Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_5701
.pdf
используются одни и те же символы.
Как показано на рисунке, машина включает в себя обычное основание 1, которое служит для поддержки
приспособления, а также вертикально расположенную стойку 2, расположенную около одного конца
основания и снабженную на одной из сторон направляющими 3, на которых скользяще установлены головки 4
и 5, вертикальная регулировка которых может осуществляться соответственно регулировочными винтами 6 и
7. Головка 4 служит для поддержки горизонтально расположенного шпинделя черновой фрезы 8, а головка 5
аналогично поддерживает горизонтально расположенный шпиндель резьбонарезной фрезы 9. Эти два
шпинделя приводятся в движение червячными передачами, зацепляющимися с червяками, расположенными
на вертикальном приводном валу 12 внутри корпуса стойки. Червяки скользят по валу таким образом, что
перемещаются по нему при подъеме или опускании головок, обеспечивая тем самым привод валов режущих
инструментов независимо от положения головок. Разумеется, следует понимать, что между направляющими
вырезается стойка, чтобы обнажить червяки для зацепления с зубчатыми колесами n-го порядка, а головки
также вырезаются по центру рядом с зубчатыми колесами, которые удерживаются от продольного
перемещения на своих валах любым подходящим способом.
Сам червячный вал может приводиться в движение соответствующими коническими шестернями 13 и 14,
установленными соответственно на нижнем конце вала и на главном приводном валу 15, проходящем
горизонтально в основании машины и приводимом в движение через шкив 16, электропривод или другой
подходящий источник энергии.
Различные детали, на которые до сих пор делались ссылки, по форме, конструкции и расположению очень
похожи на детали, предназначенные для выполнения практически аналогичных функций в обычных
вертикальных двухшпиндельных фрезерных станках; следовательно, дальнейшее или более подробное
описание или иллюстрация их были бы излишними, особенно учитывая, что их специфическая конструкция и
расположение могут значительно варьироваться.
Разумеется, следует понимать, что также предусмотрены средства для запуска и остановки машины путем
подачи или отключения питания от вала 15 по мере необходимости. Само приспособление опирается на
основание 20, которое расположено на основании 1 или является его частью на противоположном конце от
стойки и включает в себя основание 22, приспособленное для опоры на основание 20 и крепления к нему
болтами 23, головки которых 24 скользят в подрезанных пазах 25, расположенных поперечно по основанию,
что позволяет перемещать приспособление поперечно при ослаблении болтов и впоследствии фиксировать
его в любом желаемом положении регулировки путем затягивания болтов. Поскольку желательно, как будет
более подробно описано ниже, обеспечить возможность ограниченной вращательной регулировки
приспособления относительно основания 20, я предпочитаю сделать пазы 251 в основании 22
приспособления так, чтобы их стенки соответствовали дугам, прочерченным из точки в центре
приспособления, и расположить механизм для перемещения приспособления поперечно основанию таким
образом, чтобы независимо от положения, в которое может быть перемещено приспособление, оно могло
поворачиваться вокруг указанной центральной точки в любом направлении по дуге, длина которой
определяется длиной пазов.
С этой целью я могу, следовательно, сформировать в основании 20 относительно широкую и глубокую
поперечно выступающую щель 27 и разместить в ней брусок или блок 28, верхняя грань которого находится
на одном уровне с поверхностью основания. Вблизи своей середины эта планка снабжена массивным
вертикально выступающим штифтом 29, который выступает над поверхностью планки и основания и входит в
цилиндрическое гнездо в основании приспособления, образуя таким образом шарнир, вокруг которого может
вращаться приспособление. Конец планки, прилегающий к передней части станка, имеет отверстие и резьбу
для установки поворотного винта 30, который вращательно закреплен в кронштейне 31, прикрепленном
болтами к основанию, так что вращением винта позволяет перемещать его в поперечном направлении.
Конструкция обеспечивает удобный способ регулировки положения крепления на основании и его
перемещения по нему, однако при желании могут быть использованы любые другие подходящие для этой
цели средства.
Конструкция включает в себя полый корпус 85, предназначенный для поддержки полуцилиндрической полой
крышки 36, которая крепится на месте болтами 37. В передней части машины основание корпуса выступает
вперед, образуя коробчатый корпус 351, предназначенный для размещения некоторых элементов рабочего
механизма и закрытый с передней стороны съемной крышкой 38, которая имеет горизонтальные прорези, как
показано на рисунке 39, для прохождения рабочего рычага 40.
Внутри корпуса, горизонтально проходящий через него, расположен полый, по существу цилиндрический
элемент 41, который я называю контейнером и через который проходит труба P, когда она находится в
рабочем положении в машине. Контейнер установлен на соответствующих подшипниках 42,43 в корпусе, и на
его переднем конце, то есть на конце, наиболее близком к стойке 2, он может быть выгнут до в целом
сферической формы для размещения центрирующего кольца 44, наружная поверхность которого имеет в
целом сферическую форму и которое удерживается в контейнере с помощью воротника 45, ввинченного в его
конец. Конструкция такова, что центрирующее кольцо очень плотно сидит в конце контейнера, но способно к
ограниченному универсальному перемещению относительно него. Для того чтобы кольцо могло вращаться
вместе с контейнером, через стенку контейнера проходит штифт 4G, выступающий в паз 47, образованный в
кольце.
Кольцо служит для поддержки патрона, с помощью которого труба или другая деталь закрепляется в станке, и
для этой цели кольцо может быть снабжено выступающим вперед наружным резьбовым наконечником 48, на
котором съемно установлена пластина 49, образующая основание патрона, которое может иметь любую
подходящую конструкцию, показанная на рисунке, включающая множество радиально подвижных губок 50,
которые скользят в пазах пластины и перемещаются вперед и назад вращением рифленого кулачкового
кольца 51, снабженного отверстиями для гаечного ключа для введения подходящего инструмента для
получения необходимого рычага для его вращения и взаимодействующего с роликами 52, установленными на
штифтах 53, закрепленных на губках таким образом, что при повороте кольца в одном направлении губки
будут вдавливаться внутрь, чтобы захватить деталь, а при повороте в другом направлении — отводиться от
нее, чтобы освободить деталь и позволить ее извлечь из станка.
Патроны такого типа имеют хорошо известную конструкцию и широко используются.
Для обеспечения внутренней поддержки стенки трубы или другой конструкции, когда она полая, и для
предотвращения ее раздавливания или деформации зажимными губками патрона, я предпочитаю размещать
внутри трубы вблизи губок расширяющийся элемент, предназначенный для оказания равномерного внешнего
давления на стенку трубы независимо от каких-либо неровностей внутри нее. Я показал фрагмент известного
устройства такого типа, расположенного на конце трубы и предназначенного для поддержки ее стенки от
внутреннего давления зажимных губок и напряжений, возникающих при работе резцов на трубе во время
нарезания резьбы. Устройство включает в себя множество независимо радиально перемещающихся
лопастей 54 и средства для их выдвижения наружу в контакт со стенкой трубы с одинаковым давлением.
Таким образом, следует понимать, что при установке трубы в станок перед нарезанием резьбы сначала в
конец трубы помещается внутреннее опорное устройство, поддерживающее ее стенку, а затем конец трубы
проталкивается через контейнер, центрирующее кольцо и патрон в направлении стойки на подходящее
расстояние, чтобы обнажить конец, который необходимо нарезать резьбу; затем труба прочно зажимается
патроном, чтобы вращаться вместе с ним и, в свою очередь, вместе с контейнером, при этом
противоположный конец трубы поддерживается любым подходящим образом, позволяющим необходимое
вращение трубы.
СОДЕРЖИТ ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ.
Вращение контейнера внутри корпуса осуществляется посредством червячной передачи 60, которая имеет
шлицы внутри контейнера и вращается вместе с ним, допуская при этом продольное перемещение
контейнера относительно него. Эта червячная передача находится в постоянном зацеплении с червяком 61,
установленным на приводном валу 62 контейнера, который имеет цапфы для вращения под контейнером и
проходит поперечно фитингу, то есть перпендикулярно оси контейнера. Для удобства изготовления и сборки
этот вал, вместе с приводным валом с главной гайкой и другими деталями, которые будут описаны далее,
может быть установлен в подходящей раме 63, имеющей такую форму и конструкцию, что после сборки валов
и других деталей в ней рама может быть вставлена в нижнюю часть корпуса через отверстие в его передней
части, которое затем закрывается пластиной 38. Это существенно повышает удобство производства,
поскольку позволяет выполнять необходимые механические работы и сборку гораздо быстрее, чем это было
бы в случае, если бы рама не использовалась, а валы устанавливались непосредственно в корпус.
Червяк 61 закреплен на валу 62 шпонкой таким образом, чтобы всегда вращаться вместе с ним, и снабжен
встроенной полусцепной частью 64, предназначенной для зацепления с двухсторонним фрикционным
элементом 65, скользяще установленным на втулке 66, вращательно расположенной на валу.
Эта втулка также содержит полусцепление 67, предназначенное для зацепления с противоположной
поверхностью двухстороннего элемента сцепления; это полусцепление 67 вращается на втулке, и к нему
прикреплена шестерня 68, так что шестерня и полусцепление вращаются как единое целое.
Рядом с шестерней 68 находится червячная передача 69, закрепленная на втулке. Эта шестерня
взаимодействует с червяком 70, расположенным под валом 62 на конце силового вала 71, который проходит
через стенку элемента и соединен с главным приводным валом 15 посредством карданных шарниров 72,
зубчатой передачи 73, червячной передачи 74 и червяка 75 таким образом, что независимо от положения
приспособления на основании вал 71 будет постоянно приводиться в движение от главного привода машины.
Таким образом, становится очевидным, что при перемещении рычага 40 таким образом, чтобы зацепить
двухсторонний элемент сцепления 65 с полуосью сцепления 64, вращение червяка 61 и червячной передачи
60, а следовательно, и контейнера 41, будет осуществляться от силового вала 71 через червяк 70, червячную
передачу 69, втулку 66 и двухсторонний элемент сцепления, который в указанном положении прижимает
червяк 61 к втулке 66, и, кроме того, что когда двухсторонний элемент сцепления отсоединен от полуосью
сцепления 64 (как показано на рис. 6), червяк 61, червячная передача 60 и контейнер с прикрепленными к
нему частями останутся неподвижными, даже несмотря на вращение втулки 66.
СРЕДСТВА ПЕРЕВОДА КОНТЕЙНЕРОВ.
Поскольку используемый мной резьбонарезной инструмент не содержит шага спирали, для образования
непрерывной спиральной резьбы на заготовке необходимо обеспечить относительное продольное
перемещение заготовки и инструмента при их относительном вращении относительно друг друга, каждый
вокруг своей оси. С этой целью я предусмотрел средства для перемещения контейнера с прикрепленными к
нему частями, включая заготовку, которая оперативно зафиксирована на нем, на необходимое расстояние
относительно инструмента. Этот результат я достигаю, используя мастер-гайку и винт, и предпочитаю, чтобы
шаг последнего, а, конечно же, и шаг гайки был больше шага резьбы, которую необходимо сформировать; так,
например, если резьба должна быть сформирована с шагом 10 на дюйм, я предпочитаю использовать
мастер-винт с шагом 1 на дюйм, чтобы необходимое продольное перемещение заготовки относительно резца
можно было получить путем относительного вращения контейнера и мастер-винта (которые работают как
единое целое) с одной стороны и гайки с другой, на расстояние менее одного полного оборота.
Таким образом, например, при формировании резьбы с шагом в десять витков и использовании главного
винта с шагом один в дюйм, относительное вращение винта относительно гайки, составляющее одну десятую
полного оборота, эффективно для перемещения винта и контейнера в продольном направлении относительно
гайки на одну десятую дюйма, что является величиной, на которую заготовка должна быть перемещена в
продольном направлении относительно резца за каждый полный оборот заготовки для получения желаемой
спиральной резьбы. Одним из преимуществ использования эталонного винта и гайки с резьбой, шаг которой
больше шага формируемой резьбы, является то, что ошибки в эталонной резьбе, вместо того чтобы
непосредственно воспроизводиться в резьбе на заготовке, передаются на нее и воспроизводятся в ней только
в соотношении шага последней к шагу первой, что приводит к значительному минимизированию ошибок в
готовой резьбе; кроме того, на практике обычно проще точно обработать эталонный винт и гайку с резьбой,
витки которой имеют относительно большую площадь поперечного сечения, чем когда витки более мелкие,
как это должно быть, когда они непосредственно соответствуют виткам формируемой резьбы, а в рабочих
условиях большая площадь контакта между резьбами относительно подвижного эталонного винта и гайки
минимизирует износ между деталями.
Таким образом, точность основных резьб, как правило, может быть изначально выше и сохраняться в течение
гораздо более длительного периода времени, что приводит к соответствующей точности резьбы, получаемой
в процессе работы, если шаг основной резьбы больше, чем шаг формируемой резьбы, чем в случае, когда
шаг основной резьбы аналогичен шагу последней.
Поэтому, для обеспечения необходимого перемещения контейнера, я снабжаю его кольцевой основной
резьбой, которая сформирована на внешней поверхности кольца 80, окружающего контейнер и закрепленного
на нем таким образом, чтобы перемещаться вместе с ним. Шаг этой резьбы предпочтительно должен быть
больше шага резьбы, которая должна быть сформирована, например, шаг в одну нить на дюйм, когда
требуется сформировать резьбу с шагом в десять нитей на дюйм на изделии. Главный винт, который может
быть одинарным или множественным и иметь любое поперечное сечение, взаимодействует с
соответствующей кольцевой гайкой 81 с внутренней резьбой, расположенной внутри корпуса и защищенной
от продольного перемещения упорными подшипниками 82 или любым другим удобным способом. На внешней
периферии гайки образована червячная передача, которая постоянно находится в зацеплении с червяком 83,
закрепленным на приводном валу 84 главной гайки, который проходит в раме 63 параллельно приводному
валу контейнера 62 и поддерживается для вращения в соответствующих подшипниках, установленных в этой
раме.
Поскольку по уже объясненным причинам необходимо, чтобы во время работы резьбонарезного инструмента
на заготовке происходило заданное продольное перемещение заготовки относительно инструмента при
каждом обороте заготовки, предусмотрены средства, с помощью которых главная гайка будет перемещаться
через червячный механизм 83 в соответствии с вращением контейнера, но с несколько меньшей скоростью,
если используется главный винт с большим шагом, чем размер формируемой резьбы, так что вращающийся
контейнер будет перемещаться постепенно относительно гайки в продольном направлении. Таким образом
(рис. 6) средство для привода гайки во время формирования резьбы может включать шестерню 85,
установленную на валу 62 и закрепленную на нем шпонкой, а также зацепляющуюся с промежуточной
шестерней 86, расположенной на одном конце втулки 87, вращательно установленной на коротком валу 88,
расположенном между валами 62 и 84 и поддерживаемом в соответствующих подшипниках, причем эта
промежуточная шестерня, в свою очередь, зацепляется с другой шестерней 89, вращательно установленной
на валу 84. К валу 84, прилегающему к заднему концу шестерни 89, прикреплен и способен к ограниченному
продольному перемещению обгонный муфтовый элемент 90, поверхность которого снабжена зубьями
сцепления, взаимодействующими с аналогичными зубьями на поверхности шестерни. Конструкция элемента
такова, что при вращении шестерни через шестерни 85 и 86 от приводного вала контейнера 62,
соответствующие зубья входят в зацепление и блокируют обгонный муфтовый элемент на шестерне 89, при
этом первый постоянно прижимается к шестерне пружиной 91, окружающей вал. Однако, когда сам муфтовый
элемент приводится в движение через вал 84, как описано ниже, зубья муфтового элемента скользят по
зубьям шестерни.
Вращение вала 62 передается на вал 84 через шестерни 85, 86, 89 и обгонную муфту 90 таким образом, что
вал 84 вращается в том же направлении, что и предыдущий, но передаточное отношение шестерен в
механизме спроектировано таким образом, что вал 84 вращается с меньшей скоростью, чем вал 62. Таким
образом, когда шаг главного винта в десять раз превышает шаг нарезаемой резьбы, передаточное отношение
шестерен таково, что вал 84 вращается на девять десятых оборота за каждый полный оборот вала 62, так что
за каждый оборот контейнера, приводимого в движение валом 62, главная гайка, приводимая в движение
валом 84, совершает лишь девять десятых оборота, в результате чего контейнер за каждый полный оборот
перемещается вдоль гайки на расстояние, равное одной десятой шага резьбы. главный винт.
Совершенно очевидно, что, изменяя передаточное отношение зубчатой передачи между валами 62 и 94,
можно легко изменять величину продольного перемещения контейнера за каждый полный оборот, так что, не
меняя основную резьбу, можно получить резьбу с разным шагом на изделии. Поэтому, чтобы облегчить
настройку станка для производства резьбы с двумя различными шагами, я предпочитаю разместить на валу
62 шестерню 851, а на валу 84 — шестерню 891, соответствующую шестерням 85 и 89, но имеющую другое
количество зубьев, чем указанные шестерни, и предусмотреть на другом конце втулки 87 промежуточную
шестерню 861, предназначенную для соединения шестерен 851 и 891 при их размещении между ними. В
данных условиях вал 88 может быть снабжен распорными кольцами 93 и 94, расположенными на
противоположных концах втулки и удерживаемыми на месте установочными винтами; эти кольца служат для
предотвращения продольного перемещения втулки и, в положении, показанном на рис. 6, для удержания
шестерни 86 в выровненном положении относительно шестерен 85 и 89.
B. Благодаря наличию в стенке корпуса отверстия 95, расположенного напротив конца вала, становится
возможным легко вставить инструмент в резьбовое гнездо, образованное на конце вала, чтобы вытянуть его
вдоль и сместить шестерню 861 в положение, совпадающее с шестернями 851, 891, обеспечивая таким
образом привод вала 84 через шестерни 851, 861, 891 вместо 85, 86, 89, что приводит к изменению
относительной скорости вращения двух валов, а следовательно, и контейнера и главной гайки. При внесении
этого изменения, если оно окажется желательным, вместо муфт 93 или 94 можно использовать распорные
кольца подходящей длины, чтобы надежно предотвратить любое продольное перемещение втулки, которое
может привести к выходу шестерен из зацепления. Отверстие в корпусе может быть закрыто в обычном
режиме с помощью съемной крышки 951.
СРЕДСТВА ВОЗВРАТА КОНТЕЙНЕРОВ.
Машина, сконструированная в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления моего
изобретения, устроена таким образом, что заготовка обычно перемещается влево (см. рис. 1, 2 и 4) во время
процесса нарезания резьбы, когда производится правая резьба. На указанных рисунках детали показаны в
том положении, которое они занимают после завершения нарезания резьбы, то есть когда контейнер
переместился влево на необходимое продольное расстояние для нарезания резьбы. Поэтому необходимо
предусмотреть средства для возврата контейнера из этого конечного положения в исходное положение, и
хотя такие средства могут быть любой удобной формы, крайне желательно, чтобы они всегда возвращали
контейнер в одну и ту же точку и останавливали его там, поскольку таким образом движение контейнера во
время нарезания резьбы всегда будет начинаться точно из одной и той же точки для каждого последующего
цикла нарезания резьбы, что обеспечит точность и подобие резьбы, получаемой на последовательных
заготовках.
Поэтому для достижения этого результата я предпочитаю использовать описанные далее средства.
Таким образом, устройство для возврата контейнера сконструировано таким образом, чтобы придавать
контейнеру необходимое движение вперед путем вращения гайки 81, в то время как сам контейнер остается
неподвижным. Вращение гайки происходит в том же направлении, что и во время навинчивания, но
предпочтительно с большей скоростью, чтобы обеспечить быстрый возврат. С этой целью на коротком валу
97 установлена небольшая промежуточная шестерня 96, обеспечивающая постоянное зацепление с
шестерней 68; эта шестерня, в свою очередь, зацепляется с шестерней 98 вблизи переднего конца вала 84 и
фиксируется на нем шпонкой таким образом, что при перемещении двухсторонней муфты 65 вперед для
зацепления полусцепления 67 с шестерней 68 движение втулки 66 передается через шестерни 68, 96 и 98 на
вал 84, заставляя его вращаться в том же направлении, в котором он вращался во время операции нарезания
резьбы, но, предпочтительно, благодаря передаточному отношению только что упомянутой зубчатой
передачи, с несколько большей скоростью и, соответственно, с вращением червяка 83 и главной гайки 81.
Однако, поскольку двухсторонний элемент сцепления теперь не зацеплен с полусцеплением 64, через
которое обычно осуществляется привод вала 62 контейнера, последний неподвижен, тем самым, благодаря
зацеплению червяка 61 и червячной передачи 60, блокируя контейнер от вращения, в результате чего
вращение главной гайки, которая сама не может перемещаться в продольном направлении, передает
контейнеру движение продольного перемещения, перемещая его целиком вперед в положение, которое он
первоначально занимал в начале операции нарезания резьбы. Во время этого обратного движения
контейнера и при одновременном вращении вала 84 через зубчатую передачу 68, 96, 98 зубья обгонной
муфты 90 перекрывают зубья шестерни 89, которая удерживается неподвижно валом 62, при этом пружина 91
достаточно деформируется, чтобы обеспечить этот результат.
В начале цикла нарезания резьбы двухсторонний элемент сцепления 65 вручную перемещается в зацепление
с половинкой сцепления 64 с помощью рычага управления 40, однако желательно, чтобы сразу после
завершения нарезания резьбы элемент сцепления автоматически отсоединялся от половинки сцепления 64 и
перемещался в зацепление с половинкой сцепления 67 (как показано на рис. 9), чтобы обеспечить возврат
контейнера в исходное положение, и, когда это будет достигнуто, чтобы элемент сцепления автоматически
перемещался из зацепления с половинкой сцепления 67 в нейтральное положение между половинками
сцепления, как показано на рис. 6, чтобы остановить движение обоих валов 62 и 84 по завершении цикла
нарезания резьбы; далее будут описаны средства, которые я предпочитаю использовать для осуществления
этого автоматического перемещения элемента сцепления.
Рычаг 40, имеющий форму коромысла, шарнирно закреплен на раме 63 в любой удобной точке на
вертикальной оси 100 и снабжен на своем внутреннем конце хомутом, который шарнирно соединен с ремнем
1.01, проходящим вокруг двухстороннего элемента сцепления обычным способом, так что, хотя элемент
может свободно вращаться внутри ремня, его можно перемещать продольно в любом направлении при
соответствующем воздействии на рычаг. Контейнер 41 снабжен кольцевой канавкой 102 на своей задней
поверхности, в которой расположен ролик 10, 8, вращающийся на рычаге 104, который, в свою очередь,
вращается своим внутренним концом 105 с выступом 106 на раме 63; таким образом, по мере продольного
перемещения контейнера в его корпусе рычаг 104 будет перемещаться вокруг своей оси в горизонтальной
плоскости, и поскольку ролик расположен относительно близко к центру вращения рычага, относительно
небольшое продольное перемещение контейнера из исходного положения в конечное или наоборот во время
цикла заправки приводит к повороту внешнего конца рычага, который выдвинут от своей оси вращения к
передней части корпуса контейнера, на значительно большее расстояние.
Этот наружный или свободный конец рычага соединен посредством шарового шарнира 107 с направляющей
08, которая установлена в направляющей 109, расположенной на полке 110 на стенке корпуса, причем
направляющая способна перемещаться назад и вперед в горизонтальной плоскости и в направлении,
перпендикулярном осям валов 62 и 84, в соответствии с движением рычага 104.
Ползунок снабжен с противоположных сторон выступающими в стороны выступами, которые служат для
поддержки регулируемого упора 112 и регулируемого звена с прорезью 113 соответственно. Упор
предназначен для зацепления с одним рычагом рычажной защелки 114, когда ползунок выдвинут в
направлении стрелки на фиг. 9. Эта защелка шарнирно закреплена на раме 63 в подходящей точке, а ее
другой рычаг снабжен крюком или подобным элементом, предназначенным для зацепления со штифтом или
выступом 115 на рычаге 40, когда последний выдвинут в противоположном направлении, чтобы зацепить
двухсторонний элемент сцепления 65 с половинкой сцепления 64. Пружина 116 расположена таким образом,
чтобы постоянно тянуть крюкообразный рычаг защелки вперед, чтобы привести его на путь штифта, за
исключением случаев, когда он смещается назад при зацеплении регулируемого упора с другим рычагом
защелки, как описано выше.
Регулируемая тяга 113 снабжена пазом 11.31, в который входит штифт 117, установленный на рычаге, так что
при зацеплении штифта за любой из концов паза дальнейшее перемещение тяги в одном или другом
направлении приводит к соответствующему перемещению рычага. Рычаг также имеет регулируемый упор
118, предназначенный для фиксации в конце ползунка 108, в то время как относительно мощная витая
пружина 119 расположена между рычагом и некоторой подходящей точкой, такой как рама 63, которая
относительно неподвижна относительно него, таким образом, что пружина будет постоянно толкать рычаг в
направлении стрелки на рис.
9. Предпочтительно, чтобы эта пружина была сконструирована таким образом, чтобы можно было
регулировать её натяжение.
Работа нескольких элементов, о которых только что упоминалось, осуществляется следующим образом: В
начале цикла заправки контейнер находится в переднем или правом конце своего хода, если смотреть, как
показано на рис. 2, а двухсторонний элемент сцепления (i5) находится в нейтральном положении между
половинами сцепления 64 и 67, как показано на рис. 6, при этом рычаг 104 также находится в пределе своего
переднего хода из-за его соединения с контейнером, штифтом 11, таким образом, занимая положение около
заднего конца паза 11; Для запуска машины рычаг 40 вручную перемещается вперед в направлении стрелки
на рис. 8, чтобы сжать пружину 119 и зацепить двухсторонний элемент сцепления 65 с половиной сцепления
64, как показано на указанном рисунке, после чего рычаг удерживается в этом положении крючкообразным
концом защелки 114, зацепляющимся за штифт 115. В процессе навинчивания, когда контейнер
перемещается назад, аналогичное движение передается рычагу 104, перемещая таким образом ползунок 1. В
направлении стрелки на рис. 9 до тех пор, пока одновременно с завершением резьбы не произойдет
существенное срабатывание защелки 114, чтобы освободить рычаг, который немедленно поворачивается в
аналогичном направлении пружиной 119, чтобы зацепить двухсторонний элемент сцепления с половиной
сцепления 67, тем самым инициируя вращение вала 84 через зубчатую передачу 68, 96, 98 и начиная
обратное движение контейнера.
Во время этого поворотного движения рычаг 104 перемещается вокруг своей оси в противоположном
направлении, соответственно перемещая ползунок и заставляя задний конец звена 118 перемещаться вперед
к штифту 11T рычага до тех пор, пока задний конец паза звена не коснется штифта. После этого дальнейшее
перемещение ползунка приводит к перемещению рычага в направлении стрелки на рис. 8 и, таким образом,
выводит двухсторонний элемент сцепления из зацепления с половиной сцепления 67 и переводит его в
нейтральное положение между половинами сцепления, тем самым останавливая машину.
В случае, если по какой-либо причине пружина 119 не сможет отсоединить двухсторонний элемент сцепления
от половины сцепления 64 после срабатывания защелки 114, контейнер, конечно же, продолжит вращаться и
двигаться назад, тем самым приводя конец направляющей 108 в контакт с регулируемым упором 118, после
чего возможно дальнейшее перемещение направляющей. Это позволит надежно освободить рычаг в
направлении стрелки на рис. 9 на достаточное расстояние для выключения сцепления и остановки машины,
тем самым предотвращая возможность повреждения механизма.
МЕХАНИЗМ ПОДАЧИ РЕЗАКОЙ МАТЕРИАЛА. Как указывалось ранее, при работе станка используются две
фрезы R и T; первая предназначена для выполнения черновой обработки торца заготовки с целью удаления
окалины и, предпочтительно, придания ее поверхности конусности, существенно соответствующей конусности
резьбы, которую необходимо сформировать, а вторая — для формирования собственно резьбы на чистой и,
предпочтительно, конусной поверхности, обнаженной в результате черновой обработки. Таким образом,
черновая фреза может быть любого типа или формы, подходящей для предполагаемой функции, при этом
предпочтительно используется обычная коническая фреза, а резьбонарезная фреза, имеющая продольный
конус, соответствующий конусу нарезаемой резьбы, снабжена множеством зубьев, имеющих профиль
желаемой резьбы, но без шага; предпочтительно: обе фрезы имеют длину, приблизительно равную или
немного большую ширину нарезаемой поверхности, так что может быть сформирована сплошная гладкая и
непрерывная спиральная резьба путем совершения практически одного оборота заготовки относительно
каждой из фрез, в то время как последние вращаются вокруг своих осей, одновременно передавая заготовке
продольное перемещение, равное шагу одной резьбы, и перемещая заготовку слегка в общем радиальном
направлении относительно резьбонарезной фрезы для компенсации разницы в реальной величине смежных
витков резьбы.
Черновая фреза R установлена на заднем конце шпинделя фрезы, закрепленного на нижней головке 4 и
резьбонарезной фрезе. Т аналогично установлен на кареточном конце шпинделя фрезы в головке 5, над
черновой фрезой, при этом обе фрезы вращаются в плоскости, перпендикулярной оси шпинделей, но
резьбонарезная фреза расположена ближе к передней части станка, чем черновая фреза, и предусмотрены
соответствующие средства, включая вертикальный вал 12, о котором до сих пор кратко упоминалось, для
вращения шпинделей фрез от главного приводного вала 15.
Когда труба зажимается в станке, перед нарезанием резьбы необходимо, чтобы оба резца полностью
находились вне торца трубы и чтобы затем они подавались к трубе в правильной последовательности,
синхронизированной таким образом, чтобы черновой резец сначала входил вглубь и работал на
вращающейся трубе до тех пор, пока черновая резка не продвинется достаточно далеко по периметру трубы,
чтобы позволить резьбонарезному резцу войти в чистый металл, обнаженный черновым резцом, после чего
оба резца работают одновременно до тех пор, пока черновой резец полностью не пройдет по поверхности
трубы; после этого, поскольку черновой резец больше не выполняет никакой полезной функции, его можно
отодвинуть от трубы, чтобы он занял свое исходное положение, в то время как работа резьбонарезного резца
продолжается до завершения нарезания резьбы, после чего его также необходимо переместить в исходное
положение, чтобы обеспечить извлечение трубы с резьбой и установку следующей детали.
Указанные выше перемещения резцов предпочтительно осуществляются автоматически посредством
соответствующего вертикального перемещения режущих головок к заготовке и от нее в правильно
синхронизированном отношении к вращательным и продольным перемещениям контейнера, к которому
заготовка оперативно прикреплена, так что резцы будут соответственно входить в зацепление с заготовкой и
выходить из него в правильно синхронизированной последовательности и таким образом, чтобы выполнить
цикл нарезания резьбы за кратчайшее возможное время с целью повышения производительности станка.
Хотя для выполнения упомянутых выше функций могут использоваться различные средства и инструменты, я
предпочитаю для этой цели использовать те, которые будут описаны далее и которые относительно просты и
эффективны в использовании.
Вал 84, который непрерывно вращается всякий раз, когда контейнер находится в движении, предпочтительно
используется в качестве источника энергии для управления вертикальной подачей головок, и с этой целью
может быть удлинен таким образом, чтобы выступать через заднюю часть корпуса 35 для поддержки
спиральной шестерни 135, которая зацепляется с соответствующей шестерней на валу 136, идущем вперед к
стойке станка, причем этот вал снабжен шарнирными соединениями и телескопическими секциями для
компенсации любого изменения положения приспособления на станине станка. На переднем конце,
прилегающем к задней части стойки 2, вал соединен спиральными шестернями 137 с вертикально
расположенным валом 138, закрепленным в соответствующих кронштейнах, прикрепленных к стойке, и
заканчивающимся на своем верхнем конце червяком 139, находящимся в зацеплении с червячным колесом
140, установленным на горизонтально расположенном и соответствующим образом закрепленном валу 141.
На этом валу расположен вертикально диск 143, снабженный двумя парами регулируемых контактов 144, 145,
которые будут описаны ниже более подробно.
Регулировочные винты G и 7, с помощью которых осуществляется вертикальная регулировка головок
черновой и резьбонарезной фрез, соответственно снабжены на их верхних концах шестернями 150 и 151.
Шестерня 150 входит в зацепление с шестерней 152, расположенной на горизонтально выступающем валу
153, концы которого установлены в упорах 154, 155, закрепленных на верхнем конце стойки, причем вал
проходит в целом параллельно передней поверхности последней. Этот вал также «несет червячное колесо
156, взаимодействующее с червяком 157 на валу 158, расположенном ниже вала 153 и проходящем под ним
перпендикулярно». Этот вал опирается на шейку 159, установленную на стойке, и на его заднем конце несет
спиро-зубчатое колесо 160, входящее в зацепление с шестерней 161 на валу якоря небольшого реверсивного
двигателя 1.62, установленного на кронштейне 163, закрепленном на стойке.
При желании червяк 157 может быть установлен, как показано на рисунке, между парой витых пружин 164,
чтобы минимизировать ударную нагрузку на детали при реверсировании двигателя, а также в некоторой
степени обеспечить слегка упругое или податливое вращение регулировочного винта.
Аналогичный механизм используется для осуществления вращения регулировочного винта 7, включающего
шестерню 165, зацепляющуюся с шестерней 151 на винте; шестерня 165 установлена на валу 166,
соответствующем валу 153, установленному в цапфах 155, 1541, и аналогичным образом поддерживает
червячное колесо 167, зацепляющееся с червяком 168 на червячном валу 169, установленном в цапфах 170 и
несущем прямозубую шестерню 171, зацепляющуюся с другой прямозубой шестерней 172 на валу двигателя
173, который аналогичен двигателю 162 и установлен на цапфе 174 на противоположной стороне стойки.
Таким образом, становится очевидным, что каждый из регулировочных винтов приводится в движение
независимо от своего двигателя, и что направление вращения винта, а следовательно, и движение головки,
которой он управляет, определяется направлением вращения вала двигателя. Разумеется, следует также
понимать, что передаточное отношение зубчатой передачи, соединяющей каждый регулировочный винт с его
двигателем, определяется таким образом, что регулировочный винт будет вращаться относительно медленно
по сравнению со скоростью вращения двигателя.
Остановка и запуск обоих двигателей в надлежащие моменты цикла заправки для обеспечения необходимого
перемещения головок предпочтительно контролируются регулируемыми контактами 144, 145,
установленными на диске 143, совместно с парой реверсивных выключателей перегрузки S, S',
соответственно соединенных для приведения в действие двигателей 162 и 173, причем контакты
соответственно предназначены для зацепления с пружинными контактными пластинами 1, 78, 119,
расположенными на своих соответствующих путях и удобно поддерживаемыми на блоках из изоляционного
материала 180, расположенных на опорах 181, 182, установленных на стойке 2. Контакты 144 и 145
регулируются соответственно по периферии диска 1, 4 и 3, который совершает один полный оборот за каждый
цикл заправки машины, так что каждый из контактов может быть легко установлен для зацепления со своим
контактным пальцем в заданное время цикла заправки, как более подробно описано ниже в разделе
«Работа».
Переключатели перегрузки S, S являются стандартного типа и поэтому не требуют подробного описания,
поскольку переключатели такого типа хорошо известны и широко используются. Каждый из этих
выключателей сконструирован таким образом, что при срабатывании защиты от перегрузки на управляемом
им двигателе ток, поступающий к двигателю, немедленно прекращается, и выключатель автоматически
замыкается, так что при восстановлении цепи через выключатель двигатель будет работать в
противоположном направлении. Таким образом, функция контактов 144, 145 и их соответствующих номеров
178, 179 состоит в том, чтобы обеспечить восстановление цепи через переключатели в заранее
определенные моменты времени в цикле заправки, как будет более подробно показано далее. Поскольку
проводка, необходимая для соединения выключателей с соответствующими двигателями, контактами и
контактными пальцами, линией электропитания и главным выключателем M, с помощью которого может быть
первоначально включен ток на выключателях, по своей природе довольно сложна и является частью
настоящего изобретения, для удобства иллюстрации я показал выключатели и проводку в чисто условной
форме; поэтому следует понимать, что она может быть изменена в соответствии с конкретными
требованиями типа используемых выключателей, их положением относительно машины и другими
подобными практическими соображениями.
Таким образом, условно на рис. А обозначает силовую линию, соединенную с выключателем S проводами Al.
От этого выключателя провода B идут к двигателю, провод C — к какой-либо части машины, например, к
кронштейну, поддерживающему вал, на котором вращается диск 143 и через который ток может теперь
проходить к контактам 144, 145, а другой провод D — к изолированному контактному пальцу 178.
Аналогичным образом, выключатель Sl соединен с линией электропитания проводами E, с двигателем 173
проводами F, с некоторой частью рамы машины проводом G и с изолированным контактным пальцем 179
проводом H. Между выключателями и линией электропитания может быть установлен главный выключатель
M. Таким образом, когда любой из контактов 144 замыкается на контакт 178, цепь устанавливается через
переключатель S, и аналогичным образом цепь устанавливается через переключатель Sl, когда любой из
контактов 145 замыкается на изолированный контакт 179.
Величина вертикального перемещения головки 4 по ее направляющим контролируется регулируемыми
упорами 185, 186, расположенными выше и ниже головки, и аналогичным образом величина вертикального
перемещения головки 5 контролируется аналогичными упорами 187, 188, расположенными выше и ниже этой
головки, как показано на рис. 1. Эти упоры имеют такую конструкцию, что их можно надежно закрепить на пути
движения соседних головок, тем самым надежно ограничивая перемещение последних; таким образом, когда
любая из головок соприкасается с любым из своих упоров, ее дальнейшее движение будет надежно
остановлено, и на двигатель, управляющий регулировочным винтом, посредством которого осуществляется
перемещение головки, будет воздействовать перегрузка.
РАСПОЛОЖЕНИЕ РЕЗАКРЫВАТЕЛЯ.
Следует отметить, что относительное расположение резцов и обрабатываемой детали предпочтительно
должно быть примерно таким, как показано на схематических рисунках 11 и 12. Таким образом, когда резцы
находятся в исходном положении, то есть после того, как заготовка была установлена в станок, но до того, как
последний был приведен в движение, они занимают относительно заготовки P положение, в основном
показанное пунктирными линиями на рис. 11, то есть черновой резец находится ниже заготовки, но его ось
значительно смещена вперед относительно оси заготовки, а резьбонарезной резец находится выше центра
заготовки, но его ось смещена еще дальше вперед относительно оси заготовки, чем ось чернового резца.
Поскольку оба резца движутся к заготовке вертикально, становится очевидным, что при перемещении
чернового резца вверх и на необходимую глубину он входит в заготовку в точке, расположенной около центра
нижнего переднего квадранта заготовки, или, другими словами, на том радиусе заготовки, который
перпендикулярен точке касания заготовки, и что черновой резец, когда последний находится на рабочей
глубине, образует угол с горизонтальным диаметром заготовки и ниже него примерно в 50°, хотя этот угол
будет несколько изменяться в зависимости от относительных диаметров заготовки и резца.
Кроме того, станет очевидным, что резьбонарезной инструмент при движении вниз из своего исходного
положения будет входить в заготовку в практически тангенциальном направлении, и в этом заключается
важное преимущество изобретения, поскольку на практике было установлено, что чрезвычайно сложно
последовательно радиально вводить фрезу в несколько заготовок на одно и то же расстояние каждый раз.
Более того, возникающая таким образом ошибка удваивается в готовом изделии, когда резец проходит по
всей поверхности заготовки, например, при формировании резьбы. В результате, если резец подается
радиально на 0,001 дюйма слишком далеко, диаметр готового изделия будет на 0,002 дюйма слишком мал
или, аналогично, на 0,002 дюйма слишком велик, если резец подается слишком далеко.
001
D меньше необходимого расстояния. Однако, когда заготовка подается к фрезе или фреза подается к
заготовке в основном тангенциальном направлении, противоположном радиальному, относительно большая
погрешность в длине подачи, необходимой для достижения фрезой нужной глубины, не передается
непосредственно на заготовку с соответствующим уменьшением ее радиуса, а лишь проявляется в заготовке
в гораздо меньшей степени. Таким образом, на практике, при использовании усовершенствованного станка,
предполагая, что горизонтальное расстояние между осью резца и осью заготовки определено правильно и
станок изначально установлен на это расстояние с помощью механизма перемещения корпуса, относительно
большая ошибка, плюс-минус, при подаче резьбонарезного резца на необходимую глубину не окажет
существенного влияния на диаметр готовой детали, поскольку увеличение или уменьшение длины радиуса,
возникающее в результате такой ошибки, чрезвычайно мало по сравнению с величиной самой ошибки.
ОПЕРАЦИЯ.
Поскольку конструкция и сборка машины в основном соответствуют описанному выше принципу, теперь
перейдем к рассмотрению способа ее работы при использовании для нарезания конической резьбы на конце
трубы или трубки.
Соседние файлы в папке патенты