Верстатний пристрій

Винахід відноситься до машинобудування, а конкретно до пристроїв до фрезерного верстата і може бути використаний при виготовленні глобоїдних машин і редукторів, лопатів і лопаток турбомашин і ряду інших виробів, в яких використовуються або можуть бути використані гвинтові поверхні аксіально-радіально-змінного кроку (АРЗК). Відомо пристрій для фрезерування лопаток коліс турбомашин, включаючий стіл силовий поворотний з розміщеним на ньому вузлом повороту заготовки, причому стіл і вузол повороту заготовки кінематично зв'язані між собою при допомозі копіра і ричагів з роликами. Виконання кінематичного зв'язку між столом і вузлом повороту заготовки за допомогою копіра і ричагів з роликами забезпечує максимально можливий кут повороту заготовки лише до 150° і не дає визначеного передаточного відношення обертання згаданих стола і вузла повороту заготовки, що обмежує призначення пристрою до обробки одного виду виробів і не дає впевненості в геометричній точності виконання гвинтових поверхонь АРЗК. Задача винаходу полягає в створенні верстатного пристрою, забезпечуючого можливість виготовлення різноманітних гвинтових поверхонь АРЗК, з значно вищою їх геометричною точністю і з впевненістю в цій точності. Завдяки тому, що в верстатному пристрої, включаючому стіл силовий поворотний з встановленим на ньому вузлом повороту заготовки, кінематичний зв'язок між згаданими столом і вузлом повороту заготовки виконано за допомогою зубчатих передач, забезпечується максимально можливий кут повороту заготовки більше 360°, що необхідно при виготовленні глобоїдних черв'яків. Також забезпечуються точно визначені і стабільні передаточні відношення між обертанням стола і заготовки, що необхідно при виготовленні глобоїдних машин і редукторів, і що розширює можливість використання пристрою для виготовлення більшої різновидності виробів з гвинтовими поверхнями АРЗК. При цьому виникає більш вичерпна геометрична визначеність цих поверхонь, можливість при проектуванні задавати ці поверхні табличним кресленням, а також спрощується наладка пристрою. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 схематично показано пристрій, на фіг.2 - вид А на фіг.1, а фігури 3 і 4 приведені для пояснення, як за допомогою двох рівномірних обертань, які виконує пристрій, одержуються гвинтові поверхні АРЗК. Показаний на фіг.1 і 2 варіант верстатного пристрою складають: стіл силовий поворотний із нерухомої частини 1 і поворотної 2 і, встановлений на столі, вузол повороту заготовки в вигляді бабок: шпиндельної 3 і задньої 4. Поворотна частина 2 стола встановлена на осі 5, на якій також встановлене зубчате колесо 6, яке може обертатись за допомогою передачі 7, обладнаної лімбом або універсальною ділильною головкою (на схемі не показані). Шпіндель бабки 3 з'єднано з зубчатим колесом 6 через вбудовану в бабці коробку зубчатих передач, серед яких по меншій мірі одна кутова або глобоїдна передача. На схемі також показано вироб 8 в вигляді ротора глобоїдної машини і ріжучий інструмент 9 у вигляді кінцевої фрези. Можливо використання фрез іншої форми, а також - абразивного інструмента. Пристрій може мати і інші конструктивні варіанти. Наприклад, при міжосьовій відстані і діаметрах виробів більших 1 м, зв'язок між осями стола і вузла повороту заготовки доцільно виконати з застосуванням одного чи двох проміжних валів з двома чи трьома парами кутових передач. Може бути застосованим вал з ходовою муфтою для забезпечення можливості переналадки міжосьової відстані. В спеціалізованому пристрої може бути відсутня коробка зміни передач І/або задня бабка. Але для всіх варіантів загальним і необхідним є те, що, з допомогою зубчатих передач, серед яких по меншій мірі одна кутова або глобоїдна передача, здійснюється кінематичний зв'язок при постійних передаточних відношеннях між столом силовим поворотним і встановленим на ньому вузлом повороту заготовки. Відомо гелікоїд - поверхню, описану прямою (твірною), яка рівномірно обертається навколо нерухомої осі (напрямної) і водночас рівномірно пересувається вздовж цієї осі. Можна уявити і таку поверхню, яку утворює твірна "т", обертаючись з кутовою швидкістю w 1 і навколо направляючого кола з центром "0" і радіусом, "а" і водночас пересувається по колу з кутовою швидкістю w 2, причому відношення w 1/ w 2= const. Винайдені емпірично фрагменти таких поверхонь комбінованого обертання мають аксіально-радіальнозмінний крок і використовуються переважно в лопатях осьових двигунів, насосів і рушіїв, взаємодіючих з рідкими і газовими середовищами, де радіальна зміна кроку зменшує градієнти по радіусу складових швидкості потоку за лопатями: небажаної кругової і бажаної повздовжньої, яка, при значному її градієнті, вироджується в небажану поперечну, а аксіальна зміна кроку зменшує втрати енергії на ребрах лопаті. На фіг.3 і 4 показано один Із варіантів такої гвинтової поверхні при w 1=w 2 і при т=а, де показано положення твірної "т" з інтервалом 15°. На фіг.3 показана ця поверхня в площині її напрямного кола, а на фіг. 4 - вид Б-Б на фіг.3. Із креслення видно, що утворена таким подвійним обертанням твірної поверхня є гвинтовою поверхнею АРЗК, так як для всіх точок твірної, які не збігаються з напрямним колом, постійно змінюється результуюча кутових швидкостей: зростаючи на протязі одного піввитка, при русі твірної з віддаленням від центру 0, і зменшується на протязі другого піввитка. При цьому зміни результуючої швидкості для точки твірної тим більші, чим дальше від напрямного кола ця точка знаходиться. Це і зумовлює аксіальну і радіальну зміну кроку. Між поверхнею на фіг.3 і 4 і пристроєм на фіг.1 і 2 є такі відповідності: радіусу "а" відповідає відстань між осьовою лінією осі 5 і віссю вузла повороту заготовки, яка відповідає дотичній до напрямного кола (на фіг.3 і 4 не показана), центру 0 - вісь 5, а твірній "т" відповідає лінія різу Інструменту. В кінематиці пристрою втілено теоретичний метод обертання руху, який полягає в уявній зупинці рухомої ланки механізму при збереженні відносних рухів всіх ланок, які входять в цей механізм. Так, якщо один Із валів редуктора або глобоїдної машини зажати в лещата, а другий вал обертати, то останній матиме два обертання: одне навколо власної осі і друге, разом з корпусом, - навколо зажатого вала. Лещатам і корпусу в цьому прикладі відповідають нерухома частина 1 і поворотна частина 2 стола силового, зажатому валу - вісь 5, а незажатому валу - шпіндель бабки 3. За допомогою даного пристрою можливо виготовлення будь-якого фрагменту гвинтової поверхні АРЗК, для якого тільки може знайтись практичне використання. Після закріплення заготовки в бабках 3 і 4 і встановлення в вихідне положення Інструмента 9 і поворотної частини 2 стола, за допомогою передачі 7 заготовка, при необхідності, обертається на потрібний кут навколо власної осі. Після цього передача 7 стопориться і включаються: привід різання (обертання Інструмента) і привід подачі (на схемі не показано). Завдяки кінематичному зв'язку між столом силовим поворотним і вузлом повороту заготовки з допомогою зубчатих передач, серед яких по меншій мірі одна кутова або глобоїдна, заготовка одержує комбіноване обертання навколо власної осі і осі стола з постійним передаточним відношенням. При цьому ріжучий Інструмент виконує на заготовці гвинтову поверхню АРЗК. 13832