Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для оснащения металлорежущих станков, в которых должен быть обеспечен поворот инструмента, по меньшей мере, в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Известны головки для программного перемещения инструмента относительно заготовки, содерюащие корпус-каретку, перемещаемую по направляющим станка, шпиндельный узел, шарнирно закреплен ный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм программного пе» ремещения шпиндельного узла (1J.

Известные устройства имеют относительно низкую точность и требуют разработки сложных управляющих программ.

Цель изобретения вЂ” повышение точIoQTH обработки и упрощение программирования.

Укаэанная цель достигается тем, что шпиндельный узел снабжен двумя сферическими шарнирами, один из которых установлен в корпусе-каретке, а механизм программного перемещения шпиндельного узла установлен на корпусе-каретке с возможностью перемещения и выполнен в виде двух взаимно перпендикулярно перемещаемых рамок с приводами программного перемещения, снабженных пазами, в зоне пересече»

5 ния которых установлен второй сферический шарнир.

Кроме того, двухкоординатный механизм программного .перемещения выполнен в виде зубчатой пары с внешним 0 зацеплением, причем по центру одного из зубчатых колес размещена обойма сферического шарнира шпиндельного узла, а оба колеса установлены на осях с возможностью вращения эксценl

35 трично с соблюдением условия мц;"8едуш."Эе*ом.= со"в где Ймц - межцентровое расстояние;

Маныь

r® „„- мгновенные значения ра20 диусов колес в зацеплении, измеренные вдоль линии, соединяющей центры осей вращения колес;

На фиг. 1 изображена предлагаемая инструментальная головка, общий вид;

;на фиг. 2 вЂ” шпиндельный узел предлагаемой инструментальной головки, продольный разрез; на фиг. 3 - крестовый суппорт двухкоординатного механизма программного перемещения шпин87632 7 цельного узла,вид сверху;на фиг.4 то же,поперечное сечение;на фиг.5 зубчатый привод с внешним зацеплением цвухкоординатного механизма программного механизма шпиндельного узла, продольный разрез; на фиг. б вЂ” то же, вид сверху.

Предлагаемая инструментальная головка (фиг. 1) имеет, корпус-каретку 1, выполненную в виде жесткой коробчатой рамы, имеющей по одной из боковых сторон направляющие 2 для связи с ползуном фрезерного или иного станка с ЧПУ.В корпусе-каретке 1 размещен шпиндельный узел З,имеющий два (нижний и верхний по отношению к зоне закреплення не показанного на чертежах инструмента)сферических шарнира 4 и 5 Нижний сферический шарнир 4 установлен в корпусе-каретке 1 с помощью амортизирующей крышки 6. Верхний сферический шарнир 5 связан с двухкоор- 20 динатным механизмом 7 программного . перемещения шпиндельного узла 3.

Шпиндельный узел 3 (фиг ° 2) имеет пиноль 8, внутри которой на радиально-упорных подшипниках 9 установлен шпиндель 10, имеющий в нижней части конус 11 для установки оправки (патрона) с инструментом, а в верхней части вЂ” шкив 12 для подключения . к приводу 13 вращения. Пиноль 8 снабжена двумя упомянутыми сферическими шарнирами 4 и 5, иэ которых нижний 4 жестко связан (в частности, выполнен заодно) с пинолью, а верхний 5 установлен по скользящей посадке и фиксируется в обойме 14 двухкоординатного механизма 7 программного перемещения.

В эавиСимости от конкретных потребностей производства двухкоординатный механизм 7 программного перемеще- 40 ния шпиндельного узла 3 может быть выполнен различным образом.

Наиболее технологичным и поэтому простым в изготовлении и наиболее удобным с точки зрения простоты прог- 4 раммирования перемещений инструмента в пространстве является выполнение механизма 7 в виде крестового суппорта (фиг. 3 и 4), состоящего иэ двух перпендикулярно вставленных одна в другую жестких пространственных рамок 15 и 16, ползуна 17, находящегося в зоне.их пересечения и имеющего. обойму для верхнего сферического шарнира 5, и двух шариковинтовых ( исполнительных приводов 18 и 19, один из которых, связанный с внешней рамкой 16, закреплен на корпусе-каретке 1, а второй, связанный с внутренней рамкой 15, закреплен на внешней рамке 16 крестового суппорта. 60

Амортизирующие элементы крышки 6 выбираются таким образом, чтобы развиваемое,ими усилие было заведомо больше реакции заготовки .при обработке, но меньше управляющих усилий, из- 65

Меняющих положение шпиндельного узла

3 в пространстве.

При изготовлении сравнительно крупных серий деталей со сложными обводами в составе двухкоординатного механизма 7 программного перемещения целесообразно иметь средство предварительной настройки кинематической цепи на обработку деталей определенного типа (фиг. 5 и 6). Такой механизм имеет два зубчатых колеса 20 и 21,. установленные на осях 22 и 23 эксцентрично с соблюдением условия ми,; "бр*у щ.+ "ве*ом вЂ” cons%, где Ю мц вЂ” межцентровое расстояние; г ВЕДУ Щ. и

r вЂ” мгновенные значения еедом. радиусов колес в зацеплении, измеренные вдоль линии, соединяющей центры осей колес.

Одно иэ зубчатых колес 20 выполнено в центральной части заодно с обоймой сферического шарнира 5, подвижного вдоль пиноли 8 шпийдельного узла 3. Второе колесо 21 может быть выполнено произвольным по форме, на.пример эллиптическим (фиг. 6) или иным, в зависимости от типа изделий, которые подлежат обработке на станке, оборудованном описанной инструментальной головкой. Величина исходного эксцентриситета е (фиг. 6) положения шарнира 5 относительно оси 22, межцентровое расстояние EM и форма колеса 21 учитываются как йсходные данные при подготовке программ. В исходном положении колеса 20 и 21 зацеплены таким образом, чтобы геометрическая ось шпиндельного узла 3 была параллельна направляющим 2 корпусакаретки 1 и чтобы. центры колес 20, 21 и шарнира 5 находились на одной прямой. Ведущим может быть любое иэ зубчатых колес 20 и 21 °

Инструментальная головка работает следующим образом.

С учетом формы детали, исходной формы заготовки и геометрических параметров самой головки известным образом подготовляют программы обработки. В процессе реализации. подготовленных программ с применением инструментальной головки, имеющей крестовый суппорт, включением одного

: или обоих приводов 18 и 19 крестового суппорта перемещают рамки 15 и 16 и связанный с ними ползун 17, обеспечивающий геометрическое суммирование двух движений и соответственное перемещение обоймы и сферического шарнира 5, который, скользя вдоль пиноли 8, передает управляющее усилие на весь шпиндельный узел 3. При этом сферический шарнир 4, поворачиваясь в обойме корпуса-каретки 1, обеспечивает перемещение инстру876327

:мента по заданной траектории в пределах телесного угла 90 .

Аналогично работает инструменталвная головка с зубчатым приводом двухкоординатного механизма программного перемещения. При вращенйи ве- дущего зубчатого колеса в зубчатой паре 20 и 21 изменяется положение центра сферического шарнира 5 отно,сительно оси вращения зубчатого колеса 20, что,соответственно,,вызывает отклонение QcB шпиндельного узла 3 от вертикали и заданное программой обработки перемещение инструмента..

Независимо от формы выполнения двухкоординатного механизма 7 программного перемещения управляющие воздействия прилагаются к длинному плечу рычага первого рода, которым является.шпиндельный узел 3, а рабочие перемещения происходят на коротком плече, что существенно облегчает и ускоряет в три раза подготовку программ и повышает точность перемещения инструмента по заданной траектории и точность обработки..Ослабление воздействия реакции заготовки на работу механизма программного управления также способствует повышению точности обработки и позволяет уменьшить.мощность и энергопотребление приводов программного управления.

Использование предлагаемой инструментальной головки позволяет повысить точность обработки и упростить программное управление.

Формула изобретения

1. Инструментальная головка для программного перемещения инструмента относительно заготовки, содержащая корпус-каретку, перемещаемую по направляющим станка, шпиндельный узел, шарнирно закрепленный в корпусе-каретке, и двухкоординатный механизм программного перемещения шпиндельногоуэла,отличающаясятем, что, с целью повышения точности обработки: и упрощения программирования, шпиндельный узел снабжен двумя сферическими шарнирами, один из которых установлен в корпусе- каретке,а механизм программного перемещения шпиндельного узла установлен на корпусе-, каретке с возможностью перемещения.и выполнен .в виде двух взаимно перпендикулярно перемещаемых рамок с приводами программного перемещения, снабженных пазами, в зоне пересечения которых установлен второй сферический шарнир.

2. Головка по п. 1,.о т л и ч аю щ а я с я тем, что двухкоординатный механизм программного перемеще20 ния выполнен в виде зубчатой пары с внешним.зацеплением,.причем по.центру одного из зубчатых колес размещена обойма сферического шарнира шпиндельного узла, а оба колеса усЯ тановлены на осях с возможностью вращения эксцентрично с соблюдением условия мц. " рдущ+ ведом. "з 1

ЗО где 6 вЂ” межцентровое расстояние;

ВВДМм,. г - мгновенные значения радиусов колес в зацеплении, измеренные вдоль линии, соединяющей .центры осей вращения колес.

Источники информации, 4О принятые во внимание при экспертизе

1. Лиценко В.A. Станки с числовым программным управлением. М., Машгиз, 19-79 с. 40б . с

876 327 фиг, Ф

Ри . 5

ВНИИПИ Заказ 9451/13 Тираж 1151 Подписное

Филиал ППП Яатент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4

Способ фрезерования тел вращения // 874274

Головка к фрезерному станку // 874273

Станок для обработки вращающимися щетками // 872053

Устройство для обработки кулачков // 865556

Фрезерная головка // 865555

Способ фрезерования нежестких деталей // 865554

Способ фрезерования сферических углублений // 865553

Фрезерный станок для обработки винтовых поверхностей лопастей // 860953

Режущая головка // 860952

Способ обработки длинномерной детали и устройство для поддержки детали при обработке на станке // 2100148

Способ обработки поверхностей фрезой // 2102197

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке поверхностей деталей фрезами на станках с ЧПУ

Способ фрезерования заготовок с переменным припуском // 2107593

Изобретение относится к обработке металлов резанием и может быть использовано при обработке поверхностей деталей на станках с ЧПУ

Установка для обработки кромок движущейся полосы // 2111838

Изобретение относится к производству металлических полос

Устройство для зачистки сварных швов // 2115518

Изобретение относится к механической обработке металлов, а именно к устройствам для зачистки сварных швов в области атомной и тепловой энергетики, химической промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства

Способ формирования винтовых поверхностей постоянного шага у изделий с нецилиндрической сердцевиной // 2115533

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для обработки винтовых поверхностей постоянного шага у изделий с нецилиндрической сердцевиной, например, фассонных зенкеров

Автоматический фрезерный станок для продорожки коллекторов электрических машин // 2116871

Изобретение относится к области средств производства и предназначено для автоматической продорожки коллекторов электрических машин

Способ обработки ручьев и канавок на валках или шайбах // 2121908

Способ обработки вращающимся режущим инструментом // 2131324

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для обработки резанием

Способ скругления кромок листа и устройство для его осуществления // 2131333

Изобретение относится к машиностроению, в частности к механической обработке металла