Устройство для токарной обработки поршневых колец

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5405 А 1 5 В 23 В 5/24 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К РСКО Т 8 СВИДЕТЕЛ на токарном-коышение его пром компенсации ых коле нке и по и путе изменяю нтом сил или уплотнительн пировальном ста изводительнос знакопеременно сил инерции моме ния пружин,Поставленна устройство, сод егося момента жатия-.растяжетигается тем, чт основание, дв я цель до ержащее ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 21) 4839441/08(71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им, М,И, Калинина (72) Ю,С. Данилов, А.А. Симдянкин и А,В. Хохлов(56) Молдаванов В.П, Производство поршневых колец двигателей внутреннего сгорания. М.: Машиностроение, 1980, сг 108.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОКАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ(57) Изобретение относится к машиностроению, а именно к станкам для копирнай обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей, например пакетов поршневых или уплотнительных колец. Устройство для токарной обработки колец состоит из копира 1, опирающегося на него ролика 2, закрепленного на плече а двуплечего рычага 3, опирающегося плечом Ь через призму 4 на плечо с двуплечего рычага 5, на плече б которого закреплен режущий инструмент 6. Устройство дополнительно содержит кулачок 9 с цилиндрическим выступом 8, на котором с помощью скобы 13 закреплен Один конец направляющих 7,. другой конец которого соединен с призмой. В направляющих 7 заключена пружина 12, соединенная одИзобретение относится к станкостроению, в частности к станкам для копирной обработки некруглых внутренних и наружных поверхностей деталей, например пакетов поршневых или уплотнительных колец для двигателей внутреннего сгорания.Целью изобретения является уменьшение погрешностей обработки поршневых ним концом с центром масс цилиндрического щупа.11, размещенного в кольцевой проточке 10, выполненной на торцевой поверхности кулачка 9 и имеющей форму средней линии, описываемую соотношениКи ).; ,г ем К (ф) = - Д Йкоп (Р)где д Й 0(р) - приращение радиус-векторов копира; ф (р) - вторая производная отлзакона движения качающегося суппортэ, ф = Т Д Рп (р);- количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт, т - элементарные массы качающегося суппорта; 1; - плечи, соответствую- ф щие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта; А - жесткость пружины; Ь - расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта, а другим концом - с центром масс призмы так, что во время работы устройства, его наладки на определенный типоразмер кольца и регулировки масштабно-копировального механизма для приведения в соответствие формы обрабатываемого (4 кольца требованиям технических условий 1(Я чертежа центры масс щупа 11, призмы и фб. центр вращения кулачка 9 остаются в одной С) горизонтальной плоскости. 7 ил. (Я1745405 5101520 25 В (ф) = - Лйкоп (ф) ч Л Ь 40 чания суппорта; 50 двуплечих рычага, на одном из которых закреплен режущий инструмент, а на другом ролик, предназначенный для взаимодействия с копиром, установленным с возможностью вращения, при этом свободное плечо рычага, несущего режущий инструмент, предназначено для взаимодействия посредством призмы со свободным плечом рычага. несущего ролик, и подпружинено относительно него посредством пружины, дополнительно содержит кулачок с центральным цилиндрическим выступом, соединенным с призмой посредством направляющих, взаимодействующих с цилиндрическим щупом, свободно размещенным в выполненной на торце кулачка кольцевой проточке, форма средней линии которой удовлетворяет соотношению й ф( )1,2. ф р) - вторая производная от закона движения качающегося суппорта, Ф= РВкоп (у);1 - количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт;о - элементарные массы качающегося суп порта;1 - плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта;Л - жесткость пружины;Ь - расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта, при этом центры масс щупа и призмы соединены с концами размещенной в направляющих пружины так, что центры масс и центр вращения кулачка с цилиндрическим выступом лежат в одной горизонтальной плоскости, а привод вращения кулачка выполнен через суммирующее устройство и обеспечивает его синхронное вращение с копиром, Диаметры цилиндрического выступа кулачка, щупа и пружины одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки и внутреннему поперечному размеру направляющих.На фиг,1 схематично изображено. предлагаемое устройство; на фиг.2 - вид А на фиг.1, верхняя направляющая условно снята; на фиг.З - вид Б на фиг.1,увеличено; на фиг,4 - форма копира (кривая ) и форма канавки кулачка (кривая 11) в зависимости от угла поворота; на фиг.5- график изменения момента сил инерции (кривая 11) и момента силы сжатия пружин в прототипе (кривая Н) и предлагаемом устройстве (кривая Н); на фиг.б - график изменения суммарного момента (момента силы давления призмы на свободное плечо двуплечего рычага,несущего ролик) в прототипе (кривая Н 1) и предлагаемом устройстве (кривая Н 1); на фиг.7 - основные элементы качающегося суппорта копирного станка МК, необходимые для расчета примера,Устройство состоит из копира 1, опирающегося на него ролика 2, закрепленного на плече а двуплечего рычага 3, опирающегося плечом Ь через призму 4 на плечо с двуплечего рычага 5, на плечекоторого закреплен режущий инструмент 6. С призмой 4 соединен один конец направляющих 7, другой конец которых соединен с цилиндрическим выступом 8 кулачка 9, имеющего на торце кольцевую проточку 10, форма средней линии которой определяется из соотно- шения где Л Воп (р) - приращение радиус-векто 30 ров копира у (р) - вторая производная от закона л движения качающегося суппорта, причем/) = (ЛВ п(р);- количество элементарных масс, изкоторых состоит качающийся суппорт; гп - элементарные массы качающегосясуппорта; 1 - плечи, соответствующие расстояниюот центра элементарных масс до центра каЛ - жесткость пружины; Ь - расстояние от точки крепления пружины на призме до точки качания суппорта. В направляющих 7 заключены выступающая часть цилиндрического щупа 11, свободно размещенного в кольцевой проточке 10 кулачка 9, и пружина 12, соединенная одним концом с центром масс цилиндрического щупа 11, а другим - с центром масс призмы 4 так, что в течение работы устройства, его наладки на определенный типоразмер кольца и регулировки призмы 4 для получения требуемой формы пакета колец центры масс цилиндрического щупа 11, призмы 4 и центр вращения кулачка 9 (его цилиндрического выступа 8) лежат в одной горизонтальной плоскости, т,е, при изменении положения призмы 4 меняется положение центра вращения кулачка 9 в ту же сторону и на ту же величину. Диаметры ци1745405 т,е. момеНт силы сжатия пружины Мгпи момент сил инерции Мнн будут связаны следующим образом1 МГпр Мин и - Мпр - Мин (2)Вследствие этого уравнение (1) приметвид (учитывая, что моменты результирующих сил резания расточного и обточного резцов взаимно скомпенсированы из-за равномерно, снимаемого припуска): 10Мр = Мс = Ма - Мг,р(на фиг 5 кривая И превращается в кривую И). причем разрыва кинематической цепи рычаг 5 - призма 4 - рычаг 3 - ролик 1 - копир 1 в точках, где Мин = Мопр О, и даже при Мопр0 (пружина 12 работает на растяжение) не происходит иэ-эа того, что М 61МАЙ,р 1, Мб0 и Мр всегда больше нуля,Форма средней линии кольцевой проточки 10 кулачка 9: 25При работе устройства вращательное движение копира 1 посредством ролика 2 преобразуется в качательное движение двуплечего рычага 3, передающего эти движения через призму 4 и двуплечий рычаг 5 на режущий инструмент б,Синхронно с вращением шпинделя станка с закрепленным в нем пакетом 14 обрабатываемых колец и вращением копира 1 вращается кулачок 9 с расположенным в кольцевой проточке 10, имеющей форму средней линии ф(,), с; ,;г В Ь) = ЛВкоп (ф)цилиндрическим щупом 11. Движение центра масс цилиндрического щупа 11 повторяет закон изменения формы средней линии канавки 10. При этом сжатие пружины 12 происходит по закону движения центра масс щупа 11, а направляющие 7, соединенные с одной стороны с цилиндрическим выступом 8 кулачка 9 скобой 13, а с другой - с призмой 4, удерживают центры масс цилиндрического щупа 11 и призмы 4, а также центр вращения кулачка 9 в одной горизонтальной плоскости, Момент силы сжатия пружины 12 Мопр вследствие описанного 55 движения центра масс цилиндрического щупа 11, к которому прикреплен один конец пружины 12, принимает вид, показанный на фиг.5 (кривая Ч превращается в кривую Ч),линдрического выступа 8 кулачка 9, цилиндрического щупа 11 и пружины 12 одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки 10 кулачка 9. Верхние и нижние направляющие 7 соединены посредством скобы 13.Работа устройства осуществляется следующим образом,В начальный момент времени при у= = 0 (для шпинделя, копира и кулачка) неразрывность кинематической цепи рычаг 5 - призма 4 - рычаг 3 - ролик 2 - копир 1 обеспечивается положительным моментом силы тяжести суппорта Ма и Мопр - моментом силы сжатия пружины 12, прижимаемой цилиндрическим щупом 11, расположенным в канавке 10 кулачка 9 к призме 4 с усилием, обеспечивающимся изменением формы средней линии канавки 10; М 4(Ю) Хщ В (ф) = ЛВкоп (ф) -определяется исходя из соображений компенсации моментом силы сжатия-растяжения пружины 12 Мопр момента силы сжатия пружины 12 создаваемого движением плеча Ь рычага 3 и определяемым приращением радиус-векторов копира 1 - ЛВкоп (р)(с противоположным знаком), чтобы компенсировать это движение В 1 (ф) = - Лооп (у) и энакопеременным моментом силы инерции Мнн, определяемого из уравнения (2);- 1 фпр - Мин,4- Р 2 (р) А Ь = + ф (р),Я, пз 1 РТаким образом, В (р) = Й 1 (р) + В 2 (р) и 2ф р)а 1В (уо) = ЛВкоп-Радиус-векторы В (р) при выполнении кольцевой проточки 10 откладываются от центра вращения кулачка 9 (или цилиндрического выступа 8),Формула изобретения 1,устройство для токарной обработки поршневых колец, содержащее основание,два двуплечих рычага, на одном из которых закреплен режущий инструмент, а на другом ролик, предназначенный для взаимодействия с копиром. установленным с возможностью синхронного со шпинделем 5 вращения, обеспеченного суммирующим устройством, при этом свободное плечо рычага, несущего режущий инструмент, кинематически связано посредством призмы со свободным плечом рычага, несущего ролик, 10 и подпружинено относительно него посредством пружины, отл ич а ю ще е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности обработки, оно снабжено кулачком с центральным цилиндрическим 15 выступом, соединенным с призмой посредством введенных в устройство направляющих, цилиндрическим щупом, установленным между направляющими, выступающая часть которого размещена в вы полненной на торце кулачка кольцевой проточке, форма средней линии которой удовлетворяет соотношениюФ 0 Р) Х л 2512=1Л ьгде Ь Воп о) - приращение радиус-векторов копира; у (ф) - вторая производная от закона .Ндвижения качающегося суппорта;1 - количество элементарных масс, из которых состоит качающийся суппорт;в - элементарные массы качающегося суп порта;1 - плечи, соответствующие расстоянию от центра элементарных масс до центра качания суппорта;А - жесткость пружины;.й - расстояние от точки крепления пружины до точки качания суппорта,при этом центры масс щупа и призмы соединены с концами размещенной в направляющих пружины так, что центры масс и центр вращения кулачка с цилиндрическим выступом лежат в одной горизонтальной плоскости, а кулачок кинематически связан с копиром посредством суммирующего механизма с возможностью синхронного вращения,2.Устройство поп,1, отл ича ю щеес я тем, что диаметры цилиндрического выступа кулачка, щупа и пружины одинаковы и равны поперечному сечению кольцевой проточки и внутреннему поперечному размеру направляющих,Ю,Данилоргентал СоставительРедактор Т.Зубкова Техред М.МЗаказ 2347 ТиражВНИИПИ Государственного комитет113035, Москва,рректор А,Осауленко Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР