устройство для обработки сложных поверхностей деталей

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЛОЖНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ, содержащее два зубчатых механизма, кинематически связанных между собой, при этом шпиндель инструмента установлен на сателлите первого механизма, связанном с центральным колесом и водилом, отличающееся тем, что оба механизма выполнены дифференциальными, водила жестко связаны между собой, а входное звено второго дифференциального механизма соединено с введенным в устройство кулачковым механизмом, а выходное с центральным колесом первого дифференциального механизма.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлообработке и может быть использовано для обработки поверхностей деталей и срезки сварных швов сложной конфигурации (типа эллипса и овала).

Известно устройство для обработки сложных поверхностей деталей, на основании которого установлен планетарный механизм, включающий водило с сателлитом и связанный с механизмом стол для крепления обрабатываемой детали. Устройство также снабжено зубчато-рычажным механизмом, выполненным в виде центрального колеса и поводка с сателлитом, находящимся в зацеплении с центральным колесом, и несущим эксцентрично закрепленный относительно оси его вращения стол, причем центральное колесо жестко связано с водилом, а поводок с сателлитом планетарного механизма. (См. а.с. СССР N 961869, кл. В 23 С 3/00, БИ N 36 от 30.09.82).

Известны устройства подобного же назначения с инструментом, связанным с планетарным механизмом, например устройство, включающее установленное с возможностью вращения водило и сателлит (см. Токарь И. Е. Зубофрезерный станок Рейникер для обработки шевронных колес по методу Баттхера. М. Машгиз, 1933). Однако, известные устройства не обеспечивают оптимальных режимов резания при обработке деталей, что отрицательно сказывается на качестве изготавливаемого изделия и не позволяет дать необходимую производительность.

Известно выбранное в качестве прототипа "Устройство для обработки деталей, очерченных эпи- и гипоциклоидами и их эквидистантами", содержащее инструмент, связанный с планетарным механизмом, включающим установленное с возможностью вращения водило и сателлит. Устройство также снабжено дополнительным планетарным механизмом со сменными центральным колесом и сателлитом, несущим инструмент, причем центральное колесо и водило дополнительного планетарного механизма жестко связаны соответственно с водилом и сателлитом первого планетарного механизма.

Однако известное устройство не обеспечивает обработку поверхностей, очерченных эллипсами и овалами.

Целью предлагаемого изобретения является обеспечение обработки поверхностей, очерченных эллипсами и овалами.

Поставленная цель достигается тем, что устройство содержит два зубчатых механизма, кинематически связанных между собой, при этом шпиндель инструмента установлен на сателлите первого механизма, связанном с центральным колесом и водилом, оба механизма выполнены дифференциальными, при этом водила обоих механизмов имеют жесткую связь, входное звено второго дифференциального механизма соединено с введенным в устройство кулачковым механизмом, а выходное с центральным колесом первого дифференциального механизма.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема устройства.

Устройство содержит привод, расположенный на корпусе 1 и включающий в себя двигатель 2, редуктор 3.

Внутри корпуса 1 расположен дифференциальный механизм 4 с водилом 5. Водило 5 дифференциального механизма 4 установлено с возможностью вращения в корпусе 1. На водиле 5 расположен зубчатый венец 6, находящийся в зацеплении с зубчатым колесом 7, связанным валом с редуктором 3. На сателлите 8 дифференциального механизма 4 на заданном расстоянии от сателлита расположен шпиндельный узел 9 с режущим инструментом 10. Центральное колесо 11 кинематически связано с выходным звеном (зубчатое колесо 12) дополнительного дифференциального механизма 13.

Водило 14 дополнительного дифференциального механизма 13 с расположенными на нем зубчатыми колесами 15 жестко связано с водилом 5 дифференциального механизма 18.

Кулачок 19 связан с валом 20 с зубчатым колесом 21, которое находится в зацеплении с зубчатым венцом 6.

Устройство содержит также элементы кинематической цепи вращения инструмента и вертикальной подачи (не показано).

Устройство для обработки сложных поверхностей деталей согласно предлагаемому изобретению работает следующим образом.

Режущий инструмент 10 имеет возможность вращения вокруг оси, вертикального осевого перемещения от соответствующих кинематических цепей (не показано) и движения по контуру соответствующей детали. Движение по контуру детали осуществляется сложением двух движений:

вращения водила 5 дифференциального механизма 4 вокруг оси по цепи: двигатель 2 редуктор 3 зубчатое колесо 7- зубчатый венец 6, закрепленный на водиле 5;

вращение шпиндельного узла 9 совместно с сателлитом 8 осуществляется обкатыванием вокруг центрального колеса 11 в результате вращения водила 5.

Вращение кулачка 19 кулачкового механизма 18 осуществляется зубчатым колесом 21 через вал 20 при вращении водила 5 с зубчатым колесом 6. Угловая скорость центрального колеса 11, которое связано с зубчатым колесом 12 дополнительного дифференциального механизма 13, зависит от угловой скорости зубчатого колеса 16, связанного с коромыслом 17 кулачкового механизма 18, и угловой скорости водила 14, связанного с водилом 5 дифференциального механизма 4.

Соотношения между угловыми скоростями сателлитов 8 с расположенными на них шпиндельными узлами 9, водила 5, коромысла 17 кулачкового механизма 18 могут быть найдены из следующего уравнения:

₁=1 + где ₁ угловая скорость сателлита 8;

₂ угловая скорость коромысла 17 кулачкового механизма;

_h угловая скорость водила 14;

Z₁₁ число зубьев центрального колеса 11;

Z₈ число зубьев сателлита 8;

Z₁₆ число зубьев зубчатого колеса 16;

Z₁₂ число зубьев зубчатого колеса 12;

при ₂ 0 _{1 h}, что соответствует движению центра инструмента по эллипсу с параметрическим уравнением:

Х (R + r) cos , где 2 (R + r) большая ось эллипса,

Y (R r) sin 2 (R r) малая ось эллипса,

угол поворота водила первого дифференциального механизма;

R расстояние между осями сателлита и центрального колеса;

r расстояние между осью шпинделя в сателлите.

При ₂ 0 центр инструмента движется по траектории, определяемой профилем кулачка кулачкового механизма (по овалу).