RU197264U1 - Патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к обработке материалов резанием и предназначена для обеспечения заданного осевого положения концевой фрезы с минимальным дисбалансом при высоких частотах вращения. Патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы содержит корпус, в котором расположен привод перемещения концевой фрезы в виде встроенного механизма для регулирования вылета фрезы при ее закреплении в цанге. Указанный привод перемещения содержит шестерню, входящую в зацепление с шестерней-упором, на конце которой выполнен резьбовой участок, обеспечивающий перемещение шестерни-упора вдоль оси корпуса при ее вращении своим резьбовым участком по резьбе в корпусе. Корпус выполнен с глухим цилиндрическим резьбовым отверстием, в котором с возможностью перемещения установлен регулировочный винт, ось которого расположена под углом α к оси упомянутой шестерни, масса которого определена из приведенного условия. Обеспечивается компенсация дисбаланса. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области обработки материалов резанием и предназначена для обеспечения заданного осевого положения концевой фрезы с минимальным дисбалансом при высоких частотах вращения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является выбранный в качестве прототипа патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы, содержащий привод перемещения концевой фрезы в виде встроенного механизма массой m_А для регулировки вылета фрезы перед ее окончательным закреплением в цанге путем регулирования, которое осуществляется посредством вращения шестерни, которая располагается в корпусе патрона и находится в зацеплении с шестерней-упором, на конце которой имеется резьбовой участок, благодаря которому шестерня-упор при вращении перемещается по резьбе вдоль оси патрона. (Кузнецов Ю.И., Маслов А.Р., Байков А.Н. Оснастка станков с ЧПУ: справочник. - М.: Машиностроение, 1983. - 359 с. (с. 293, рис. 32).

Недостатком известного устройства, в том числе технической проблемой, является большой дисбаланс, вызываемый смещением относительно центра массы m_А совокупности деталей встроенного механизма для регулировки вылета фрезы, что при фрезеровании вызывает большие вибрации технологической системы, дающие значительное увеличение шероховатости обработанных поверхностей и снижение стойкости фрезы, а также снижение срока службы подшипников шпинделя.

В основу заявленной полезной модели был положен технический результат - устранение дисбаланса после регулировки осевого положения и закрепления концевой фрезы за счет балансировочного устройства в виде перемещающегося в глухом цилиндрическом резьбовом отверстии регулировочного винта, ось которого расположена в корпусе патрона под углом α к оси ведущего колеса и имеет массу m_Б, определяемую из условия:

где R_А - расстояние (радиус) от центра А массы m_А до оси вращения патрона; R_Б -расстояние (радиус) от центра Б массы m_Б до оси вращения патрона,

что повышает качество обработки, увеличивает период стойкости фрезы и срок службы подшипников шпинделя.

Технический результат достигается тем, что патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы содержит привод перемещения концевой фрезы в виде встроенного механизма массой m_А для регулировки вылета фрезы перед окончательным ее закреплением в цанге путем регулирования, которое осуществляется посредством вращения шестерни, которая расположена в корпусе патрона и находится в зацеплении с шестерней-упором, на конце которой имеется резьбовой участок, благодаря которому шестерня-упор при вращении перемещается по резьбе вдоль оси корпуса патрона, имеет выполненное в корпусе патрона глухое цилиндрическое резьбовое отверстие, в котором перемещается регулировочный винт, ось которого расположена в корпусе патрона под углом α к оси шестерни (ведущего колеса) и имеет массу m_Б, определяемую из условия:

Полезная модель поясняется графическими изображениями.

На фиг. 1 схематично изображено осевое сечение патрона для регулировки осевого положения концевой фрезы.

На фиг. 2 схематично изображено поперечное сечение патрона для регулировки осевого положения концевой фрезы.

В заявленном патроне для регулировки осевого положения концевой фрезы, содержащем привод перемещения концевой фрезы в виде встроенного механизма массой m_А для регулировки вылета фрезы перед окончательным закреплением ее в цанге путем регулирования, которое осуществляется посредством вращения шестерни, которая располагается в корпусе патрона и находится в зацеплении с шестерней-упором, на конце которой имеется резьбовой участок, благодаря которому шестерня-упор при вращении перемещается по резьбе вдоль оси корпуса патрона, при этом в корпусе патрона выполнено глухое цилиндрическое резьбовое отверстие, в котором перемещается регулировочный винт, ось которого расположена в корпусе патрона под углом α к оси шестерни (ведущего колеса) и имеет массу m_Б, определяемую из условия: m_Б=m_А⋅R_А/R_Б⋅sinα, где R_А - расстояние от центра А массы m_А до оси вращения патрона; R_Б - расстояние от центра Б массы m_Б до оси вращения патрона.

Патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы (см. фиг. 1 и фиг. 2) содержит зубчатую передачу, состоящую из ведущего колеса (шестерни) 1 и ведомого колеса (шестерни-упором) 2, снабженного наружной резьбой 10, входящей во внутреннею резьбу 11 корпуса 5, которое при вращении ведущее колеса 1, перемещается вдоль оси вращения концевой фрезы 12 по резьбе 11 и выдвигает фрезу до заданного положения L из цанги 4. Осевое положение ведущего колеса 1 определяется кольцом 7, которое фиксируется относительно корпуса 5 винтом 8. Патрон с закрепленной концевой фрезой 12 устанавливается в шпинделе балансировочного устройства для регулировки требуемой величины дисбаланса путем вращения регулировочного винта 9, установленного в глухом цилиндрическом резьбовом отверстии в корпусе 5, выполненным под углом а к оси ведущего колеса 1, при этом регулировочный винт имеет массу m_Б, определяемую из условия: m_Б=m_А⋅R_А/R_Б⋅sinα.

Патрон для регулировки осевого положения вылета концевой фрезы работает следующим образом.

Фрезу 12 вставляют в цангу 4 до взаимодействия с торцем ведомого колеса 2. В результате вращения ведущего колеса (шестерни) 1, установленного в отверстии 6 и зафиксированного относительно корпуса 5 кольцом 7 и винтом 8, через зубчатую передачу передается вращение ведомому колесу (шестерни-упором) 2, которое вращаясь своим резьбовым участком 10 по резьбе 11 в корпусе 5, перемещает фрезу 12 вдоль ее оси до заданного осевого положения L, после достижения которого хвостовик фрезы 12 закрепляется в цанге 4, а корпус 5 патрона устанавливается в шпинделе балансировочного устройства для регулировки требуемой величины дисбаланса путем вращения установленного в глухом цилиндрическом резьбовом отверстии в корпусе 5 регулировочного винта 9, ось которого расположена в корпусе патрона под углом а к оси ведущего колеса (шестерни) и имеет массу m_Б, определяемую из условия: m_Б=m_А⋅R_А/R_Б⋅sinα.

Отличием предложенной конструкции от прототипа является возможность после регулировки положения и закрепления концевой фрезы уменьшения величины дисбаланса до требуемых значений, определяемых условиями фрезерования с высокой частотой вращения, что подтверждается нижеприведенными пояснениями и расчетами в отношении конкретного примера.

В соответствии со стандартом ISO 1940/1 класс точности балансировки определяется величиной скорости вибраций, вызываемых центробежными силами, возникающими из-за эксцентриситета центра масс вращающегося объекта (дисбаланса). Например, класс точности балансировки G2,5 означает, что скорость вибраций не должна превышать 2,5 мм/с.

Для компенсации дисбаланса используют уравновешивающую массу с тем, чтобы сумма всех действующих центробежных сил стремилась к нулю. Величину дисбаланса D_А от массы m_А совокупности деталей встроенного механизма для регулировки вылета фрезы можно оценить по формуле: D_А=m_А⋅R_А [г⋅м], где R_А - расстояние (радиус) от центра А массы m_А совокупности деталей встроенного механизма для регулировки вылета фрезы вдоль оси вращения патрона.

Для компенсации дисбаланса D_А необходимо в корпусе патрона установить компенсационную массу m_Б на расстоянии R_Б от центра тяжести Б массы m_Б, что обеспечивает теоретическое снижение до величины D_А=0. На практике установить центр Б массы m_Б строго диаметрально противоположно центру А массы m_А, затруднительно из-за внешних конструктивных элементов. Поэтому в общем случае оси, определяемые радиусами R_А и R_Б, расположены под углом α относительно друг друга. Поэтому для общего случая компенсации дисбаланса D_А необходимо установить компенсационную массу m_Б, равную:

Задача достижения «нулевого» дисбаланса на практике не ставится и, в зависимости от частоты вращения, устанавливается допуск на остаточный эксцентриситет. Например, для конкретного случая при частоте вращения шпинделя n=7000 мин^-1 и классе точности балансировки G6,3 допуск на остаточный эксцентриситет е_max равен 4 г⋅мм/кг на радиусе R_Б приближенно равном 32 мм. Это позволяет на указанной частоте вращения шпинделя выбирать массу регулировочного винта и величину его перемещения по радиусу R_Б в достаточно широких пределах.

Таким образом, заявленная совокупность существенных признаков, отраженная в независимом пункте формулы полезной модели, обеспечивает получение заявленного технического результата - уменьшения величины дисбаланса после регулировки положения и закрепления концевой фрезы до требуемых значений, определяемых такими условиями фрезерования, как частота вращения, за счет балансировочного устройства, что повышает качество обработки, увеличивает период стойкости фрезы и срок службы подшипников шпинделя..

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязанными между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной не дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения требуемого синергетического технического результата.

Claims (5)

1. Патрон для регулировки осевого положения концевой фрезы, содержащий корпус, в котором расположен привод перемещения концевой фрезы в виде встроенного механизма для регулирования вылета фрезы при ее закреплении в цанге, при этом указанный привод перемещения содержит шестерню, входящую в зацепление с шестерней-упором, на конце которой выполнен резьбовой участок, обеспечивающий перемещение шестерни-упора вдоль оси корпуса при ее вращении своим резьбовым участком по резьбе в корпусе, отличающийся тем, что корпус выполнен с глухим цилиндрическим резьбовым отверстием, в котором с возможностью перемещения установлен регулировочный винт, ось которого расположена под углом α к оси упомянутой шестерни, при этом масса m_Б установленного регулировочного винта составляет:
2. m_Б=m_А⋅R_А/R_Б⋅sinα, где
3. m_А - масса указанного встроенного механизма, кг;
4. R_А - расстояние от центра масс указанного встроенного механизма до оси вращения патрона, мм;
5. R_Б - расстояние от центра масс регулировочного винта до оси вращения патрона, мм.

Images