PL177704B1 - Sposób i urządzenie do wiórowej obróbki prętów, rur lub tulei rurowych - Google Patents

Abstract

4. Urzadzenie do wiórowej obróbki dragów, rur lub tulei rurowych, zwlaszcza tulei rurowych odlewanych ciagle, zna- mienne tym, ze narzedzia (8, 9) sa uksztaltowane jako frezy wewnetrzne, których srednica wewnetrzna pomiedzy plytkami skrawajacymi (16) jest nieznacz- nie wieksza od srednicy zewnetrznej fre- zowanego przedmiotu (5). F i g . 1 PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do wiórowej obróbki prętów, rur lub tulei rurowych, zwłaszcza tulei rurowych odlewanych ciągle, w którym obrabiany przedmiot podparty w płaszczyźnie poprzecznej skrawania frezuje się na swojej długości, podczas gdy narzędzie i przedmiot ciągle poruszają się względem siebie w kierunku wzdłużnym obrabianego przedmiotu.

Jest znane wykorzystanie jako materiału wstępnego na pręty lub rury wlewków, względnie tulei odlewanych ciągle lub walcowanych skośnie, które przed dalszą obróbką muszą być obrobione na swojej powierzchni. Jeżeli przykładowo tuleja z miedzi jest kierowana do instalacji pielgrzymowania rur lub ciągnienia, to zendra, znajdująca się na powierzchni tulei musi być oddzielona, ponieważ inaczej jest ona wciskana w produkt i znacznie zmniejsza jakość produktu gotowego.

Jest znane czyszczenie tulei przed dalszą przeróbka rur przez wytrawianie, wiórkowanie, frezowania lub łuszczenie, przy czym we wszystkich przypadkach więcej lub mniej mate177 704 riału jest oddzielane z powierzchni. Najmniejsze zmniejszenie powierzchni występuje przy wytrawianiu, co prawda pozostaje szorstka powierzchnia, która przy dalszej przeróbce przykładowo przez wiórkowanie musi być najpierw usunięta. Przez to tuleja jest względnie cienkościenna. Jako korzystny sposób obróbki okazało się frezowanie powierzchni, co w ogólności jest znane jako frezowanie jednozębne za pomocą obiegowego freza lub frezowanie wzdłużne za pomocą szeregu frezów. Przy frezowaniu jednoostrzowym frez obiega mimośrodowo w płaszczyźnie prostopadłej wokół frezowanego obrabianego przedmiotu, a do frezowania wzdłużnego używa się frezów kształtowych, które są dopasowane do obwodu zewnętrznego obrabianego przedmiotu, obszar powierzchni jest obrabiany w kierunku wzdłużnym i z reguły jest wymagane wielokrotne frezowanie kolejnych obszarów obwodowych.

Przy obu sposobach frezowania frezowane obrabiane przedmioty muszą być pewnie podparte wobec sił poprzecznych, występujących przy frezowaniu, ponieważ zwłaszcza przy długich przekrojach poprzecznych okrągłych, np. przy odlewanych tulejach z miedzi siły poprzeczne mogą prowadzić do ich przegięcia, co z kolei może prowadzić do niewłaściwych tolerancji grubości ścianek.

Niedogodnością jest, że oba sposoby frezowania są względnie powolne, a wymagane wysokie posuwy przy frezowaniu jednoostrzowym w jednej płaszczyźnie nie są osiągane. Przy frezowaniu wzdłużnym, które wprawdzie jest możliwe z wysokimi posuwami jest tracony czas na konieczną wielokrotną obróbkę obrabianego przedmiotu w różnych obszarach obwodowych. Jeżeli obrabia się na obwodzie szeregiem frezów, to wydajność jest wprawdzie podwyższona, ale zostają podwyższone znacznie koszty maszynowe i narzędziowe. Zwłaszcza przy długich obrabianych przedmiotach występują w ich osi wzdłużnej wysokie siły.

Zadaniem wynalazku jest umożliwienie obróbki długich przekrojów poprzecznych okrągłych, np. odlewanych tulei rurowych z miedzi z maksymalnie wysokimi posuwami i dobrą powierzchnią, przy czym powinno być stosowane zautomatyzowane urządzenie, a także chwiejne, długie przedmioty obrabiane powinny być frezowane bez odkształceń.

Do rozwiązania tego zadania został zaproponowany sposób, charakteryzujący się tym, że co najmniej jedno narzędzie obraca się współosiowo wokół nieruchomo zamocowanego obrabianego przedmiotu w płaszczyźnie nachylonej do osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu i swoimi ostrzami obrabia wiórowe jednocześnie dwa przeciwległe obszary powierzchni obrabianego przedmiotu. Wynalazek polega więc na tym, że za pomocą jednego narzędzia przeprowadza się frezowanie jednocześnie w dwóch przeciwległych obszarach powierzchniowych przedmiotu obrabianego, przy czym siły skrawania, kierowane na przeciwległe strony, które działają w kierunku poprzecznym na przedmiot obrabiany są wzajemnie znoszone.

Szczególne zalety osiąga się, gdy przy dwóch bezpośrednio obok siebie umieszczonych narzędzi, obracających się w dwóch różnych płaszczyznach współosiowo wokół obrabianego przedmiotu, obie płaszczyzny ustawia się w nachyleniu, w kierunkach wzajemnie przestawionych o 90° do wspólnej osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu. Za pomocą tylko dwóch narzędzi, zgodnie z wynalazkiem można wiórowo obrabiać cały obwód zewnętrzny przedmiotu obrabianego, przy czym przez lekkie nachylenie płaszczyzn narzędzia i przesunięcie kierunków nachylenia o 90° powstaje wielokątny przekrój poprzeczny, który składa się z czterech eliptycznych łuków, każdorazowo parami przeciwległych. Obydwa narzędzia pozwalają na bardzo wysokie prędkości posuwu przy tylko jednorazowej obróbce na długości obrabianego przedmiotu i przy jednoczesnej obróbce czterech granicznych ze sobą obszarów obwodowych obrabianego przedmiotu. Sposób według wynalazku przewiduje dalej, że narzędzia obracają się wokół osi obrabianego przedmiotu w przeciwległych kierunkach, dzięki czemu osiąga się samoczynne zniesienie nie tylko sił skrawania, działających w kierunku obwodowym, ale także sił działających na obrabiany przedmiot w kierunku poprzecznym. Natomiast siły posuwowe w kierunku wzdłużnym obrabianego przedmiotu są nieznaczne.

Zadanie w odniesieniu do urządzenia zostało według wynalazku rozwiązane dzięki temu, że narzędzia są ukształtowane jako frezy wewnętrzne, których średnica wewnętrzna pomiędzy płytkami skrawającymi jest nieznacznie większa od średnicy zewnętrznej frezowanego przedmiotu. Przy tylko nieznacznie większej średnicy wewnętrznej pomiędzy ostrzami narzędzia od średnicy zewnętrznej frezowanego obrabianego przedmiotu osiąga się przy na4

177 704 chylonych narzędziach uprzednio opisany wielokątny przekrój poprzeczny, który tym bardziej jest zbliżony do przekroju poprzecznego koła im mniejsze jest nachylenie narzędzia do osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu.

Korzystnie nachylenie narzędzia jest stałe, a nastawiana jest średnica wewnętrzna. W ten sposób osiąga się stabilną konstrukcję z możliwością zespolenia, poprzez zmienianie nastawiania ostrzy frezu wewnętrznego do obrabianej średnicy wewnętrznej. Przy dokładnym ustawieniu narzędzi do osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu i dokładnym nastawieniu średnicy freza na głowicy narzędziowej może być osiągnięta wysoka dokładność ściany.

Aby zagwarantować dokładność obróbki według dalszej cechy wynalazku jest przewidziane, że przedmiot przylegający do rolek prowadzących jest z obu stron narzędzia od strony czołowej zamocowany nieruchomo i ustalany osiowo za pomocą drągów zaciskanych i mocujących. Przy tym zwraca się uwagę, że prowadnice dochodzą bardzo blisko do narzędzi a narzędzia możliwie blisko obok siebie obiegają. Drągi zaciskowe i mocujące przejmująjednocześnie prowadzenie narzędzi przed obróbką w maszynie.

Według dalszej cechy wynalazku jest przewidziane, że co najmniej strona wprowadzająca obrabiany przedmiot do narzędzia jest ukształtowana jako tuleja prowadząca, która samoczynnie bezluzowo nastawia osiowe prowadzenie obrabianego przedmiotu. Taka tuleja prowadząca zapewnia osiowy dobieg prętów, rur lub tulei i zapewnia konieczne przy tym tolerancje. Dalej wynalazek proponuje, że zespół frezów, składający się z narzędzi i prowadnic dla obrabianego przedmiotu jest przesuwalny wobec obrabianego przedmiotu w jego kierunku wzdłużnym. Zalety wynalazku są widoczne w tym, że za pomocą tylko dwóch frezów jest osiągnięty w stosunku do stanu techniki niespodziewany wzrost wydajności posuwu, przy zachowaniu zwartej budowy maszyny. Krótkie odstępy podpierania pomiędzy rolkami prowadzącymi i neutralny siłowo sposób pracy umożliwiają szczególnie dokładną obróbkę powierzchni obrabianego przedmiotu tak, że ogólnie zostało stworzone zwarte, stabilne i korzystne co do kosztów rozwiązanie.

Urządzenie według wynalazku jest uwidocznione w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z boku urządzenie do frezowania, fig. 2 - w powiększeniu narzędzie frezerskie, a fig. 3 i 3a - drągi zaciskowe i mocujące do uchwycenia przedmiotu obrabianego.

Na fig. 1 1 jest oznaczona frezarka umieszczona na fundamencie 2, która pomiędzy dwoma bocznymi podporami 3 i 4 przyjmuje obrabiany przedmiot 5, który jest zamocowany i uchwycony pomiędzy dwoma drągami zaciskowymi i mocującymi 6 i 7. Obrabiany przedmiot 5 i drągi zaciskowe i mocujące leżą, na rolkach prowadzących 33, które uniemożliwiają ugięcie pomiędzy końcami zamocowania. Obróbka przedmiotu 5 następuje przez narzędzia 8 i 9, które są umieszczone na sankach nośnych 10, które ze swojej strony są ciągle przesuwalne w kierunku wzdłużnym przedmiotu 5 po torze prowadzącym 11. Narzędzia 8, 9 są umieszczone z nachyleniem i napędzane obrotowo przez bliżej nie przedstawiony napęd 12.

Z fig. 2, przedstawiającej widok z góry na narzędzia 8, 9, jest widoczne, że oba narzędzia 8, 9 są nachylone do osi wzdłużnej 13 obrabianego przedmiotu 5 pod kątem γ do osi wzdłużnej 13 obrabianego przedmiotu 5, który jest uwidoczniony przy lewym narzędziu 8. Nachylenie narzędzia 9 odbywa się pod jednakowym kątem do osi wzdłużnej 13, prostopadle do płaszczyzny rysunku. Narzędzia 8, 9, ułożyskowane w miejscach 14 i 15, są ukształtowane jako frezy wewnętrzne, które są zaopatrzone w płytki skrawające 16, umieszczone rozdzielnie na obwodzie wewnętrznym, za pomocą których jest frezowana powierzchnia obwodowa przedmiotu 5. Promień wewnętrzny pomiędzy płytkami skrawającymi 16 a nachyleniem y narzędzia 8 lub 9 jest tak dobrany, że przy obiegu narzędzi 8, 9 wokół obrabianego przedmiotu 5 każda płytka tnąca 16 obrabia przeciwległy obszar przedmiotu 5. Dzięki temu, że nachylenia płaszczyzny narzędzi 8 i 9 są wzajemnie przestawione o 90°, to jednocześnie są obrabiane cztery obszary obwodowe przedmiotu 5. Jeżeli średnica wewnętrzna pomiędzy płytkami skrawającymi 16 jest tylko nieznacznie większa od średnicy zewnętrznej obrabianego przedmiotu 5, a nachylenie y jest dobrane odpowiednio małe, to osiąga się wielokątny przekrój poprzeczny obrabianego przedmiotu 5, przy czym przejścia pomiędzy czterema bo177 704 kami wielokąta przebiegają łagodnie. Tego rodzaju wielokątnie wyfrezowany profil przekroju poprzecznego obrabianego przedmiotu 5 jest odpowiedni dla dalszej przeróbki.

Jak już opisano narzędzia 8 i 9 są w kierunku obrotu skierowane przeciwnie tak, że siły, które dążą do obrócenia obrabianego przedmiotu 5 są wzajemnie znoszone. Dzięki temu prowadzenie i uchwycenie obrabianego przedmiotu 5 jest względnie proste. Napęd narzędzi 8 i 9 odbywa się przez nie przedstawioną przekładnię za pomocą kół czołowych 17, 18, które zazębiają się z uzębieniem czołowym 19, 20 narzędzi 8, 9, które ułożyskowane w łożyskach 14 i 15 w nośnikach narzędziowych 21 i 22, które są połączone z sankami nośnymi 10. W celu dokładnej obróbki powierzchni obrabianego przedmiotu 5 przy nieznacznym zdejmowaniu wiórów jest wymagane dokładne zamocowanie obrabianego przedmiotu 5 w osi obiegowych narzędzi 8 i 9. W tym celu po stronie wprowadzającej frezarki jest przewidziana tuleja prowadząca 24, która składa się z ośmiu segmentów, przylegających do powierzchni obrabianego przedmiotu 5 i podzielonych na jego obwodzie. W przednim (prawym na rysunku) obszarze tulei prowadzącej 24, jest ona na obwodzie zewnętrznym zaopatrzona w stożek, który przylega do współpracującego stożka w nośniku narzędziowym 21. Przez przestawianie tulei prowadzącej 24 w kierunku wzdłużnym obrabianego przedmiotu 5, za pomocą nie przedstawionego zespołu cylinder-tłok w miejscu 25 segmenty tulei prowadzącej 24 mogą być nasuwane na stożek 26 i dzięki temu obrabiany przedmiot 5 jest mocowany. W ten sposób obrabiany przedmiot 5 jest dokładnie współosiowo ustawiany i prowadzony, przy czym siły zaciskowe są tak dobrane, że jest możliwy posuw obrabianego przedmiotu 5, względnie sanek nośnych 10 względem powierzchni obrabianego przedmiotu 5.

Od strony wyprowadzającej urządzenia są przewidziane rolki odprowadzające 27, które prowadzą drąg zaciskowy i mocujący 6 i/lub obrabiany przedmiot 5 i na początku i na końcu procesu skrawania wciągają i wyciągają obrabiany przedmiot 5. Obudowy nośne rolek odprowadzających 27 są zaopatrzone w zgarniacze 28, które uniemożliwiają przedostawanie się wiórów pomiędzy powierzchnię obrabianego przedmiotu 5 a roli odprowadzające 27 i wnikanie w miękki materiał.

Na fig. 3 jest schematycznie przedstawiona zasada drąga zaciskowego i mocującego. Obrabiany przedmiot 5 jest nasunięty na drąg zaciskowy i mocujący 6 (po lewej stronie na fig. 1) i za pomocą segmentów mocujących 29 i 30, które są uruchamiane za pomocą ciągła 31, są mocowane na obwodzie wewnętrznym obrabianego przedmiotu 5. Dzięki temu obrabiany przedmiot 5 jest nie tylko mocowany nieruchomo w kierunku obwodu za pomocą drąga zaciskowego i mocującego 6, ale także osiowo jest zaciskany poprzez część pośrednią 32 na stronie czołowej obrabianego przedmiotu 5, bez potrzeby zaciskania środkami mocującymi na obwodzie zewnętrznym obrabianego przedmiotu 5. Dzięki temu jest możliwa obróbka przedmiotu 5 aż do jego końca. Po drugiej stronie obrabianego przedmiotu 5 jest mocowany drąg zaciskowy i mocujący 7, który na fig. 3 jest przedstawiony częściowo, w dolnym obszarze rysunku. Obrabiany przedmiot 5 jest mocowany pomiędzy drągami zaciskowymi i mocującymi 6 i 7, a sanki nośne 10 z narzędziami 8, 9 ciągle przejeżdżają wzdłuż obrabianego przedmiotu 5. Rolki prowadzące 33, 27 przy posuwie sanek nośnych 10 są wychylane i po dopasowaniu obrabianego przedmiotu 5 są wychylane z powrotem, aby osiągnąć możliwie pewne przyleganie.

Urządzenie według wynalazku z tylko dwoma narzędziami 8, 9 tworzy zwarty zespół na długości obrabianego przedmiotu, o krótkich długościach podparcia. Wychodząc z sił posuwowych na obrabiany przedmiot 5 sposób według wynalazku jest neutralny wobec sił, ponieważ narzędzia 8, 9, obracające się w przeciwnych kierunkach wzajemnie znoszą momenty obrotowe. Uproszczony napęd i dokładność frezowania pozwala na uzyskanie najmniejszych tolerancji. Obróbka przedmiotu 5 za pomocą dwóch narzędzi 8, 9 jednocześnie na czterech przeciwległych obszarach obwodu zwiększa efektywność sposobu frezowania tak, że w krótkim czasie za pomocą tylko jednego przejścia na długości obrabianego przedmiotu 5 można przeprowadzić kompletną obróbkę zewnętrzną. Do nastawiania grubości skrawania na powierzchni obwodu zewnętrznego obrabianego przedmiotu 5 można nastawiać narzędzia 8, 9 i/lub płytki skrawające 16, przy czym jest możliwe automatyczne nastawianie. Dzięki temu, że narzędzia 8, 9 obiegają przeciwbieżnie aretowanie obrabianego przedmiotu 5 przed obro6

177 704 tem jest w dalekim stopniu zbyteczne, jedynie przy rozpoczęciu procesu obróbki, gdy tylko jedno z narzędzi 8 lub 9 jest w przyporze, muszą być utrzymane krótkotrwałe momenty obrotowe. Do tego służą drągi zaciskowe i mocujące 6, 7, które są podpierane przez tuleję prowadzącą 24, która także służy do dokładnego prowadzenia obrabianego przedmiotu 5 w obszarze narzędzi 8, 9, przy czym szczególnie jest korzystne, że tuleja prowadząca 24 sięga aż w pobliże płaszczyzny cięcia narzędzi 8, 9. Nieznaczny kąt nastawiania narzędzi 8, 9 wobec osi obrabianego przedmiotu 5 nie powoduje żadnych znaczących sił gnących w obrabianym przedmiocie, zwłaszcza, że obróbka odbywa się jednocześnie na dwóch przeciwległych bokach obrabianego przedmiotu 5. Działają jedynie siły posuwowe w środku obrabianego przedmiotu 5, które łatwo są przenoszone z wystarczającą sztywnością.

Claims (9)

1. Sposób wiórowej obróbki drągów, rur lub tulei rurowych, zwłaszcza tulei rurowych odlewanych ciągle, w którym obrabiany przedmiot, podparty w płaszczyźnie poprzecznej skrawania, frezuje się po obwodzie i na jego długości, podczas gdy narzędzie i obrabiany przedmiot ciągle poruszają się względem siebie w kierunku wzdłużnym obrabianego przedmiotu, znamienny tym, że co najmniej jedno narzędzie obraca się współosiowo wokół nieruchomo zamocowanego obrabianego przedmiotu w płaszczyźnie nachylonej do osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu i swoimi ostrzami obrabia wiórowo jednocześnie dwa przeciwległe obszary powierzchni obrabianego przedmiotu.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przy dwóch bezpośrednio obok siebie umieszczonych narzędzi, obracających się w dwóch różnych płaszczyznach współosiowo wokół obrabianego przedmiotu, obie płaszczyzny ustawia się w nachyleniu, w kierunkach wzajemnie przestawionych o 90° do wspólnej osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że narzędzia obracają się w kierunkach przeciwnych wokół osi wzdłużnej obrabianego przedmiotu.

4. Urządzenie do wiórowej obróbki drągów, rur lub tulei rurowych, zwłaszcza tulei rurowych odlewanych ciągle, znamienne tym, że narzędzia (8, 9) są ukształtowane jako frezy wewnętrzne, których średnica wewnętrzna pomiędzy płytkami skrawającymi (16) jest nieznacznie większa od średnicy zewnętrznej frezowanego przedmiotu (5).

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że średnica wewnętrzna jest nastawna.

6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że przedmiot (5) przylegający do rolek prowadzących (33) jest z obu stron narzędzia (8, 9) od strony czołowej zamocowany nieruchomo i ustalany osiowo za pomocą drągów zaciskanych i mocujących (6, 7).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że co najmniej strona wprowadzająca obrabiany przedmiot (5) do narzędzia (8, 9) jest ukształtowana jako tuleja prowadząca (24), która samoczynnie bezluzowo nastawia osiowe prowadzenie obrabianego przedmiotu (5).

8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że zespół frezów składający się z narzędzi (8, 9) i prowadnic dla obrabianego przedmiotu (5) jest przesuwalny wobec obrabianego przedmiotu (5) w jego kierunku wzdłużnym.

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że nieobrotowy i osiowo zamocowany obrabiany przedmiot (5) jest przesuwalny w kierunku wzdłużnym wobec nieruchomych narzędzi (8, 9).