Сверлильный станок

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е »889294

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.04.80 (21) 2914383/25-08 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 23 В 39/00

Государственкый комитет ло делам изооретени» и открытий

Опубликовано 15.12.81. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 25.12.81 (53) УДК 621.952..3 (088.8) (72) Автор изобретения

С. Г. Нагорняк (71) Заявитель (54) СВЕРЛИЛЬНЫЙ СТАНОК

Изобретение относится к металлообрабатывающей промышленности.

Известен сверлильный станок, содержащий фундаментную плиту, на которой смонтирована колонна, верхней части которой расположена шпиндельная головка, несущая электродвигатель и шпиндель с инструментом. На верхних направляющих колонны установлена шпиндельная бабка, внутри которой размещен механизм подачи, включающий червячную передачу, осуществляющий вертикальное перемещение шпинделя, получающего вращение от шпиндельной головки (1).

Недостатком известной конструкции сверлильного станка относится то, что он не обеспечивает в автоматическом режиме работы плавного врезания сверла в тело обрабатываемой детали и не обеспечивает плавного выхода инструмента при сверлении скозных отверстий. В последнем случае имеет место рывок (увеличение подачи) сверла изза уменьшения сопротивления со стороны оставшейся части металла. Это приводит к поломке сверл и к браку обрабатываемых деталей.

Цель изобретения — расширение эксплуатационных возможностей сварлильного станка, упрощение процесса настройки его на переходные процессы резания (входа и выхода сверла) и обеспечение удобства в обслуживании при перестройке на сверление сквозных отверстий различных диаметров.

Поставленная цель достигается тем, что верхний конец сверлильного шпинделя снабжается пружиной сжатия и установленной на нем с возможностью осевого перемещения гайкой для взаимодействия с пружиной, червяк механизма осевой подачи установлен с возможностью осевого перемещения и подпружинен пружиной сжатия, причем жесткость последней меньше жесткости пружины на верхнем конце шпинделя.

На чертеже изображен станок общий вид.

На плите 1 смонтирована колонна с направляющими 2. В верхней части колонны размещена шпиндельная головка 3, на которой смонтирован электродвигатель 4.

Внутри корпуса головки расположены параллельно валы с блоками зубчатых колес (передаточные отношения шпиндельной головки обозначены через i,à сами передачи условно обозначены цифрой 5) . Конечный

889294 з блок зубчатых колес шпиндельной головки установлен на гильзе 6, которая смонтирована в подшипниках. Внутреннее шлицевое отверстие гильзы 6 охватывает шлицевой участок шпинделя 7.

На выступающем из шпиндельной головки нерабочем конце шпинделя 7 установлена пружина сжатия 8 для взаимодействия с регулировочной гайкой 9, навинченной на резьбовой участок конца шпинделя. Второй (нижний) конец пружины 8 контактирует с верхним торцом гильзы 6 для зубчатых колес шпиндельной головки.

На вертикальных направляющих 2 колонны установлена шпиндельная бабка 10, внутри которой проходит шпиндель 7. Со шпин1О делем 7 подвижно в осевом направлении сое- 1$ динена входная шестерня 11, связанная с зублом 20 для ручного подъема или опускания шпинделя 7 с пинолью 16. Шпиндель 7 выполнен подвижным в окружном направлении относительно пиноли 16 и не имеет осевого

3S смещения относительно нее. В коническом отверстии нижнего конца шпинделя 7 установлено своим коническим хвостовиком сверло 21 для взаимодействия с обрабатываемой деталью 22, установленной на столе 23.

Стол 23 устанавливают на различной высоте с помощью зубчато-винтового механизма 24.

Станок работает следующим образом.

В исходном положении инструмента также как и в период нормального процесса

4$ сверления расстояние h между пружиной 8 на нерабочем конце шпинделя 7 и регулировочной гайкой 9 равно расстоянию от вершины сверла 21 до начала опасной зоны при выходе сверла из отверстия. Начало этой зоны находится на расстоянии Ь=(0,1+0.,25) d в от нижнего торца отверстия (где d — диаметр сверла).

При включении двигателя 4, вращение передается через зубчатые блоки 5 на конечный блок зубчатых колес, смонтированных на гильзе 6. Через шлицевое отверстие гильзы 6 вращение передается на шпиндель 7. 1a;ice от шпинделя 7 вращение передается

SS чатыми передачами 12 механизма подач (передаточное отношение со входной шестерни 11 до червяка 13 обозначено через i<).

Червяк 13 находится в постоянном зацеплении с червячным колесом 14, установленным на одном валу с реечным колесом 15, находящимся в зацеплении с рейкой пиноли 16. Червяк 13 установлен в шпиндельной бабке с возможностью осевого перемещения и подпружинен пружиной сжатия 17 2$ в сторону входного своего конца, причем жескость пружины 17 меньше жесткости пружины 9 на нерабочем конце шпинделя.

В кинематической цепи шпиндельной бабки 10 также установлена зубчатая муфта 18, 30 которая через пару конических колес 19 и соответствующий вал соединена со штурвана входную шестерню 11 шпиндельной бабки 10. С данной шестерни движение передается на зубчатые передачи 12 и червяк

13 находящийся в постоянном кинематическом зацеплении с червячным колесом 14.

В конечном итоге вращение реечной шестерни 15, расположенной на одном валу с червячным колесом 14, приводит к осевому перемещению пиноли 16, которая увлекает за собой шпиндель 7. При этом шлицевой участок шпинделя скользит в шлицах гильзы 6 без нарушения кинематической связи.

Пиноль 16 перемещается в круговых направляющих корпуса шпиндельной бабки 10.

В процессе входа сверла 21 в тело обрабатываемой детали 22, т.е. в процессе врезания, возрастающая сила сопротивления со стороны обрабатываемой детали приводит к сжатию пружины 17 и к перемещению червяка 13 в направлении указанной пружины. При равенстве: 1 ш, р с ч к. (K P<4 2 <Р!7 где Р, — сила сопротивления резания;

dp,„, — диаметр реечной шестерни 15;

Р„д, — сила сжатия пружины 17;

d — диаметр червячного колеса 14.

Таким образом по мере у величения осевой силы в процессе врезания сверла, увеличивается сила сжатия пружины 17, т.е. величина ее деформации. При сжатии пружины 17 осевое смещение червяка 13 приводит к замедлению скорости вращения червячного колеса 14, т.е. к уменьшению осевой подачи пиноли 16 со шпинделем 7 и сверлом

21. Этим обеспечивается безударное врезание.

При полном врезании сверла 21 дальнейшее сжатие пружины 17 прекращается и подача сверла 21 становится постоянной, равной подаче установившегося процесса сверления.

На всем этом периоде пружина 8 остается в несдеформированном состоянии, поскольку между верхним ее концом и гайкой 9 остается зазор, который в период нормального процесса сверления постоянно уменьшается.

Как только вершина сверла 21 достигает опасной зоны, расположенной на расстоянии Ь от нижнего торца просверливаемого отверстия, в работу вступает пружина 8, которая оказывается в контакте с движущейся вниз гайкой 9, и которой искусственно создается дополнительное сопротивление движению шпинделя 7 с пинолью 16.

Таким образом с этого момента начинается совместная работа пружин 17 и 8.

Поскольку жесткость пружины 8 больше жесткости пружины 17, то при взаимодействии этих пружин (относительно оси вала с червячным колесом 14 и шестерней 15) из-за стремления системы прийти в равновесное состояние (силы сжатия пружин 8 и

889294

17 стремятся выравняться) и в силу меньшей жесткости пружина 17 деформируется больше, чем деформируется пружина 8.

Следствием этого является дополнительное осевое перемещение червяка 13 и дополнительное сжатие пружины 17. Это приводит к уменьшению скорости вращения червячного колеса 14 и соответственно реечной шестерни 15, установленной на одном валу с указанным колесом.

Таким образом в данном режиме работы имеет место автоматическое уменьшение осевой подачи линоли 16 со шпинделем 7 и сверлом 21 и плавный (замедленный) выход сверла из получаемого сквозного отверстия в обрабатываемой детали 22. Этим устраняется условия перегрузки и поломки инструмента.

После полно о выхода конца сверла из детали механизм подачи станка отключают и сверло со шпинделем и пинолью возвращают в верхнее исходное положение. При этом деформации пружин 8 и 17 становятся равными нулю.

Предлагаемый принцип работы может быть распространен и на радиально-сверлильные станки. Он также может быть частично использован и на настольно-сверлильных станках. В этом случае необходимо установить над верхним торцом ведомого шпиндельного шкива пружину сжатия, аналогичную пружине 8 в предлагаемом станке.

При ручной подаче сверла в период выхода его из сквозного отверстия устраняется рывок инструмента за счет искусственного сопротивления, создаваемого пружиной, установленной на нерабочем конце шпинделя.

Использование разработанной конструкции сверлильного станка позволяет уменьшить поломки сверл при сверлении сквозных отверстий за счет автоматического регулирования подач в переходных процессах резания, и тем самым резко снижает брак деталей и повышает качество обработки деталей. Кроме этого, снимается психологическое напряжение сверлильщиков, связанное с возникающей опасностью поломки сверл в период их выхода из сквозных отверстий.

При использовании данного сверлильного станка отпадает надобность в отключении привода подач в момент начала переходного процесса выхода сверла из отверстия и дальнейшего медленного вывода сверла при ручной подаче, поскольку в данном случае процесс переключения подачи на медленную в режиме выхода сверла осуществляется автоматически.

Формула изобретения

Сверлильный станок, содержащий шпиндельную бабку, расположенные в ней инструментальную головку со сверлом и механизм осевой подачи сверлильного шпинделя, включающий червячную передачу, отличающийся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей станка и обеспечения удобства в обслуживании при сверле25 нии сквозных отверстий различных диаметров, верхний конец сверлильного шпинделя снабжен пружиной сжатия и установленной на нем с возможностью осевого перемещения гайкой для взаимодействия с пружиной, червяк механизма осевой подачи устазо новлен с возможностью осевого перемещения и подпружинен пружиной сжатия, причем жесткость последней меньше жесткости пружины на верхнем конце шпинделя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Федотенок А. А. Кинематическая структура металлорежущих станков. М., «Машиностроение», 1970, с. 107.

889294

Составитель О. Николаева

Редактор Н. Воловик Тех ред А. Бой к а с Ко рректо р Л. Бок ш а н

Заказ 10846/24 Тираж 1 15! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и о1крытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4