полюсом 0 в 35 точке пересечения диагонали АВ сечения витка с измененной окружностью среднего диаметра пружины. Рассчитаем предельное значение полярных координат полярной оси р, при которых конструкция будет ра ботоспособна, т, е, при которых давО, и зазор по внутренней поверхности пружины 7 компенсируется при ее сжатии, Для этого в качестве граничного условия используем условией =авТогда:Таким образом при заданном значении рдля обеспечения работоспособной конструкции, т. е. конструкции, обеспечивающей компенсацию зазора (в том числе, частичную) по внутренней поверхности пружины 7, угол р должен изменяться в пределах; от ф = агс созз п(у -- ) --а,й а 2 р 2 до вна,зи а+ 1 - соза (у 2 = агссоР а 2При этом значение р 1 не должно включаться в диапазон изменения угла р, так как при этом радиальное перемещение равно нулю, т. е, р 1р 9 щ. При заданном значении Лен расчетное значение угла р позволяет рассчитать й построить сечение витка пружины, который при повороте на угол а полностью компенсирует зазор по внутренней поверхности пружины 7. При этом целесообразно вести расчет по максимальному значению зазора Ьн и сэр. что гарантирует полную компенсацию зазоров по внутренней поверхности и наружной пружины 7. При этом Ьвр =о оовф+ р) +вв-фон+о-щЖП р и м е р. Пусть пружина сжатия имеет следующие характеристики Оср = 50 мм; шаг т = 16 мм, р = 3 мм, пружина установлена на инструментальном шпинделе по посадке Н +0,007 уо,4 пусть предельное состояние пружины характеризуется зазором между витками, соответствующим расстоянию между полюсами двух соседних сечений витков 13 мм, Тогда предельное положение витка соответствует углу подъема витка у 1 (фиг. 2):13 у 1 = аго 1 о з 1 о 5 - 4,7Угол подъема витка пружины в недеформированном состоянии: У = агс 1 Ц -1-;50 -- 5,916угол Тогда а== 28 = 0,49 радзазора на сторону попружины Ар .р+ й во(у - ) 3 - 0 При этом значениенаружному диаметруаЬнар = 9 соз( - +240 45 50 Критический угол наклона полярной р 1 = агссоз- зп(у - ) -й,. а аР= 40 =0,7 рад.Фактический угол наклона полярной Ьнар =3 соз(0,6 +28 ) +зп 1,2 О + (1 - соз 1,2 О)- 0399;2 Ьнар = 0,2 мм,Н 10 +0,1.что соответствует посадке ф 50при максимальном гарантированном зазоре 0,2 мм.Таким образом, для заданной посадки по внутреннему диаметру пружины с указанными характеристиками необходимо обеспечить сечение витка пружины с длиной полярной оси Р=. 3 мм и наклоном ее к оси пружины р - (0,7; 0,49) рад, при этом полная компенсация зазора имеет место при р=0,49 рад.Формула изобретения Реэьбонарезной станок, содержащий привод вращения, кинематически связан 5 10 15 20 5 ный с полым приводным шпинделем, инструментальный шпиндель, установленный в полости приводного шпинделя с возможностью осевого перемещения и связанный с ним посредством скользящей шпонки, жестко закрепленной в приводном шпинделе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности нарезания резьбы, станок снабжен регулировочной гайкой, установленными в полости приводного шпин-. деля концентрично инструментальному шпинделю пружиной и втулкой с продольным пазом, посредством которого втулка взаимодействует со скользящей шпанкой, причем один конец пружины предназначен для взаимодействия с приводным шпинделем, а другой конец - для взаимодействия с торцом втулки, установленной с возможностью осевого перемещения от регулировочной гайки, при этом витки пружины в поперечном сечении имеют форму правильного многогранника и критическое значение суммарного угла поворота поперечного сечения витка о при сжатии пружины определяется из условийу 1 г р = агссоззп(у -- ) --ай а 2 Р 2Лент т+ в), --О Осгдеа=у - у; й: =. ю2 ЗсозуР - радиус-вектор сечения витка пружины с полюсом в точке сечения диагоналисечения витка пружины со средним диаметром пружины;уиу 1- углы подьема витка пружины внедеформированном и деформированном состояниях;а- угол поворота поперечного сечениявитка пружины в продольной плоскости;. Лен- величина максимального зазорамежду инструментальным шпинделем ивнутренней поверхностью пружины;а величина максимального зазора между наружной поверхностью пружины и приводным шпинделем Аар определяется изматематической зависимостиЛиар = осоз(р + ф) +а аТСС Пройэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 2648 , ВНИИПИ Госуд Тираж венного комит 113035,Москв