Патрон для нарізання різьб

Патрон для нарізання різьб, що містить корпус, в котрому розміщений механізм обертального руху шпинделя І механізм зворотньо-обертального додаткового руху шпинделя, виконаний у вигляді гідродвигуна, відрізняючийся тим, що він виконаний у вигляді окремого модуля, механізм обертального руху шпинделя котрого виконаний за допомогою центральних конічних зубчастих коліс, встановлених на підшипниках співвісно до корпусу та зв'язаних поміж собою паразитними конічними зубчастими колесами, встановленими з можливістю обертання на нерухомих вісях, закріплених в часте колесо виконане як одне ціле з корпусом гідродвигуна, у верхній центральній розточці якого виконані радіальні лопаті і упори, між якими розташовані радіальні лопаті шпинделя, влаштованого на підшипниках, підтиснутих торцевими захисними шайбами, і оснащеного у верхній частині радіальними лопатями, і в нижній - хвостовиком квадратного перерізу, а в нижній центральній розточці корпусу пдродвигуна встановлена із можливістю обертання і осьового переміщення, підпружинена відносно корпусу гідродвигуна, піноль, в осьовому отворі квадратного перерізу яко» розташований з можливістю осьового переміщення хвостовик шпинделя квадратного перерізу, а в нижній частині пінопі виконано центральний конусний отвір для кріплення затискного патрона для мітчика, при цьому поміж радіальними лопатями корпусу гідродвигуна, радіальними лопатями шпинделя і торцевими захисними шайбами утворюються замкнені герметичні порожнини, гідравлічно зв'язані через канали в корпусі гідродвигуна. розточки і канали в нерухомих кільцях і канали в корпусі патро 1-J -подібній обоймі, яка встановлена співвісно до на з ЗОВНІШНЬОЮ гідросистемою, забезпечуючи корпусу поміж центральними конічними зубчатими колесами, причому нижнє центральне конічне зуб можливість періодичного сполучення чергуючихся поміж собою замкнених герметичних порожнин з напорною та зливною лдромагістралями. СО Винахід відноситься до машинобудування і може бути застосований на свердлильних, агрегатних верстатах і автоматичних ЛІНІЯХ ДЛЯ отримання різьб при обробці важкооброблюємих матеріалів. Відома різьбонарізна головка (ас. №666017, БВ №21. 1979 p.), яка містить : реверсивний патрон з корпусом, що несе підшипник кочення, зовнішнє кільце якого жорстко зв'язане з корпусом, внутрішнє - з центральною віссю, а сепаратор має пристрій, який запобігає його повороту, причому пристрій оснащений ультразвуковим механізмом, який забезпечує мітчику при нарізані різьби коливання ультразвукової частоти Недоліком цього пристрою є обмежені технологічні можливості, оскільки стрижень мітчика при нарізанні різьби отримує коливання лише ультразвукової частоти і мітчик не може отримати коливальних рухів з іншими частотами. Відомий різьбонарізний пристрій (ас. №1201073, Б8 №48 1985 р ) , який містить : корпус шпинделя, механізм обертального руху шпинделя від гідромотора і механізм періодичного реверсивного обертання шпинделя, котрий виконаний у вигляді роторного гідромотора, що включає вал, зв'язаний з ним кулачковий диск і золотник, який встановлений з можливістю взаємодії з кулачковим диском Недоліком цього пристрою також є обмежені технологічні можливості, оскільки обертання шпинделя передається від гідромотора, що накладає обмеження на частоти обертання, а частота реверсування на один оберт шпинделя настроюється дроселем, що також обмежує можливості регулювання. Найбільш близькою до заявленої за технічною сутністю і досягаемому результату є верстат для нарізання різьби (а. с. №1061947, БВ г*. CO 0> 34673 №47.1983 p.), який містить : корпус, з розміщеним в ньому механізмом обертального руху шпинделя і механізмом зворотньо-обертального додаткового руху шпинделя, виконаного у вигляді встановленого на приводній шестерні гідродвигуна, лопаті якого зв'язані зі шпинделем. В конструкції верстата передбачена копіювальна пара, яка забезпечує нарізання різьби потрібного кроку. • Недоліком цього пристрою також є обмежені технологічні можливості, тому що при встановленні визначеної копірної пари верстат може нарізати різьбу тільки одного визначеного кроку, а при переході на нарізання різьби іншого кроку потрібно попередньо виконати наладку верстата, замінивши копіювальну пару. Це приводить до значних незручностей в процесі експлуатації верстата Крім того, це спеціалізований верстат, який призначений тільки для нарізаний різьб, а не окремий пристрій, котрий може бути використаний на різних верстатах (свердлильних, токарних, агрегатних тощо). . В оснойу винаходу поставлено задачу створення патрона для нарізання різьб у вигляді окремого модуля, який може влаштовуватись на різних " верстатах, шляхом надання мітчику осциляцій і забезпечити нарізання з його допомогою різьб будьякого кроку є матеріалах з різними механічними властивостями, при цьому параметри додаткових зворотньо-обертальних рухів шпинделя і ПІНОЛІ можуть змінюватися в широких межах, що дозволяє оптимізувати параметри процесу нарізання різьб. Суть винаходу полягає в тому, що патрон виконаний у вигляді окремого модуля, який встановлюється в шпиндель базового верстата, при цьому корпус патрона нерухомий і фіксується підтримуючим важілем Механізм обертального руху шпинделя патрона виконаний за допомогою центральних конічних зубчастих коліс, які встановлені на підшипниках співвісно з корпусом і зв'язаних між собою паразитними конічними зубчастими колесами, встановленими з можливістю обертання на нерухомих осях, закріплених в' • И -подібній обоймі, встановленій співвісно з корпусом поміж центральними конічними зубчастими колесами. Нижнє центральне конічне зубчасте колесо виконане за одне ціле з корпусом пдродвигуна, в верхній центральній розточці котрого виконані радіальні лопаті і упори, між якими розміщені радіальні лопаті шпинделя, встановленого на підшипниках підтиснутих торцовими захисними шайбами і забезпеченого у верхній частині радіальними лопатями, а в нижні частині хвостовиком квадратного перерізу. В нижній центральній розточці корпусу гідродвигуна встановлена, з можливістю обертання і осьового переміщення, підпружинена, відносно корпусу гідродвигуна, піноль, в осьовому отворі квадратного перерізу котрої роз. ташований, з можливістю переміщення, хвостовик шпинделя квадратного перерізу. В нижній частині пінолі виконаний центральний конусний отвір для кріплення затискного патрона для мітчика. Між радіальними лопатями корпусу гідродвигуна, радіальними лопатями шпинделя і торцовими захисними шайбами утворюються замкнені герметичні порожнини, гідравлічно зв'язані за допомогою ка налів в корпусі гідродвигуна, розточки і каналів в нерухомих кільцях і каналів в корпусі патрона Із зовнішньою гідросистемою, які забезпечують можливість періодичного зв'язку чергуючихся між собою замкнених герметичних порожнин з напорною І зливною гідромагістралями. Розширення технологічних можливостей патрона відбувається за рахунок можливості нарізання з його допомогою різьб будь-якого кроку в матеріалах з різними механічними властивостями, при цьому параметри додаткового зворотньо-обертального руху шпинделя і пінолі змінюються в широких межах, що дозволяє оптимізувати параметри процесу нарізання різьб. Суть винаходу пояснюється кресленнями: фіг. 1 - патрон, змонтований на верстаті і гідросхема, фіг .2 - осьовий переріз патрона; фіг.З - переріз А-А; фіг.4 - переріз Б-Б. Патрон 1 встановлюється в шпиндель 2 базового ( наприклад, свердлильного) верстата З (фіг.1). До корпусу 1 патрона нерухомо закріплений підтримуючий важіль 4, а на станині верстата З нерухомо встановлена стійка 5. В пінолі 6 патрона встановлено затискний патрон 7 для мітчика 8. Зовнішня гідросистема містить електродвигун 9, гідронасос 10, автоматичний гідророзподілювач 11 з управлінням за тиском в гідросистемі, гідромагістралі 12 І 13, зливну ємкість 14. В корпусі пат- рона розміщені центральні конічні зубчасті колеса 15,16 (фіг.2), встановлені на підшипниках 17,18 співвісно корпусу 1. Конічні зубчасті колеса 15, 16 зв'язані між собою паразитними конічними зубчастими колесами 19 (кількість яких може дорівнювати трьом або більше, в залежності від розмірів патрона), встановленими з можливістю обертання на нерухомих осях 20, закріплених в -подібній обоймі 21, встановленій нерухомо співвісно корпусу 1 між центральними конічними зубчастими колесами 15,16 Нижня частина корпусу 22 нерухомо закріплена до корпусу 1 гвинтами 23. Центральне конічне зубчасте колесо 16 виконане як одне ціле з корпусом гідродвигуна 24, у верхній центральній розточці котрого виконані радіальні лопаті 25 і упори 26 (фіг 3,4), поміж якими розміщені радіальні лопаті 27, шпинделя 28, який встановлений на підшипниках 29.30 Підшипник 29 підтискутий торцевою захисною шайбою 31, оснащеною ущільненням 32 і закріплений в кришці 33, яка нерухомо закріплена до корпусу гідродвигуна 24 гвинтами 34. Підшипник ЗО зовнішнім кільцем встановлений в корпус гідродвигуна 24, а внутрішнє кільце підшипника ЗО підтиснуте торцовою захисною шайбою 35, забезпеченою ущільненням 36. Торцові захисні шайби 31,35 нерухомо закріплені відносно шпинделя 28 І встановлені з можливістю зворотньо-обертального руху у верхній розточці корпусу гідродвигуна 24. Шпиндель 28 мае в нижній частині хвостовик 37 квадратного перерізу. В нижній центральній розточці корпусу гідродвигуна 24 встановлена, з можливістю обертання і осьового переміщення, піноль 6, підпружинена відносно корпусу гідродвигуна 24 пружиною 38 через кільце 39 і гвинти 40 Корпус гідродвигуна 24 центрується відносно нижньої частини корпусу 22 підшипником 41, підтиснутим кришкою 42 через втуп 34673 ку 43, нерухомі кільця 44. 45 і втулку 46 до підшипника 18. Кришка 42 кріпиться до нижньої частини корпусу 22 гвинтами 47. В нижній частині пінолі 6 виконаний центральний конусний отвір 48 для кріплення в ньому конічного хвостовика затискного патрона 7 для мітчика 8. В верхній частині центрального конічного зубчастого колеса 15 виконаний різьбовий отвір 49, призначений для кріплення •зубчастого колеса 15 до шпинделя 2 базового верстата 3. Торцові поверхні лопатіа 25 корпусу гідродвигуна 24 мають ущільнення 50 (фіг. З, 4 ), а лопаті 27 шпинделя 28 ущільнення 51. Лопаті 25,27 і упори 26 розміщені поміж торцовими захисними шайбами 32,35. Лопаті 27 нерухомо закріплені на шпинделі 28, а лопат» 25 нерухомо закріплені в пазах корпусу гідродвигуна 24 У випадку, копи розміри корпусу гідродвигуна 24 і розміри шпинделя 28 завеликі, то лопаті 25 і 27 можуть, встановлюватись в пазах, відповідно, корпусу гідродвигуна 24 і шпинделя 28 з можливістю радіального переміщення за допомогою пружин ( на кресленнях не показані), які встановлені між корпусом пдродвигуна 24 і лопатями 25, а також між шпинделем 28 і лопатями 27 Між радіальними лопатями 25 корпусу гідродвигуна 24, радіальними лопатями 27 шпинделя 28 і торцовими захисними шайбами утворюються замкнені герметичні порожнини 52, 53. Нерухомі кільця 44, 45 мають ущільнений 54,55 Замкнена герметична порожнина 52 гідравлічно зв'язана з гідромагістраллю 12 каналами 56 в корпусі пдродвигуна 24, проточкою 57 в нерухомому кільці 45, канал 58 в нерухомому кільці 45 і каналу 59 в нижній частині корпусу 22. Замкнені герметичні порожнини 53 гідравлічно зв'язані із гідромапстраллю 13 за допомогою каналів 60 в корпусі гідродвигуна 24,проточку 61 в нерухомих кільцях 44, канал 62 в нерухомому кільці 44 і канал 63 в нижній частині корпусу 22. Між торцовими захисними шайбами 31,35 і лопатями 25,26 герметизація забезпечується завдяки радіальним ущільненням, які встановлені в лопатях 25,26 (на кресленнях не показані). В верхній частині пінолі 6 виконаний центральний отвір квадратного перерізу, який призначений для розміщення в ньому, з можливістю осьового переміщення, хвостовика 37 і шпинделя 28 Працює патрон слідуючим чином Патрон завдяки оправці (на кресленнях не показана), що загвинчується в різьбовий отвір 49 центрального конічного зубчастого колеса 15, встановлюється в шпиндель 2, базового верстата 3 (фіг. 1), при цьому підтримуючий важіль 4 впирається в стійку 5 І утримує корпус 1 від обертання при обертальному русі шпинделя 2 базового верстата Центральне конічне зубчасте колесо 15 (фіг. 2), обертаючись разом з внутрішнім кільцем підшипника 17, закріпленого ЗОВНІШНІМ кільцем в корпусі 1, передає обертовий рух центральному конічному колесу 16 через паразитні конічні зубчасті колеса 19, встановленГ з можливістю обертання на нерухомих вісях 20, закріплених в у\ -подібній обоймі 21, яка нерухомо закріплена в корпусі 1 між центральними конічними зубчастими колесами 15,16. Центральне конічне зубчасте колесо 16, отримавши обертальний рух від центрального конічного зубчастого колеса 15, починає обертати, виконаний за одне ціле з колесом 16, корпус гідродвигуна 24, встановлений на пщшипниках 18,41 Внутрішні кільця підшипників 18.41 обертаються разом з корпусом гідродвигуна 24, а їх зовнішні кільця нерухомо зафіксовані, в (повідно, в корпусі 1 і нижній частині корпусу 22, жорстко зв'язані з корпусом 1 гвинтами 23, при цьому осьова фіксація зовнішнього кільця підшипника 41 виконується при підтисненні його кришкою 42, за допомогою гвинтів 47 через втулку 43, нерухомі кільця 44, 45 і втулку 46 до підшипника 18. При обертанні корпуса пдродеигуна 24 разом з ним обертаються радіальні лопаті 25 (фіг 3.4), упори 26, між якими розміщенні радіальні лопаті 27 шпинделя 28 Розташування шпинделя 28 з радіальними лопатями 27 в верхній розточці корпусу гідродвигуна 24 забезпечує утворення замкнених порожнин 52,53, герметичність яких забезпечується ущільненнями 50,51, ущільненнями 32,36 а торцоеих захисних шайбах 31,35 і радіальними ущільненнями між лопатями 25,26 І торцовими захисними шайбами 31,35 { на кресленнях не приведені). Замкнені порожнини 52,53 заповнюються робочою рідиною. При обертанні корпусу гідродвигуна 24 упори 26 приводять в обертальний рух радіальні лопаті 27 і шпиндель 28, який обертається в підшипниках 29,30 при цьому підшипник 29 встановпений в кришці 33, закріпленій до корпусу пдродвигуна 24 гвинтами 34, а підшипник 30 встановлений в корпусі пдродвитуна 24 При обертанні шпинделя 28, його хвостовик 37 квадратного перерізу приводить в обертовий рух піноль 6, яка в свою чергу спонукає обертатися, встановлений в конусний отвір 48, затискний патрон 7 з мітчиком 8 При опусканні обертаючогося шпинделя 2 базового верстата З патрон разом з мітчиком 8 опускається, при цьому відбувається закручування мітчика в обробляєму деталь В подальшому осьовий рух щпинделя 2 закінчується, мітчик працює самозатягуванням, при цьому піноль 6 обертається і переміщується в осьовому напрямку відносно корпусу пдродвигуна 24, стискуючи пружину 38, яка діє на кільце 39 і гвинти 40 В процесі нарізання різьби включають двигун 9, котрий приводить s обертання гідронасос 10, при цьому в пдромапстраль 12 зовнішньої гідросистеми через автоматичний гідророзподілювач 11 подається тиск робочо/ рідини. Оскільки пдромапстраль 12, з'єднана в даний момент з напірною гідромагістраллю гідронасосу 10, з'єднана каналами 58,59, проточку 57 і канали 56 з замкненими герметичними порожнинами 52, то в замкнених герметичних порожнинах 52 тиск робочої рідини підвищується і радіальні лопаті 27 шпинделя 28 починають обертатися відносно обертаючогося корпусу пдродвигуна 24 за годинниковсю стрілкою в межах між упорами 26. В цей проміжок часу робоча рідина із замкнених герметичних порожнин 53 по каналах 60, проточку 6 1 , каналах 62,63 перетікає в пдромагістраль 13 І через автоматичний гідророзподілювач 11 перетікає в зливну ємкість 14. При досягненні радіальними лопатями 27 упорів 26 тиск робочої рідини в замкнених герметичних порожнинах 52 підвищується, автоматичний гідророзподілювач 11 з регулюванням за тиском робочої рідини перемикає гідромагістралі 12 і 13 і тепер тиск робочої рідини подається в замкнені герметичні порожнини ' 34673 53 Під ДІЄЮ збільшеного тиску робочої рідини в замкнених герметичних порожнинах 53 радіальні лопаті 27 шпинделя 28 починають повертатися відносно корпусу гідродвигуна 24 в бік проти годинникової стрілки і доходять до протилежних упорів 26. При цьому робоча рідина із замкнених герметичних порожнин 52 перетікає в зливну є м кість 14 При підвищенні тиску робочої рідини в замкнених герметичних порожнинах 53 вище тиску спрацювання-автоматичного пдророзподілювача 11, останній спрацьовує, посилаючи робочу рідину під тиском в гідромдпстраль 12 І з'єднуючи при цьому гідро магістраль 13 зі зливною ємкістю 14. Цикл роботи повторюється. Герметизація проточек 57, 61 відповідно в нерухомих кільцях 45,44 при неперервно обертаючомуся корпусі гідродвигуна 24 досягається ущільненнями 55.54.. Таким чином, в процесі нарізання різьби, при безперервному обертанні шпинделя базового верстата, мітчик отримує осциляційні рухи, що сприяс інтенсифікації процесу нарізання роьби. При цьому амплітуда осципяцій буде залежати від відстані між упорами 26, а частота осциляцій буде залежати від тиску робочої рідини І тиску настроювання автоматичного пдро розподілювача 11 І може змінюватися в широких межах. Після закінчення процесу нарізання різьби,потрібно змінити напрямок обертання шпинделя 2 базового верстата 3 і викрутити мітчик 8 із утвореної різьби. При викручуванні мітчика зовнішня гідросистема може бути відключена, а, отже, і осциляції мітчика будуть відсутні. Можливе також викручування мітчика 8 при працюючій зовнішній гідросистемі Запропонований пристрій порівняно з прототипом дозволяє розширити технологічні можливості, тому що з його допомогою можливо нарізати різьби з будь-яким кроком (в прототипі при нарізанні різьби з іншим кроком необхідна заміна копірної пари) без заміни будь-яких елементів в самому патроні. Крім того, патрон простіший за конструкцією і може використовуватись на різних верстатах (свердлильних, токарних, агрегатних тощо), в той час як прототип це спеціалізований верстат, призначений для нарізання різьби. Використання зовнішньої гідросистеми дозволяє широко змінювати параметри (зокрема частоту) осциляцій мітчика, що дозволяє дослідним шляхом підібрати оптимальні параметри осциляцій мітчика. ФІГ.1 34673 If /і" " ? 49 *' У, її Фіг. 2 34673 SO Фіг. 4 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03