RU70479U1 - Силовая головка агрегатного станка - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области станкостроения, а именно - к силовым головкам агрегатных станков, применяемых для обработки деталей сложной пространственной конфигурации с отверстиями, требующими обработки сверлением, растачиванием, фрезерованием, зенкерованием, а так же для других технологических операций в автомобильной, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности, преимущественно в мелкосерийном, серийном и массовом производстве. В технике металлообработки известна силовая головка, содержащая размещенный на снабженном направляющими основании корпус с сопряженной с ним шпиндельной коробкой, включающей один или несколько шпиндельных узлов для установки и закрепления обрабатывающего инструмента, размещенный в корпусе силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту и элементы управления перемещением на позиции обработки, сопряженное с корпусом средство перемещения последнего относительно основания, средства контроля вращающего момента привода обрабатывающего инструмента и величины перемещения корпуса относительно основания в позицию обработки. Известная силовая головка имеет сложную кинематическую схему передачи движения обрабатывающему инструменту, обладает пониженной надежностью, сложна в наладке и эксплуатации. Предлагаемая силовая головка агрегатного станка отличается от известной тем, что в ней силовой привод передачи вращающего моменту к обрабатывающему инструменту выполнен в виде снабженного встроенным редуктором мотор-шпинделя, а средство перемещения корпуса относительно основания выполнено в виде линейного электродвигателя, головка снабжена системой числового программного управления (ЧПУ) и системой датчиков, включающей датчики измерения вращающего момента силового привода и линейного перемещения

корпуса относительно основания в его исходном и рабочем положении, при этом выходы датчиков подключены на вход системы ЧПУ, а ее выход через силовые согласующие устройства подключен на вход силового привода обрабатывающего инструмента и привода линейного перемещения корпуса относительно основания. Силовая головка агрегатного станка положительно отличается от ранее известных устройств аналогичного назначения, имеет более широкий диапазон управляемых параметров, обладает повышенной точностью выполнения технологических операций, более проста конструктивно и может быть использована в агрегатных станках различного назначения в мелкосерийном, серийном и массовом производстве. Силовая головка в настоящее время находится в стадии конструкторской проработки и подготовке производства на ЧП «Ремсервис», г.Глухов, Украина.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области станкостроения, а именно - к силовым головкам агрегатных станков, применяемых для обработки разнообразных деталей различной пространственной формы сверлением, растачиванием, фрезерованием, зенкерованием, а так же при помощи других технологических операций в автомобильной, авиационной, приборостроительной и других отраслях промышленности, преимущественно в мелкосерийном, серийном и массовом производстве.

В зависимости от выполняемых на станке операций силовые головки могут производить самые разнообразные циклы движений инструмента-

Инструмент, установленный в шпинделе, обычно быстро подводится к обрабатываемой заготовке, затем получает заранее установленную рабочую подачу, после чего быстро отводится в исходное положение. Эти движения обеспечиваются механизмом подачи силовой головки. Переключение с быстрого хода на рабочую подачу производится лишь в тот момент, когда инструмент достаточно приблизится к обрабатываемой детали, причем в некоторых случаях быстрый подвод головки оказывается ненужным и ее движение начинается сразу с рабочей подачи.

Силовые головки по конструктивному исполнению различаются по типу привода подач и по способу осуществления подач и должны удовлетворять следующим требованиям: они должны обеспечивать автоматическое выполнение заданного цикла при соблюдении всех его параметров, выдавать внешние сигналы о выполнении отдельных элементов цикла (в частности, о приходе в исходное положение), обеспечивать высокую надежность, быструю переналадку на необходимый обрабатывающий инструмент, высокую точность при повторении однотипных технологических операций.

Большое разнообразие обрабатываемых деталей привело к созданию различных по конструкции силовых головок (см. например, [1, 2, 3]), отличающихся

по количеству устанавливаемого обрабатывающего инструмента, мощности используемых приводов и движения подачи.

При использовании в силовых головках нескольких инструментов нашли применение шпиндельне насадки, которые могут включать несколько шпиндельных узлов под однотипный или разнотипный обрабатывающий инструмент (сверла, фрезы, зенкеры и др..).

Известно несколько систем механизмов подач, применяемых в силовых головках агрегатных станков, которые в значительной степени определяют основные особенности силовых головок, а также механизмов передачи вращения от привода на обрабатывающий инструмент. В агрегатных станках применяются преимущественно гидравлические, механические и пневмогидравлические приводы подач обрабатывающего инструмента, а его вращение от силового привода производится через систему кинематически связанных шестерен. Такое конструктивное выполнение силовых головок приводит к усложнению конструкции головок в целом, требует выполнение элементов кинематических цепей с высокой точностью, усложняет их обслуживание и ремонт, а также снижает надежность головок.

Известна силовая головка агрегатного станка, содержащая размещенный на снабженном направляющими основании корпус с сопряженной с ним шпиндельной коробкой, включающей один или несколько шпиндельных узлов для установки и закрепления обрабатывающего инструмента, размещенный в корпусе силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту и элементы управления перемещением шпиндельных узлов на позиции обработки, сопряженное с корпусом средство перемещения последнего относительно основания, средства контроля вращающего момента привода обрабатывающего инструмента и величины перемещения корпуса относительно основания в позицию обработки [4]. Известная силовая головка имеет сложную кинематическую схему передачи движения обрабатывающему инструменту» перемещение которого осуществляется посредством кулачков, контроль момента вращения осуществляется посредством электромеханических муфт, а величина

перемещений инструмента относительно обрабатываемой заготовки осуществляется посредством перемещаемых по основанию конечных выключателей, закрепляемых на основании в положениях в зависимости от требований технологического цикла обработки. Из-за сложности конструкции силовая головка обладает пониженной надежностью, трудоемка в обслуживании и наладке.

Целью предлагаемой полезной модели является упрощение кинематической схемы, снижение габаритов, а также повышение точности обработки и снижение трудоемкости при задании технологических циклов обработки деталей, особенно сложных пространственных форм.

Поставленная цель достигается тем, что в силовой головке агрегатного станка, содержащей размещенный на снабженном направляющими основании корпус с сопряженной с ним шпиндельной коробкой, включающей один и/или более шпиндельных узлов для установки и закрепления обрабатывающего инструмента, размещенный в корпусе силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту и элементы управления перемещением шпиндельных узлов на позиции обработки, сопряженное с корпусом средство перемещения последнего относительно основания, средства контроля максимального вращающего момента привода обрабатывающего инструмента и величины перемещения корпуса относительно основания в позицию обработки в ней силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту выполнен в виде снабженного встроенным редуктором мотор-шпинделя [5, 6] а средство перемещения корпуса относительно основания выполнено в виде линейного электродвигателя [6], головка снабжена системой числового программного управления (ЧПУ) и системой датчиков, включающей датчики измерения вращающего момента силового привода и линейного перемещения корпуса относительно основания в его исходном и рабочем положении, при этом выходы датчиков подключены на вход системы ЧПУ, а ее выход через силовые согласующие устройства подключен на вход силового

привода обрабатывающего инструмента и привода линейного перемещения корпуса относительно основания.

Предлагаемая конструкция силовой головки поясняется чертежами, где:

- на Фиг.1 показано схематически размещение элементов головки;

- на Фиг.2 показана блок-схема сопряжения системы ЧПУ с датчиками и элементами приводов.

Головка содержит корпус 1, основание 2 с направляющими 3. С корпусом сопряжена шпиндельная коробка 4 со шпинделями 5, в которые устанавливается и закрепляется обрабатывающий инструмент 6. В корпусе 1 головки закреплен мотор-шпиндель 7, снабженный встроенным редуктором 8 и датчиком вращающего момента 9. В основании 2 размещен линейный электродвигатель 10 и линейные бесконтактные датчики перемещений - крайнего исходного положения 11, крайнего исходного рабочего положения 12, датчик предельной глубины обработки 13 и датчик скорости перемещения корпуса относительно основания 14. Система ЧПУ 15 размещается в отдельной консоли 16, там же размещены силовые согласующие устройства 17, 18 приводов 7 и 10. Головка может быть закреплена основанием 2 с помощью общеизвестных средств на технологическом оборудовании (на чертежах не показаны).

Предлагаемая силовая головка работает следующим образом.

Предварительно в соответствии с технологической картой обработки заготовки, закрепленной на соответствующем технологическом оборудовании, в шпиндель (шпиндели) шпиндельной коробки 5 устанавливается и закрепляется обрабатывающий инструмент 6, в систему ЧПУ 15 вводится программа обработки заготовки, включающая скорость перемещения корпуса 1 относительно основания 2, параметры исходного положения корпуса относительно основания, положение корпуса относительно основания в рабочей позиции, глубину обработки (например, сверлением с возможным последующим зенкерованием или фрезерования и т.д.) момент на выходном валу мотор-шпинделя 7. Для расширения возможностей головки она может быть дополнена одним или несколькими датчиками момента непосредственно размещаемыми в шпиндельной коробке 4 и

связанными с обрабатывающими шпинделями 5. Это позволяет непосредственно контролировать момент, прикладываемый к инструменту, что особенно важно при обработке, например, сверлением отверстий особо малого диаметра. Выходы этих дополнительных датчиков также подключаются на вход системы ЧПУ 15 и служат корректирующими элементами для главного привода в качестве датчиков обратной связи. После выполнения подготовительных операций включается система ЧПУ на исполнение программы и осуществляется пробная обработка заготовки, по результатам которой вводятся необходимые поправки и изменения в программу, после чего головка готова для выполнения производственной программы.

Предлагаемая полезная модель положительно отличается от ранее известных силовых головок простотой кинематической схемы и конструктивного исполнения, так как содержит небольшое количество комплектующих элементов, обладающих высокой механической надежностью, а система ЧПУ позволяет повысить точность и качество обработки заготовок, значительно повысить производительность силовой головки при использовании ее в агрегатных станках различного назначения.

В настоящее время предлагаемая силовая головка находится в стадии конструктивной разработки и подготовки производства на ЧП «Ремсервис», г.Глухов, Украина.

Библиографические ссылки.

1. «Нормализованные узлы агрегатных станков», каталог, из-во «Центральный институт научно-технической информации машиностроения государственного комитета СМ СССР по координации научно-исследовательских работ», М., 1962 г., стр.7-21, 53-56, 66-70.

2. «Агрегатные станки и автоматические линии», серия С-1, выпуск 3, под ред. М.М.Бермана, изд-во «Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности СССР, главное техническое управление, НИИмаш», М., 1970 г., стр.29-39.

3. Л.С.Брон, «Автоматические линии и агрегатные станки для серийного, крупносерийного и массового производства», обзор, серия С-1, Станкостроение, изд-во «Министерство станкостроительной и инструментальной промышленности», НИИмаш», М., 1979 г., стр.40-47.

4. С.М.Зонненберг, «Малые агрегатные станки», М., Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, 1962 г, стр.63-79.

5. Д.Локтев, «Шпиндельные узлы», журнал «Мир техники и технологий», №6, 2005 г., Киев, стр.69-72.

6. С.Макаров, «Линейный привод в станкостроении - точность и эффективность», журнал «Мир техники и технологий», №11, 2006 г., г.Киев., стр.83-84.

Claims (2)

1. Силовая головка агрегатного станка, содержащая размещенный на снабженном направляющими основании корпус с сопряженной с ним шпиндельной коробкой, включающей один и/или более шпиндельных узлов для установки и закрепления обрабатывающего инструмента, размещенный в корпусе силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту и элементы управления перемещением шпиндельных узлов на позиции обработки, сопряженное с корпусом средство перемещения последнего относительно основания, средства контроля максимального вращающего момента привода обрабатывающего инструмента и величины перемещения корпуса относительно основания в позицию обработки, отличающаяся тем, что в ней силовой привод передачи вращающего момента к обрабатывающему инструменту выполнен в виде снабженного встроенным редуктором мотор-щпинделя, а средство перемещения корпуса относительно основания выполнено в виде линейного электродвигателя.

2. Силовая головка агрегатного станка по п.1, отличающаяся тем, что в нее введена система числового программного управления (ЧПУ) и система датчиков, включающая датчики измерения вращающего момента силового привода и величины линейного перемещения корпуса относительно основания в его исходном и рабочем положении, причем выходы датчиков подключены на вход системы ЧПУ, а ее выход через силовые согласующие устройства подключен на вход силового привода обрабатывающего инструмента и привода линейного перемещения корпуса относительно основания.