Инструментальная головка

Авторы патента:

B23C7 - Фрезерные съемные устройства к металлорежущим станкам, независимо от того, заменяют они или не заменяют какой-либо рабочий элемент станка

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (r s)870011

/ вЂ”вЂ” (6I ) Дополнительное к авт. саид-вувЂ” (22) Заявлено 29.10.79 (21) 2832820/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) П риоритетвЂ” (51) М. Кл.в

В 23 С 3/00

Гееударствевнмв комлтет

Опубликовано 07.10.81. Бюллетень №37

Дата опубликования описания 17.10.81 (53) УДК 621.914 (088.8) дв делам нзобретевим

И OTKPbtTHH

В. Н. Татаренко, И. А. Якушкин, Б. В. Лупкин, И. Б. Марин (72) Лнгоры изобретения у 7 I ) .1ая ни гс.!ь (54) ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обеспече- ния поворота инструмента относительно заготовки по меньшей мере в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, преимущественно в станках с ЧГ1У.

Известны инструментальные головки для программного перемещения инструмента относительно заготовки, содержащие корпускаретку, перемещаемый по направляющим станка, шарнирно закрепленный в корпусекаретке шпиндельный узел и двухкоординат- тв ный механизм программного перемещения шпи ндельного узла (I J .

Недостатком известных устройств явля- . ется низкая точность обработки.

Цель изобретения вЂ” повышение точности обработки. 3$

Для этого шпиндельный узел связан с корпусом-кареткой посредством двух сферических шарниров, а механизм программного перемещения выполнен в виде двух зубчатых приводов, содержащих каждый зубча- . тое колесо, снабженное обоймой для размещения сферического шарнира, а также установленный в корпусе-каретке с возможностью вращения и зафиксированный в осевом

2 направлении зубчатый ведущий элемент, причем оси вращения ведущих элементов размещены диаметрально противоположно относительно продольной оси шпиндельного узла, установленного в исходное положение, и равноудалены от нее.

Кроме того, зубчатый привод выполнен в виде планетарнок передачи с одним внутренним зацеплением.

В другом варианте исполнения зубчатый привод выполнен в виде червячной передачи, причем в червячном колесе размещена обойма для установки сферического шарнира.

На фиг. I изображена кинематическая схема предлагаемой инструментальной головки; ка фиг. 2 вЂ” двухкоординатный механизм программного перемещения инструмента, выполненный в виде зубчатой передачи (вид сбоку); на фиг. 3 вЂ” то же (вид сверху); на фиг. 4 вЂ” двухкоординатный механизм программного перемещения инструмента, выполненный в виде червячных пар (вкд сбоку); ка фиг. 5 вЂ” то же (вид сверху).

Инструментальная головка (фкг. 1) име:ет корпус-каретку 1, выполненную в виде, например жесткой коробчатой рамы, имею87001 I

Формула изобретения

l. Инструментальная головка для программного перемещения инструмента относительно заготовки, содержащая корпус-каретку, перемещаемый по направляющим станка, шарнирно закрепленный в корпусекаретке шпиндельный узел и двухкоординат4s ный механизм программного перемещения шпиндельного узла, отличаюи(аяся тем, что, с целью повышения точности обработки; шпиндельный узел связан с корпусом-кареткой посредством введенных в головку двух сферических шарниров, а механизм программного перемещения выполнен в виде двух зубчатых приводов, содержащих каждый зубчатое колесо, снабженное обоймой для размещения сферического шарнира, а также установленный в корпусе-каретке с возможностью вращения и зафиксированный в осевом направлении зубчатый ведущий элемент, причем оси вращения ведущих элементов размещены диаметрально противопоз щей по одной из боковых сторон, направляющие 2 для связи с ползуном фрезерного или иного станка с ЧПУ. В корпусе-каретке

1 размещен шпиндельный узел 3, имеющий два (нижний и верхний по отношению к зо. не закрепления не показанных на чертежах инструмента) сферических шарнира 4 и 5.

Нижний шарнир 4 жестко связан с пинолью шпиндельного узла, а верхний шарнир 5 охватывает эту пиноль по скользящей посадке,"

Шарниры 4 и 5 связывают шпиндельный узел с двухкоординатным механизмом 6 программного перемещения, который имеет эубч атые при воды 7 и 8.

Зубчатые приводы могут быть выполнены по-разному в зависимости от конкретных производственных потребностей.

Для серийного изготовления олнотипных деталей с выступами или впадинами в виде тел вращения целесообразно иметь приводы

7 и 8 в виде системы из трех зафиксированных в корпусе-каретке 1 от линейных перемещений зубчатых колес: ведущего зубчатого колеса 9 с внутренними зубьями полсоединяемого к приводу программного перемещения (на чертежах не показано); паразитного колеса 10, имеющего обойму (или выполненного заодно с обоймой) для установки сферического шарнира 4 или 5> центрального (по отношению к велущему зубчатому колесу 9), зафиксированного от поворота зубчатого колеса 11.

В исходном положении, когда ось шпиндельного узла 3 параллельна направляющим корпуса каретки 1, ведущие колеса расположены по отношению к оси шпиндельного узла 3 эксцентрично (с равным эксцентриситетом) и строго противофазно, т.е. со смещением точек зацепления на 180", включены в кинематическую цепь программного перемещения.

Для изготовления деталей из стали и высокопрочных сплавов, при обработке которых возникают значительные реактивные силы и моменты, целесообразно иметь зубчатые приводы 7 и 8 в виле червячных пар (фиг, 4 и 5), в которых червячные колеса 12 снабжены или выполнены заолно с обоймами шарниров 4 и 5, эксцентричными относительно центров этих колес (с равным эксцентриситетом), а червяки 13 выполнены самотормозящимися, расположены диаметрально противоположно относительно оси шпиндельного узла 3 и зафиксирова-. ны в корпусе-каретке I от линейных перемещений. В исходном положении, когда ось шпиндельного узла 3 параллельна направляющим 2 корпуса-каретки 1, червячные колеса 12 зацеплены с червяками строго противофазно, т.е. со смещением точек зацепления на 180 .

При подготове предлагаемой инструментальной головки к работе независимо от ее конструтивного,выполнения составляют программы перемещения инструмента с учетом заданного теоретического контура детали, исходного контура заготовки, типоразмера инструмента и особенностей кинематической цепи, обеспечивающей исполнение программы, В процессе обработки заготовок по командам устройства программного управления станком, оборудованным предлагаемон инструментальной головкой, вращается ведущий элемент, зубчатое колесо 9 (фиг. 2) или червяк 13 (фиг. 4) --- в одном или в обоих зубчатых приводах лвухкоорлинатного механизма программного перемещения.

Соответственно паразитные зубчатые колеса 10 во взаимодействии с неподвижными центральными зубчатыми колесами 11 (фиг. 2 и 3) или червячные колеса l2 (фиг. 4 и 5) поворачиваются вокруг своих осей и смещают шарниры 4 и 5 относительно обойм так, что ось шпиндельного узла отклоняется от исхолного положения в пределах ло + 45 в любой из плоскостей симметрии шпиндельного узла 3.

При поворотах шпиндельного узла 3 lllapнир 5 скользит вдоль пиноли так, что точка приложения управлякнцего усилия всегда находится на ллинном плече рычага, роль которого играет пиноль шпинлельного узла 3 с точкой опоры по центру шарнира 4. Соответственно реакции и реактивные моменты, воздействующие на шпиндельный узел 3 от заготовки, прилагаетгя к короткому плечу рычага.

Предлагаемая головка позволяет облегчить перемещения инструмента и II08blcHTb точность обработки.

87001

5 ложно относительно продольной оси шпиндельного узла, установленного в исходном положении, и равноудалены от нее.

2. Головка по п. 1, отличающаяся тем, что зубчатый привод выполнен в виде планетарной передачи с одним внутренним зацеплением.

3. Головка по и. I, отличающаяся тем, что зубчатый привод выполнен в виде черI

6 вячной передачи, причем в червячном колесе размегпена обойма для установки сферического шарнира.

° Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лещенко В. А. и др. Станки с чис ловым программным управлением. вЂ” М., Машгиз, !979, 30.03.79, с. 406.

Редактор Г. Петрова . Заказ 8722/20

Составитель М. Кольбич

Техред А. Бойкас Корректор М. Демчик

Тираж 1151 Подписное