SU1016089A1 - Инструментальна головка - Google Patents

Abstract

ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА по авт. св. № 876327, отличающа с  тем, что, с целью повышени  точности обработки , первый сферический шарнир выполнен в виде сегмента сферического упорного подшипника, сепаратор которого жестко соединен с шпиндельным узлом, а тела качени  размещены между опорными сферическими поверхност ми, выполненными в корпусе-каретке . ff fS /6 /9 20 W / / / / / /

Description

Изобретение относитс  к конструкции инструментальных головок дл  программного перемещени  инструмента типа фрезы относительно заготовки по заданному контуру и используетс  в составе фрезерных станков с числовым программным управлением, предназначенных дл  воспроизведени  поверхностей двойной кривизны на детал х изделий транспортного машиностроени , изготовл емых из сталей или подобных им по прочности материалов, например титановых сплавов. По основному авт. св. № 876327 известна инструментальна  головка, содержаща  корпус-каретку, перемещающуюс  по направл ющим станка, шпиндельный узел, шарнирно-закрепленный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм перемещени  шпиндельного узла. Шпиндельный узел снабжен двум  сферическимии шарнирами, один из которых установлен в корпусе-каретке , а механизм програмнного перемещени  шпиндельного узла установлен на корпусекаретке с возможностью перемещени  и выполнен в виде двух взаимно перемещаемых рамок с приводами программного перемещени , снабженных пазами, в зоне пересече ни  которых установлен второй сферический шарнир. В известной головке конструкци  шарнира в корпусе-каретке достаточно надежна при обработке заготовок из легких материалов типа алюминиевых и магниевых сплавов 1. Однако при обработке сталей, титановых сплавов и им подобных высокопрочных труднообрабатываемых материалов реактивные усили  от заготовок, воздействуюшие на принадлежащие станку элементы системы СПИД, оказываютс  столь значительными, что вызывают интенсивные смещени  амортизирующей крыщки и отклонение положени  инструмента от заданного программой обработки. Возникающее при этом снижение точности обработки особенно заметно при колебани х величины припуска на обработку и при проходе инструмента по траектори м с нерегул рно измен ющейс  кривизной . Цель изобретени  - повыщение точности обработки. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в головке, содержащей корпус-каретку, перемещающуюс  по направл ющим станка, щпиндельный узел, шарнирно закрепленный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм перемещени  шпиндельного узла, снабженный двум  сферическими шарнирами , один из которых установлен в корпусекаретке а механизм параллельного перемещени  выполнен в виде двух взаимно пере мещаемых рамок с приводами програмнного перемещени , снабженных пазами, в зоне пересечени  которых установлен второй сферический щарнир, первый сферический щарнир выполнен в виде сегмента сферического упорного подшипника, сепаратор которого жестко соединен с шпиндельным узлом, а тела качени  размещены между опорными сферическими поверхност ми, выполненными в корпусе-каретке. Такое исполнение шарнира повышает устойчивость головки при воспри тии реакции шарнира. На чертеже представлена инструментальна  головка, частичный продольный разрез. Предлагаема  инструментальна  головка имеет корпус-каретку 1, выполненную в виде массивного тела и состо щую из двух - верхней 2 и нижней 3, жестко св занных между собой частей; шпиндельный узел 4, двухкоординатный механизм 5 его программных поворотов во взаимно перпендикул рных направлени х, верхний 6 и нижний 7 (по отношению к зоне закреплени  инструмента ) сферических шарнира. , Верхний сферический шарнир 6 св зан с двухкоординатным механизмом 5 программных поворотов шпиндельного узла 4 и охватывает корпус этого узла по скольз щей посадке. Нижний сферический шарнир 7 выполнен в виде сегмента сферического упорного шарикоподшипника, у которого сепаратор 8 жестко св зан с корпусом шпиндельного узла, а тела 9 качени  размещены между опорными сферическими поверхност ми , выполненными непосредственно в верхней 2 « нижней 3 част х корпусакаретки 1. Таким образом, шпиндельный узел 4 оказываетс  жестко зафиксированным в корпусе-каретке 1 от осевого перемещени . Корпус-каретка 1 имеет по меньщей мере две противоположно размещенных направл ющих 10 дл  св зи с ползуном (не показан ) или непосредственно со станиной фрезерного станка с ЧПУ. Шпиндельный узел 4 имеет подвижную (дл  подстройки) в осевом направлении пиноль 11, внутри которой на радиально-упорных подшипниках (не показаны) установлен шпиндель 12, снабженный в нижней части конусом дл  установки хвостовика инструмента 13, а в верхней - шкивом 14 дл  подключени  к приводу 15 вращени . Двухкоординатный механизм 5 программных поворотов выполнен на основе крестового сувпорта из двух вставленных одна в другую взаимно перпендикул рных пространственных рамок 16 и 17, ползуна 18, наход щегос  в зоне их пересечени  и служащего обоймой дл  верхнего сферического шарнира 6, и двух шариковинтовых исполнительных приводов 19 и 20, один из которых (19) св занный с внутренней рамкой 16 и встроен во внешнюю рамку 17, а второй (20) св занный с внешней рамкой 17 и смонтирован на корпусе-каретке 1.

Предлагаема  форма выполнени  двухкоординатного механизма 5 программных поворотов инструмента не исключает использовани  двух известных вариантов его осуществлени .

Инструментальна  головка работает следующим образом.

После подготовки и введени  в устройство ЧПУ станка рабочей программы учитывающей форму детали, исходную форму заготовки и герметические параметры самой головки и инструмента, и установки заготовки на столе станка, инструментальную головку (в целом) и пиноль 11 вывод т в исходное положеии1е.

Затем программным включением одного или обоих приводов 19 и 20 двухкоординатного механизма 5 программных поворотов поворачивают и щпиндельный узел 4, и закрепленный в шпинделе 12 инструмент 13 в требуемое в данной точке контура положение . Верхний сферический щарнир б при этом будучи зафиксирован в ползуне (обойме) 18, скользит вдоль корпуса щпиндельного узла 4, а нижний сферический шарнир 7 воспринимает реакции заготовки, передаваемые через инструмент 13, шпиндельный узел 4, сепаратор 8 и шарики 9 на сферические опорные поверхности корпусакаретки 1.

Поскольку сферические оболочки (а сепаратор 8 по существу  вл етс  сегментом сферы) обладают высокой жесткостью, постольку усили  резани , передаваемые на корпус-каретку 1, не могут существенно отклон ть инструмент 13 от заданных программой обработки положений, то и точность обработки существенного повышаетс . Соответственно возрастает и надежность головки в целом.

Повышение точности при использовании предлагаемой головки по сравнению с известной достигаетс  также и тем, что щпиндельный узел превращаетс  в рычаг П рода с длиной управл ющего плеча, равной рассто нию от рабочего центра фрезы (т. е. точки пересечени  ее геометрической оси с поверхностью рабочего торца) до центра

поворотов шпиндельного узла в верхнем сферическом щарнире 6. Следовательно, практически полностью исключаетс  неисправимый брак и сокращаютс  затраты на ручную доводку деталей типа формующих элементов штампов.

Claims (1)

1. ИНСТРУМЕНТАЛЬНАЯ ГОЛОВКА по авт. св. № 876327, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности обработки, первый сферический шарнир выполнен в виде сегмента сферического упорного подшипника, сепаратор которого жестко соединен с шпиндельным узлом, а тела качения размещены между опорными сферическими поверхностями, выполненными в корпусе-каретке.