Резьбовой копир металлорежущего станка

(Гвн приЕ 1,11 эоасетение относится к станкостроению и может быть использовано в прецизионных резьбодоводочных, резьбонарезных,сверлильных и расточных станках,Известен резьбовой копир металлорежущего станка, содержащий инструментальный шпиндель с винтовой нарезкой,.установленный концентрично в ходовойгайке. выполненной в виде зубчатого колеса, с возможностью вращения и осевого перемещения относительно нее.Наиболее близким техническим решением к предложенному является резьбовойкопир металлорежущего станка, содержащий инструментальный шпиндель с резьбофвой наружной поверхностью, установленныйконцентрично в приводном шпинделе свозможностью вращения от крутящего момента и осевого перемещения по нему исопряженный с ним по резьбе, выполненной на внутренней поверхности приводного шпинделя.Однако в указанных конструкциях отсутствует компенсация осевых (боковых) зазоров в резьбовом соединении, а также,радиальных зазоров, в связи с чем имеютместо существенные погрешности подачиинструмента и соответственно погрешности шага, диаметра и угла профиля нарезаемой резьбы.Целью изобретения является повышение точности обработки резьб,Поставленная цель достигается тем, чтов резьбовом копире металлорежущего станка внутренняя резьбовая поверхность приводного шпинделя выполнена в виде витогоупругого элемента, связанного жестко сприводным шпинделем силовым элементомв плоскости действия крутящего момента, ион дополнительно снабжен прижимным узлом, содержащим контрящую реэьбовуюкрышку с возможностью осевого перемещения по приводному шпинделю и контактирующую с ней по торцу втулку, установленнуюконцентрично и свободно в зазоре междуинструментальным и приводным шпинделями и контактирующую другим концом с упругим элементом с оптимальным числомрабочих витков,где Таам - момент, прикладываемый к контрящей резьбовой крышке;1 - коэффициент трения между опорной поверхностью витка упругого элемента и втулкой; 1- условная длина витка в плоскости егорасположения,К 1 - коэффициент неполноты площади контакта упругого элемента со втулкой;, Ь - вероятностное значение бокового зазора в резьбе;ган, гвнут. - радиусы, соответствующие наружному и внутреннему диаметрам упругого элемента;у- угол наклонавитка упругого элемента;Е - жесткость витка при изгибе, а зазор между наружными поверхностями упругого элемента и инструментального шпинделя выполнен равным 20 а й,.=К 2(/3 - ) 25где К 2 - коэффициент пропорциональности диагонали впадины резьбы шпинделя восевом сечении р 1 и высоты боковой поверхности сечения витка упругого элемента/а 30К = р 2/р 1; ей- угол профиля резьбы;Р - угол, определяющий положение ди-. З 5 агонали впадины;ф- угол поворота сечения витка в пределах бокового зазора;при этом направление резьбы контрящей крышки совпадает с направлением "0 свивки упругого элемента, и профиль сечения витка упругого элемента выполнен по форме профиля ходовой резьбы инструментального шпинделя. Неизвестно выполнение резьбовой поверхности приводного шпинделя в виде витого упругого элемента, соединенного с ним силовым элементом. Известно выполнение ,прижимного узла в виде втулки и контрящей 50 гайки, однако неизвестно соединение этогоузла с резьбовой поверхностью приводного шпинделя, чтообеспечивает эффект компенсации радиального зазора в резьбе путем поворота сечения витка при сжатии 55 пружины и прв обеспечении момента в направлении и свивки упругого элемента; неизвестно выполнение резьбовой поверхности приводного шпинделя с числом рабочих витковВВ:= 20 где р - угол, определяющий положение диаГОнали впадины; Й уГОл профиля резьбы, - угол поворота сечения витка в пределах 25 бокового зазора А Иэ формулы +) 113 менение положения сечения Витка уп- ОуГОГО элемента:3 В Г 1 ределзх Зазора упри Обеспечении амента Т;.:В наг 1 равлении свивки способствует увеличени 1 О диаметра упругага элемента при выполнении этого сечения В форме многоугольника, 6 данном (,лучце для компенсации,)адиал 5 ьф, О эаэара п)и Одновременной (Омпенса,д" бака- ВО 1 О 333 арл первь 1 Й 17,: )ке:1 быь Выполнен )У 1 К 15 ИНВЛ Ь 1 О 3 ВЯИСИ с.М ОТ ;д(1 "-ГОсмт 1)1 дь; процесс О; 1 авременна к,Г 1 е 11- (,ации Оздиал;ных и Оакавьзх заэа 1 рас РЯ 51 рапецеи: льна ре 31,бь;, Г 1 усть паи ОПОО(идыцании сече- и 51 Витка упруГОГО элемен" Гс. Л ВРВЩЕНИЕ ЕГО ОСУЩЕСТВГ 1 ЯСТСЯ Относительна тачки д (см, р 1 иг. 5), Огда ра диус-цктпр контактной точки А бакацай паве 7 хнас 7 и реэьаы - р 1.,Цля удабс; Ва 17 ас 1 етав пимам р 1=01 А, Паи этом Вь 1 бирагс; боковой зазор А Одновременна тац 1ка Б перемещается В точку В и происходит компенсация зазора дзд. Радиус-Вектор точки В наружной поверхности упругага 351 сме.-та, ,(72, Для кз)кдай 1(ан 1(ретнОЙ ф И 5 у Р 1 М Н О Г О У ГО Л Ь Н И( 3 В С Е1 Е Н Ь 1 И В 1 5 К с) У Г 1 Г)уГОГО элемента им(7(т места Опреде 1 епнаеОаНс 1 Е 1 ИЕ МЕ(д Ри2 КОТООЕ а 15 а ;(яэтся каэффици.нтам прапарцианальна". 7 ектОРОВ Е; С 7 гкуда рдд К 2 р 18 п 2,О 1 0 адинь 1 резьбы В ОсеЙ павеахнасти зиГка В ПОПЕРЕЧНОМ СЕЧЕ 71 диагональ ВпНИИ;В ы са-. а ба коцо7 ЭЛЕМВНТВ 55 Т-:.,:Им чину Веро личине, р то при ск грузкай Рсеч УГОГ НИ:- Т 1авнаг(1 при услсвии отсутствия раскрытия стыка по торцу моменту Т(5), так как при невыполнении этого условия числа рабочих витков, подсчитанное по формуле (2), не будет иметь смысла(из-за торможения, например, нескольких из них). Условие свободного перемещения тела витка упругого элемента 3 по резьбе инструментального шпинделя 1 будет иметь место в том случае, если энергия О, необходимая для закручивания пружины на угол О в пределах, соотВетствующих компенсации зазора Ь больше, энеРгии Осде, необхоДимай Длл сдвига каждага витка па резьбавой поверхности. Расчеты паказыва 5 от, что для реального числа витков упругого элемента 1,В пРеДелах Да 10) соотношение (7Осдц., сохраняется, т,е, ни один из витков не будет тормозиться дефармацианными нагрузками при закручивании упрутаго элемента ),Это жв соотношение са" раняется длярасстояний ВВ и АА: ВВ,АА=К 2("), так как ЬОВВ и ЬОАА подобны) 1+-у при повороте всех точек витка на угол д 1.5 Выразим значение Ьрад, - величину радиального зазора через Л- величину бокового зазора: 10 дд -дд 1 Иьиниз-за малости угла а 2 можно принять АА -Ь. Тогда 15, Ь ыо 3: 372(д р ) 31 П,В - 22) я определения значения запишем образом, если обеспечить велиЯтностного зазоРа Ьрд Равной Веассчитанной по формулам (3) и (4), атии упругого элемента 3 пад наи действии крутящего момента2005021 савв в направлении свивки упругого элемента 3 будет иметь место не только компенсация боковых зазоров в резьбе, но и радиального зазора,Если направление момента Тавв. противоположно направлению свивки упругого элемента 3, то сила сжатия витка 3 (см. фиг, 3) и сила й создают равнодействующую нагрузку й, которая способствует прижатию витка к поверхности резьбы шпинделя 1 в том жа направлении, что и нагрузка Р. При этом опрокидывания витка от составляющей В 1 не происходит, т,к. проекция ее на плоскость т 07 является не опрокидывающей, а прижимающей нагрузкой, и зазор Ь не устраняется. Болев того, происходит увеличение зазора Ь за счет сдвига сечения витка вверх по. резьбовой поверхности от изменения его кривизны при действии нагрузки Б, сжимающей тело проволоки упФормула изобретения РЕЗВ БОВОЙ КОПИР МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕГО СТАНКА, содержащий инструментальный шпиндель с выполненной на его наружной поверхности резьбой, предназначенной для взаимодействия с ответной резьбовой поверхностью, выполненной на внутренней поверхности приводного шпинделя, приводную шестерню, установленную на приводном шпинделе при помоци шпонки, отличающийся тем, что он снабжен усановленной на наружной поверхности инструментального шпинделя втулкой и регулировочной гайкой, а резьбовая поверхность приводного шпинделя выполнена в виде винтового упругого эле; мента, один конец которого жестко связан с приводным шпинделем, а другой конец установлен с возможностью взаимодействия с торцом ьтулки, другой торец которого предназначен для взаимодействия с установленной на приводном шпинделе с возможностью осевого перемещения регулировочной гайкой, при этом шпонка установлена в продольном пазу, выполненном в теле винтового упругого элемента, количество витков которого определяется по формуле1 Гг О,ОТввв(Рвн-внуЯ К 1з зТ 1 гвн - гвнут)ЬЕ при 7 где Тэав - крутящий момент, прикладываемый к регулировочной гайке; ругого элемента 3. По этой же причине од.новременно имеет место заклинивание витка упругого элемента относительно приводного шпинделя 2. Заклинивание про исходит на первом же витке со стороны приложения момента Таав и соответствует прессовой посадв. Сам по себе эффект заклинивания не нарушает работоспособности конструкции, Однако изгибающая 10 нагрузка на виток (на фиг, не показано) создает условия отклонения вектора В 1 по отношению к плоскости ХОЕ и отклоняющая нагрузка сдвигает виток вверх по боковой поверхности. При этом зазор 15 Ь увеличивается, В связи с этим эффекткомпенсации бокового зазора в резьбе в рассматриваемом случае не происходит,56) Авторское свидетельство СССР20 М 1060362, кл, В 23 6 1/16, 1982,гвв, гвнут - радиусы, соответствующие25 внешнему и внутреннему диаметрамупругого элемента;- условная длина витка упругого элемента е плоскости его расположения,гвму,30 совуу - угол наклона витка упругого элемента,1 - коэффициент трения между опорнойповерхностью витка упругого элементаи втулкой;К 1 - коэффициент неполноты площадиконтакта упругого элемента с втулкой;Ь - вероятностное значение бокового40 зазора в резьбе;Е 1 - жесткость винта при изгибе,нри этом величина зазора между наружными поверхностями винтового упругого элемента и инструментального шпинделяопределяется по формулеияп-- Р 2Лрад=К 2 Лз л(/3 -у 2где К 2- коэффициент пропорциональностидиагонали впадины резьбы шпинделя восевом сечении р 1 и высоты боковой поверхности сечения витка упругого элемента Ргв Кг=-Р 2IР 1,а - угол профиля резьбы;55 Р - угол, определяющий положение диагонали впадины;- угол поворота сечения витка в пределах бокового зазора:Е = - агссоз- -+ спир, 2005021Составитель Н. ОрлаТехред М.Моргентал рректор М. Демч едактор А. Бер Тираж Подписное НВО "Поиск" Роспатента35, Москва, Ж, Раушскав наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101