Устройство для направленной подачи вспомогательного вещества

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ) М. Кл 23 0 11/10 03.7 Государственный вомнтет СССР о дмвм взобретеоий н открытий(3) УРВ 231/204302, (ЗЗ Опубликовано 15.1182,ллетень 42я 1511,82 53 62-719 088.8) та опубликования опис Иностра Деллинг Клаус, Хахе ВоКарл дед;:фЮ-:,(72) Авторы изобретен фганг и Пэтцольд) Заявител ОЙСТВО ДЛЯ НАПРАВЛЕННОЙ ПОДАЧ ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ВЕЩЕСТВА 54 Изобретение относится к устройст= ву для направленной подачи вспомогательного вещества (ВВ), в частности к зоне резания инструмента или к зоне врезания инструмента в изделие, например у станков.Известны станки, у которых сопла, из которых выходит ВВ, расположены вокруг шпинделя, несущего инструмент, Сопла установлены подвижно и могут смещаться в отдельности вручную, так что выходящую струю можно направлять на смачиваемое место.Недостатком является то, что.струи всех или отдельных Сопел необходимо подрегулировывать .вручную или для каждого сопла отдельно, обслуживаю" щим станки, в соответствии с процессом обработки и его продолжения.Поэтому невозможен автоматический режим работы станка.Следовательно предложено(ВЕ437 739) передвижение подвиж,но установленйого подводящего трубопровода для дополнительного вещества двигателем, управляемым в зависимости от движения подачи рабочих сала.зок станка. При условии, что перед началом обработки подводящий трубопровод направляется таким образом, что выходящая струя охлаждающего средства может попасть на передний .корпус сверлильного инструмента,имеется воэможность подрегулировать подводящий трубопровод так, что в основном струя охлаждающего средства направлена к зоне вреэания инструмен та в иэделие. Однако предпосылкой для этого является учет длины сверлильного инструмента и ее применение для позиционирования подводящего трубопровода перед началом процесса сверления. Для этого в предлагаемом решении для станков с устройством для смены инструмента предусматривается щуп, который обмеряет длину инструмента, находящегося в магазине инструмента в состоянии готовности. Позиционирование щупа запоминается, а запоминающее устройство выключает регулировочный двигатель, если позиционирование подводящего трубопровода не соответствует позиционированию щупа. Таким образом, возможен автома тический режим работы станка.Недостатком являются необходимые затраты для щупающего устройства и для дальнейшей обработки таким обра 3 973306эом полученной информации. Кроме того, достаточно точную информацию для регулировочного механизма можно получать только для сверл и им подобных инструментов. Например, у резцовыхголовок информация, полученная щупо-. 5.ванием, не может использоваться дляточного устанавливания подводящего,трубопровода к зоне резания инструмента. Очевидно, предложенное решение ходится цапфа, связанная с поворотно установленным соплом. Направляющая кулисы расположена под углом относительно .оси поворота сопла. При повороте кольца направляющая кулисы смещает цапфу тангенциально относитель 35 но опоры сопла, за счет чего оно вращается вокруг своей оси поворота,С учетом допустимых размеров это 40 решение позволяет пбворот сопел только на относительно маленький уголповорота, вследствие чего струя ВВ может попасть только на относительно маленький участок площади. Однако например, на фрезерных станках применяются инструменты, размеры в направлении оси которых различны, например,сверла и дисковые фрезы. Направление струи ВВ к зоне резания как сверла, так и дисковой фрезы требует относительно большой угол поворота сопла.ФДалее поворот сопла приводит к различным углам попадания струи ВВ на инструмент, эа счет чего в зависимости от угла большее или меньшее количество ВВ отскакивает от инстру 50 55 мента без воздействия, а только частьего воздействует на инструмент. 60 65 Кроме того, с увеличением острого угла между осью сопла и осью инструмента перемещение сопла происходит на более маленький угол, если угол попадания струи ВВ на инструмент непрерывно,слецует смещающей зоне рене предусмотрено для этого, .10Что касается степени использования оказывается, что не выгодноприменить только один отдельныйподводящий трубопровод, в частностипри подаче ВВ под высоким давлением,так как очень много ВВ отскакиваетот смачиваемого места без воздействия, а кроме того, при сверлении ВВможет входить в просверленное отверстие только в интервалах, что обусловлено формой сверла, а именно тогда, когда канавка сверла коротковременно освобождается на месте, на ко.торое попадает струя вспомогательного вещества,Воэможность одновременной и в случае как ручной, так и автоматическойперестановки нескольких сопел иллюстрирует решение, предлагаемое авторским свидетельством 50565808. Здесьцентральное кольцо имеет по однойнаправляющей кулисы, в которой наэания и врезания. Таким образом, требуется механизм с очень точным регулированием.Недостатком этого решения является также то, что оно допускает только совместное перемещение всех сопел.,цля случаев применения, в которых разные струи ВВ попадают на различные зоны, так, например, у инструмента или изделия, решение неприменимо.Недостатки известного решения вызваны применением общей для всех сопел управляющей части и тем, что изменение положения сопел происходит поворачиванием. Применение направляющей кулисы для поворота цапфы допускает только маленький угол поворота при допустимом выборе размеров.Цель изобретения - достижение оптимального использования вспомогательного вещества и при многолезвийных инструментах с помощью его направленной подачи к зоне применения, осуществление распределения вспомогательного вещества также по большим поверхностям, например подача к зоне осевого сечения, а также к определенным зонам заготовки для их охлаждения, или через всю свободную длину более длинных инструментов, создание устройства, обслуживаемого вручную или автоматически, которое одну или несколько струй вспомогательного вещества направляет на точки, находящиеся на различном расстоянии относительно переднего конца шпинделя,причем струя ВВ попадает либо под различным углом, либо под постоянным углом, а при изменяющемся угле струя должна проходить относительно большой диапазон углов. Струи ВВ должны перестанавливаться либо совместно, либо отдельно. Вся конструкция устройства не должна допускать изменение соответствующей струи ВВ из-за возникающих при подаче ВВ под большим давлением усилий.Поставленная цель достигается тем, что по крайней мере одно из сопел является ведомым элементом кривошипно- шатунного или винтового механизма, ведущий элемент которого вручную или с помощью механического привода вращается или откидывается вокруг оси шпинделя изделия или вокруг оси, параллельной или расположенной в радиальном направлении под любым углом к этой оси. При этом сопло может пере. мещаться в зависимости от геометрических соотношений передачи в (или) на передней бабке в радиальном направлении относительно оси шпинделя, причем радиальная плоскость движения располагается на любом расстоянии к центру вращения шпинделя .изделия, или она поворачивается вокруг оси, скрещивающейся с осью шпинделя изделия. Согласно изобретению с помощью кривошип"- но-шатунного механизма сопло шарнирно соединено с его шатуном. Кривошип выполнен как зубчатое колесо с укрепленной со стороны торца цапфой, Шарнирное соединение сопла с шатуном, как и его шарнирное соединение с цапфой кривошипа, происходит с помощью шарнира кривошипа.Каждое сопло имеет такую передачу. Ее привод происходит либо непосред ственно от зубчатого колеса, так что каждое сопло имеет отдельный привод, либо центральным приводным колесом, расположенным преимущественно концентрично шпинделю изделия станка и 15 приводящим зубчатое колесо так,что несколько сопел приводятся в действие совместно с одним центральным приводом.Если решение согласно изобретению выполнено с помощью винтового механизма, то сопло жестко соединено с его гайкой или через поворотный рычажный механизм. Указанная гайка снабжена зубчатым колесом.В этом случае привод предусмотрен либо непосредственно для этого зубчатого колеса,как отдельный привод одного сопла, либо через центральное приводное колесо, как привод нескольких сопел.Целесообразным является применение кривошипно-шатунного и винтового механизмов, приводящих в движение по одному соплу, выполненных по различным параметрам (ход резьбы, размеры кривошипа), так, что исходное движение центрального приводного колеса приводит к различным большим перемещениям отдельных сопел.Другое исполнение устройства получается за счет того, что отдельные 40 .или все сопла имеют различный друг от друга наклон оси их соплового ка- . нала относительно оси шпинделя изделия при исходном положении приводного колеса. Принцип действия устройст ва описывается следующими примерами исполнения. На фиг. 1 показано поворотное сопло как ведомый элемент кривошичношатунного. механизма; на фиг. 2 радиально перемещаемое сопло как ве-. домый элемент кривошипно-шатунного механизма; на фиг, 3 - поворотное сопло как ведомый элемент винтового механизма; на фиг. 4 - радиально перемещаемое сопло как ведомый элемент винтового механизма.Сопло 1 устанавливается поворотно вокруг оси 2 (фиг, 1)и с помощью шарового шарнира 3 в шатуне 4 криво шипно-шатунного механизма, эксцентриковый диск которого выполнен в виде зубчатого колеса 5 и с торцовой стороны является носителем цапфы криво" шипа б. Посредством другого шарового 65 шарнира 7 шатун 4 шарнирно соединен с цапфой кривошипа б. Поворачиваемое вокруг оси 8 зубчатое колесо зацепляется за другое зубчатое коле:о, выполненное в виде конического колеса 9, которое выполнено как центральное приводное колесо, расположенное концентрично оси 10 шпинделя изделия.Если коническое колесо 9 поворачивается на определенный угол вокруг оси 10, то зубчатое колесо 5 также поворачивается вокруг своей оси 8, причем цапфа кривошипа 6 приводится в движение по дуге окружности. шарнирно соединенный с цапфой кривошипа б шатун 4 передает результирующее линейное движение через шаровой шар-.: нир 3 на противоположный от отверстия сопла конец сопла 1, за счет чего оно поворачивается вокруг оси 2.Однако движение кривошипно-шатунного механизма можно осуществлять и отдельно, без центрального приводного колеса,в данном случае конического колеса 9, путем соединения привода и оси 8 зубчатого колеса 5. Сопло 11 (фиг. 2) изображено как ведомый элемент кривошипно-шатунного механизма, перемещаемый вперед в направляющей 12, расположенной в торце передней бабки 13, Сопло соединено с тягой 14, с которой шарнирно соединен шатун 15 кривошипно-шарнирного механизма.С другой стороны шатун 15 шарнирно соединен с цапфой кривошипа 16., которая связана с зубчатым колесом 17, выполненным как эксцентриковый диск.Зубчатое колесо 17 зацепляется своими зубьями с зубьями другого зубчатого колеса 18, служащего в качестве центрального приводного колеса, расположенного соосно оси 10 .шпинделя изделия. Движение центрального приводного колеса,зубчатого колеса 18), вокруг оси 10 приводит во вращение зубчатое колесо 17, за счет чего передвигается цапфа кривошипа 1 б по дуге окружности. Таким образом, через шатун 15 на тягу 14 линейное движение переда.ется соединенному с тягой 14 соплу 11, за счет чего оно передвигается в направляющей 12.Сопло 19 как ведомый элемент винтового механизма поворотно расположено.на оси 20 и противоположным от отверстия сопла концом подвижно соединено с тягой 21, которая с другой стороны соединена с гайкой 22 несущего винта 23. Поворачивание вцнта 23 вокруг его оси 24 приводит гайку 22 в линейное движение, которое через рычажный механизм передается на конец сопла 19 и обусловливает его поворот вокруг оси 20,973306 7 35 40 45 60 Сопло 25,фиг. 4) жестко соединяется сгайкой 26 несущего винта 27.:Винт 27 вращается и опирается на опо"ры 28 и 29 и несет зубчатое колесо,здесь конусное колесо ЗО, последнеевходит в зацепление с другим зубчатым колесом .31, служащим центральнымприводным колесом, расположенным своэможностью поворота вокруг оси 10рабочего шпинделя. Сопло 25 установлено с воэможностью перемещения в направляющей 32, расположенной на тор це передней бабки 33. Для подключе-.ния подводящего трубопровода 34 сопло 26 имеет присоединительную часть35, канал 36 которой входит в канал37 сопла 25.Если необходимо переставить сопло 25, то центральное приводное колесо, (коническое колесо 31), поворачивается вокруг оси 10, причем из-завращения конусного колеса 30 такжевращается винт 27, вследствие чегогайка 26 осуществляет линейное движение, которое из-за жесткого соединения между гайкой 26 и соплом 25 передается непосредственно соплу 25 и осуществляет его перемещение в направляющей 32,У каждого иэ этих и других воэмож".ных вариантов исполнения изобретениявозможно осуществление привода кривошипно-шатунного или винтового механизма, отнесенного к каждому соплукак через центральное приводное коле,со для совместного привода несколькихсопловых .механизмов, так и для каждого соплового механизма отдельно спомощью привода, действующего накривошип и винт непосредственно. Яа чертежах не изображено предпочтительное исполнение линейно передвигаемых сопел 11 и 25, о т л ич а ю щ е е с я тем, что они выполнены с наклоном к оси 10 шпинделя изделия, в этом случае струя ВВ попадает на изделие, принятое шпинделем изделия с углом постоянной величины. Если сопло 11 или 25 перемещается в направляющей 12 и 32, то струя ВВ попадает на инструмент или изделие ближе или дальше от торца передней бабки 13 или 33, но всегда с одинаковым углом, Этот угол выбирается с учетом оптимального использования вспомогательного вещества, таким образом, чтобы по возможности меньшее количество вспомогательного вещества отскакивало от инструмента или изделия без воздействия на них.Вследствие этого уменьшается загрязнение окружающей среды, нагрузка на корпус или устройство для кондиционирования воздуха закрытых машин.Кроме того, оптимальным снабжением ВВ лучше поддерживается процесс обработки резанием,При постоянно повторяющихся одинаковых производственных заданияхсопла могут получать различный наклон к оси рабочего шпинделя, за счетчего струя ВВ каждого сопла в зонеего попадания на инструмент или изделие используется оптимально. Этовозможно как для линейно перемещаемых сопел, так и для поворачиваемыхсопел. Кроме того, поворачиваемые10 сопла можно передвигать в большомдиапазоне поворота, так что зонапопадания струей ВВ может находитьсякак во всей длине инструмента, таки на определенном месте инструмента,5 которое необходимо интенсивно охлаждать, Вследствие возможного отдельного привода сопла его можно использовать также, например, для смазывания поверхностей станка, на 2 О пример для устранения скопленийстружек, котОрые образуют тепловыезоны. Для этого необходимо поворотное сопло постоянно передвигать повсему диапазону поворота. За счет25 отдельного привода имеется возможность выбора определенного положениякаждого сопла относительно инструмента или изделия, так что различнымколичеством сопел можно отвечать саЗО мым различным требованиям в частиподачи вспомогательного вещества.При.этом имеется хороший выбор иэ комбинаций обоих сопловых приводов и возможностей их перемещения,Изобретение позволяет как ручное,так и автоматическое выравнивание отдельных или нескольких струй вспомо,гательного вещества как посредством центрального, так и посредством отдельного привода. Благодаря этому в зависимости от рабочей программыстанка в соответствии с требованиями.процесса обработки, может происходить ручная .иди автоматическая подача вспомогательного вещества в зонерезания инструмента в изделие и кдругим местам на инструменте, иэделиии станке. Таким образом, осуществляется оптимальное поддерживание процесса изготовления и использованиевспомогательного вещества. Вследствие этого возможна работа станка собслуживанием меньшим числом персонала или без него,Формула изобретения 1. Устройство для направленной подачи вспомогательного вещества к зоне резания инструмента или к зоне врезания инструмента в иэделие с соплами, подвижно установленными в (или) на передней бабке станка вокруг оси шпинделя иэделия, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что по меньшей мере одноиз сопел 1, 11, 19 и 25 является ведомым элементом кривошипно-шатунногоили винтового механизма с приводнымколесом 19, 18 и 31, вращающимся либовручную, либо с помощью механическо. -го привода вокруг оси 10 шпинделя изделия или вокруг оси 8, 24, расположенной параллельно к ней, или в ра-.диальном направлении под любым угломк оси 10, а сопло (сопла) 11, 25, 1,19, расположено в направляющей 12, 1032, предусмотренной в (или) на передней бабке 13, с воэможностью перемещения в радиальном направлении к оси10 шпинделя изделия, или поворотавокруг оси 2, 20, скрещивающейся с 15осью 10 шпинделя изделия.2. Устройство по и. 1, о т л и -, ч а ю щ е е с я тем, что сопло 1шарнирно соединено с шатуном 4 криво"шипно-шатунного механизма. 203. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что кривошип кривошипно-шатунного механизмасостоит иэ зубчатого колеса 5 с цап.,фой кривошипа 6, закрепленной с его 25торцовой стороны.4. Устройство по пп. 1-3, о .тл и ч а .ю щ е е с я тем, что шарнирное соединение сопла.1 с его шатуном 4, а также шарнирное соединениеэтого шатуна 4 с его цапфой кривошипа 6 соответственно выполняются в виде шарового шарнира 7.5. Устройство,по п. 1, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что сопло 19,25 связано с гайкой 22 и 26 винтового механизма.6. Устройство по и. 5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что сбпло 19,поворачиваемое вокруг оси 20, скрещивающейся с осью 10 шпинделя иэделия, 1 Осоединено с гайкой 22 через рычажныймеханизм 21,7. Устройство по пп. 5 о т л ич а ю щ е е с я тем, что сопло 25жестко соединено с гайкой 26,, 8. Устройство по одному из пп.5-7,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтовинт 23, 27 несетзубчатое колесо30,. которое входит в зацепление сзубчатым колесом 31,9. Устройство по одному из пп,1-8,от л и ч а ю щ е е с я тем,что каждый из кривошипнО-шатунногоили винтового механизмов, приводящего сопло 1, 11, 19, 25 в движение,связан с центральным приводным колесом.10. Устройство по одному изпп. 1-8, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что несколько кривошипно-шатунных или винтовых механизмов", приводящих соответственно одно сопло 1,11, 19 и 25 в движение, связаны сцентральным приводным колесом 9,18, 31, расположенным соосно шпинделю изделия.11. Устройство по одному иэпп, 1-10, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что отдельные кривошипно-шатунные или винтовые механизмы, приводящие соответственно одно Сопло 1,11,19, 25 в движение, обладают отличающимися друг от друга параметрами.12. Устройство по одному иэпп. 1-11, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что,ось соплового канала в исходном положении приводного колесалибо у всех сопел имеет одинаковыйнаклон к оси 10 шпинделя изделия,либо отдельные сопла имеют особыйнаклон. Признано изобретением по результатам экспертизы, осутцествленной ведомством по изобретательству Германской Демократической республики,973306 Составитель В.Брискинаактор Л.Авраменко Техред М.Коштура Корректор А. Фере каз дписн дУжгород, ул, Проектная,тент илиал ПП 86/14 тирВНИИПН Государспо делам изоб113035, Москва,ж в е 50ного комитета С ний и открытий 5, Раушская наб